Факторы, влияющие на формирование обвальных явлений

Основная причина образования обвальных явлений состоит в нарушении равновесия (устойчивости) масс горных пород на склонах и откосах. Вызывают это нарушение устойчивости главным образом постоянно действующие сдвигающие (скалывающие) составляющие силы тяжести и временно (периодически) действующие силы гидростатического давления воды, заполняющей трещины в породах, а также сейсмические напряжения, возникающее при землетрясениях и других сотрясениях, наблюдающихся при движении транспорта, взрывных работах и др. Действие таких сил реализуется в образовании обвалов и вывалов тогда, когда твердые и относительно твердые породы, обнаженные в пределах высоких и крутых склонов и откосов, доведены процессами выветривания до такого состояния, при котором их внутренние силы сопротивления сдвигу и скалыванию не в состоянии уравновесить действие внешних сил.

Огромное влияние на формирование обвальных явлений оказывает трещиноватость пород тектонического и нетектонического происхождения. В тех случаях, когда горные породы в обнажениях на склонах и в откосах разбиты редкими трещинами, обвальные явления представляют собой особенно значительную угрозу вследствие большой разрушающей силы крупных пада­ющих глыб и блоков. При этом на образование обвальных явлений существенное влияние оказывает направление наклона по­верхностей трещин. Плоскости трещин, наклоненные к основанию склонов и откосов, наиболее благоприятны для обрушения пород; трещины, наклоненные в глубь склона или откоса, обусловливают заклинивание блоков горных пород и создают менее благоприятные условия для их обрушения. При большой раздроблен­ности пород, т. е. при большом количестве пересекающихся трещин на единице площади обнаженной поверхности пород, обра­зуются мелкие отдельности, иногда достигающие размеров щебня. В этих случаях образуются осыпи, создающие шлейфы и конусы на склонах и в их основании.

Для единообразного подхода к оценке степени трещиноватости горных пород можно рекомендовать следующую классификацию, согласно которой выделяются зоны или участки четырех кате­горий.

1. Породы значительно раздробленные, трещиноватые; на­блюдаются в среднем 5—8 явно выраженных трещин на 1 м вы­соты или длины обнаженной поверхности пород (большая густота трещин). На таких участках обвальные явления довольно часты, а также распространены щебенисто-дресвяные осыпи.

2. Среднетрещиноватые породы, когда наблюдаются 2—3 явно выраженные трещины (средняя густота трещин). Обвалы и вы­валы на таких участках также часты, и они достаточно опасны по своей разрушающей силе.

3. Слаботрещиноватые породы, когда наблюдается 1—2 тре­щины на 2—3 м обнаженной поверхности пород (малая густота трещин). Обвалы и вывалы на таких участках весьма опасны.

4. Нетрещиноватые (монолитные) породы, когда явно выра­женных трещин не наблюдается.

Обвальные явления наблюдаются только в горных районах с резкопересеченным рельефом, в районах распространения высо­ких и крутых склонов, на участках склонов, подрезанных откосами выемок и полувыемок, а также в карьерах, имеющих крутые откосы. Такое распространение обвальных явлений указывает на прямую связь условий их формирования с рельефом — с участками высоких и крутых склонов и откосов. Чем более пересечен рельеф и чем больше его контрастность, тем больше его энергия и вероятность образования обвалов и вывалов.

Таковы важнейшие условия формирования обвальных явлений. Обобщая, можно заметить, что на их формирование главным образом влияют: а) климатические факторы, определяющие темп и характер выветривания горных пород; б) региональные и мест­ные особенности рельефа; в) состав, свойства и физическое со­стояние горных пород, обусловленные их выветрелостью, трещиноватостью и раздробленностью; г) новейшие и современные тектонические движения, поддерживающие контрастность и энер­гию рельефа; д) сейсмичность района, периодически вызывающая массовые нарушения устойчивости горных пород на склонах и откосах, и е) инженерная и хозяйственная деятельность чело­века, осуществляемая без достаточного учета причин и условий образования обвальных явлений