5.4. Динамика и механизм оползневого процесса

Для составления прогноза развития оползней и обоснования защитных мероприятий необходимо кроме причин развития оползней, знать динамику и механизм развития процесса, типы оползней.

Динамика оползневого процесса определяется особенностями и закономерностями его развития во времени. В динамике развития каждого оползня большинство исследователей различают три этапа или стадии (по Саваренскому Ф.П.).

1. Этап (стадия) подготовки оползня – постепенное уменьшение устойчивости масс горных пород.

2. Стадия собственно оползневого смещения – быстрая, резкая потеря устойчивости масс горных пород, смещение их.

3. Стадия последующей жизни склона и смещенных масс – или этап восстановления устойчивости масс горных пород. Емельянова Е.П. [4] в первой стадии выделяет стадии скрытой и явной подготовки оползней и, кроме того, рекомендует выделять стадию повторных смещений.

Продолжительность этих этапов в каждом конкретном случае различна (в зависимости от причин оползня и геологических условий и других природных и искусственных факторов).

Время от начала первого этапа подготовки – оползня до полного прекращения, оползневых деформаций называется оползневым циклом.

Каждый оползневой процесс, оползневое смещение характе-ризуется определенными динамикой и механизмом.

Механизм оползневого процесса – это вид, способ, характер оползания масс горных пород. Механизм выражается в форме [3]:

1. Сдвига блоков пород (структурные оползни – оползни скольжения по В.Д. Ломтадзе). Пример – оползни ангарского типа [3]. Отделение блоков пород и скольжение их по четко выраженным поверхностям скольжения происходит без нарушения структуры, монолитности блока пород.

2. Течения (пластичные оползни, движение пород подобно вязкой жидкости). Перемещение частиц в рыхлых породах не только вниз по склону, но и поперечные внутри движущейся толщи. Частицы могут перемещаться с разной скоростью. Поверхности скольжения слабо выражены. Пластические течения развиваются при нарушении прочности глинистых пород в результате нарушения структурных связей.

3. Переходные способы перемещения (структурно-пластическое движение: изгиб, кручение, смятие).

Постоев г.П. [19] выделяет четыре типа механизма формирования оползней:

1. Сжатие грунтового массива в условиях ограниченного бокового расширения.

2. Сдвиг одной части массива относительно другой.

3. Разжижения грунтового массива вследствие уменьшения эффективного трения.

4. Растяжения с отрывом части грунтового массива.

Первый тип механизма характерен для так называемых оползней выдавливания (оседания, раздавливания), формируется при сжатии грунтового массива в вертикальном направлении под действием собственного веса, когда на некотором горизонте в грунтах от действующей сжимающей нагрузки возникает боковой распор, который может находить противодавление со стороны склона. Могут образовываться трещины бокового отпора. В таких оползнях преобладают вертикальные составляющие смещения.

Второй тип механизма формируется при нарушении равновесия, когда вдоль наклонной поверхности в массиве происходит концентрация касательных напряжений. Эти поверхности совпадают с зонами ослабления в массиве, по контакту с более прочными породами, по плоскостям напластования. Развиваются в таких условиях оползни скольжения.

Третий тип механизма формируется в результате тиксотропного разжижения грунта и превращение его в вязкую жидкость при водонасыщении грунта и давления поровой воды. Данный механизм особенно характерен для дисперсных грунтов, обладающих слабыми структурными связями и низкой фильтрационной способностью. Так формируются оползни–потоки, оползни течения.

Четвертый тип механизма развивается преимущественно на высоких крутых склонах. Под действием нормальных растягивающих напряжений происходит отделение одной части грунтового массива от другой при превышении растягивающего напряжения прочности породы.

Часто в природе формируются оползни сложного механизма, связанного с действием комплекса факторов, влияющих на развитие оползней.