- •Глава 2
- •Характеристика землетрясений
- •Соотношения между магнитудой м и энергией e землетрясений
- •Статистика землетрясений с различными магнитудами
- •Площадь 7-балльной зоны s7 при очаге на глубине 40 км в зависимости от магнитуды м
- •Последствия землетрясений в зависимости от интенсивности (по международной шкале Меркалли)
- •Среднее число землетрясений, происходящих ежегодно на земном шаре
- •Предвестники землетрясений
- •Общие черты землетрясений на территории России
- •Прогноз землетрясений и профилактические мероприятия
- •Карта сейсмического районирования
- •Сейсмическая шкала для различных типов зданий
- •Оценка последствий катастрофических землетрясений
- •Величина приращений di и dIб
- •Оценка характера и степеней разрушения зданий и сооружений
- •Форма представления результатов оценки последствий
- •Форма № 1. Населенный пункт (город, объект)
- •Форма № 2. Населенный пункт (город, объект)
- •Характеристика степеней разрушения зданий и сооружений
- •Строение земного шара
- •Скорость распространения поверхностных сейсмических волн
- •Интенсивность землетрясения, приводящая к различным степеням разрушений зданий или сооружений
- •Рекомендации населению по поведению при землетрясении
- •Ликвидация последствий землетрясений
- •2.1.2. Извержение вулканов Проблема вулканической опасности
- •Основные характеристики и негативные последствия вулканических извержений
- •Классификация вулканов
- •Основные типы вулканов
- •Основные действующие вулканы и обзор исторических извержений
- •Геологическое строение и геодинамика вулканов
- •Районирование областей вулканической опасности Курило-Камчатского региона
- •Прогноз вулканических извержений
- •Грязевой вулканизм
- •Профилактические мероприятия вулканических извержений Защитные мероприятия от лавы
- •Рекомендации по поведению при извержении вулканов
- •2.2. Геологические чрезвычайные ситуации (экзогенные геологические явления)
- •2.2.1. Склоновые процессы
- •2.2.2. Сели Селевые потоки
- •Механизмы зарождения селей
- •Условия формирования селей дождевого происхождения
- •Характеристики селей
- •Классификация селей
- •Классификация селей на основе факторов возникновения
- •Классификация на основе первопричин возникновения селей
- •Классификация селей по объему единовременных выносов обломочных материалов
- •Типы селевых потоков и их воздействие на сооружения
- •Прогнозирование селей
- •Средний диаметр обломков, анкирующих грунт в селевых очагах горных районов
- •Переходные коэффициенты р % и коэффициенты стока Kс в различных районах
- •Оценка последствий схода селей и лавин
- •Степень селеопасности для городов России
- •Характеристика селевых процессов
- •Вероятность общих и смертельных потерь населения, находящегося в зоне конуса выноса селевого потока
- •Последствия воздействия селевых потоков на различные объекты
- •Расчетные варианты воздействия селевого потока
- •Инженерно-технические мероприятия по защите от селей и лавин
- •2.2.3. Оползни Описание оползней
- •Характеристики оползней
- •Шкала скоростей движения оползней
- •Классификация оползней
- •Профилактические и прогностические мероприятия
- •Меры борьбы с оползнями
- •2.2.4. Обвалы и осыпи Описание обвалов и осыпей
- •Рекомендации по поведению при оползнях, селях и обвалах
- •2.2.5. Лавины Характеристика лавин
- •Классификация снежных лавин
- •Диапазоны основных характеристик снежных лавин
- •Физическая сущность лавин
- •Генетическая классификация снежных лавин
- •Типы лавин комбинированного происхождения
- •Значения скорости движения, плотности и давления лавин с разным типом движения
- •Распространение и режим лавин
- •Площадь лавиноопасных территорий мира
- •Снеголавинные показатели в горах различных климатических областей
- •Отношение норм максимальных снегозапасов и твердых осадков при разной продолжительности холодного периода в горах Евразии
- •География лавинных показателей
- •Площади территорий с различным характером лавинной опасности в Российской Федерации
- •Площадь лавиноопасных и потенциально лавиноопасных территорий
- •Прогнозирование лавин и способы защиты от них
- •Показатели лавинной опасности в зависимости от глубины вертикального расчленения рельефа
- •Типы лавиноопасности территории в зависимости от высоты снежного покрова
- •Характеристика лавиноопасных территорий
- •Классификация лавинной опасности
- •Характеристики различных видов прогноза лавинной опасности
- •Методы прогноза лавиноопасного периода
- •Методика расчета основных параметров лавин
- •Зависимость площади снегосбора от крутизны склона
- •Способы защиты от лавин
- •Удельная стоимость противолавинных мероприятий
- •2.2.6. Абразия берегов
- •2.2.7. Эрозионные процессы Эрозия почв
- •Антропогенная эрозия почв
- •Изменение русел рек
- •Пыльные бури
- •Морфогенетическая систематизация курумов хр. Удокан
- •Зависимость формирования некоторых видов (фаций) курумов от залегания осадочно-метаморфических толщ и крутизны склонов
- •2.3. Природные пожары
- •2.3.1. Основные понятия
- •Шкалы оценки лесных участков по степени опасности возникновения пожаров
- •2.3.2. Классификация пожаров и их основные характеристики
- •Скорости распространения лесных пожаров в зависимости от вида насаждений и вида пожара
- •Показатели среды при лесных пожарах
- •2.3.3. Тушение лесных пожаров
- •Оценочные данные по темпам выполнения инженерных работ при ликвидации последствий лесных пожаров
- •Характеристики работ при локализации лесных пожаров и потребности в силах и средствах на их выполнение
- •Затраты времени на выполнение отдельных видов работ по тушению лесных пожаров
- •Профилактика лесных пожаров
- •2.3.4. Торфяные пожары Описание торфяных пожаров
- •Профилактические возгорания торфа и борьба с торфяными пожарами
- •Рекомендации по защите населения при лесных и торфяных пожарах
- •Варианты комплексов защитных мероприятий при крупномасштабных пожарах
- •Характеристика вариантов по защите населения при крупномасштабных пожарах
- •Контрольные вопросы
Морфогенетическая систематизация курумов хр. Удокан
Питание грубообломочным материалом |
Основные курумообразующие процессы |
Группы курумов по их форме | |||
Линейные |
Сетчатые |
Изометрические или площадные | |||
Фации курумов (крутизна склонов,°) | |||||
|
Выветривание (деструкция) скальных пород, выпучивание обломков, суффозия |
Локальное |
Шлейфовидные потоковые курумы (5–20)
|
Сетчатые курумы (5–15)
|
|
Потоки курумов (15–25) |
Потоково-сетчатые курумы (15–30) |
Полигональные курумы (10–30) | |||
Потоковые курумы (25–35) |
Нишевые курумы (10–25) |
Пятнистые курумы (15–25) | |||
– |
Нишевосетчатые курумы (10–25) |
– | |||
Внутреннее |
По всей площади |
|
|
Курумный поток распученной скалы (3–10)* | |
|
|
Шлейфовидные покровные курумы (5–20) | |||
|
|
Поясные курумы (20–35)* | |||
|
|
Курумоосыпи (38–40) | |||
|
|
Курумы уступов нагорных террас (35–40)* | |||
|
|
Курумы уступов нивационных ступеней (5–15)* |
Окончание табл. 2.49
Питание грубообломочным материалом |
Основные курумообразующие процессы |
Группы курумов по их форме | |||
Линейные |
Сетчатые |
Изометрические или площадные | |||
Фации курумов (крутизна склонов,°) | |||||
|
Выпучивание обломков из дисперсных пород, суффозия |
Локальное
|
Полосы курумов (20–25)
|
Структурные курумы
|
– |
|
По всей площади |
|
|
Пятнистые и площадные курумы выпучивания (10–25) | |
Внешнее
|
Поступление материала обвалов, осыпей, курумов, лавин |
Ложбинные курумы (3–15)
|
|
Курумоглетчеры см.** Курумные покровы накопления (3–5) | |
* Фации курумов, в формировании которых существенную роль играет нивация
| |||||
** Фации, носящие переходный характер между курумами и иными фациями рыхлых образований
|
Таблица 2.50
Зависимость формирования некоторых видов (фаций) курумов от залегания осадочно-метаморфических толщ и крутизны склонов
Падение пластов пород по отношению к поверхности склона |
Крутизна склона, град | |||||||
5–10 |
10–15 |
15–20 |
20–25 |
25–30 |
30–38 |
более 38 | ||
Согласно, но положе, чем склон |
Курумы уступов нивационных ступеней |
|
Курумоосыпи | |||||
Согласно со склоном
|
Шлейфовидные покровные курумы Полигональные курумы |
| ||||||
Согласно, но круче, чем склон
|
|
Поясные курумы | ||||||
Косо к падению склона |
|
Пятнистые курумы
|
| |||||
Противоположно и круче падения склона |
|
Поясные курумы
| ||||||
Противоположно и положе падения склона |
Курумный покров распученной скалы |
|
В данную группу условно включен также разрез перлювиальной субфации. В своем строении он содержит только фрагменты слоя с гольцовым льдом, обычно невыдержанные по площади и по мощности. Главными особенностями строения разреза являются небольшая мощность грубообломочного чехла (0,3–0,5м), под которым расположен слой мелкого щебня и дресвы, и четкие границы между слоями. Части курумов, представленные этой субфацией, находятся в стабильном состоянии.
Вторая группа объединяет разрезы, расположенные на разборной скале. В различных сочетаниях разрезов субфация имеет название суффозионно-деструктивная или кольматационная. Наличие этой субфации является показателем того, что в данной части курума его грубообломочный чехол еще не сформировался на полную мощность.
Третья группа объединяет разрезы курумов, расположенные на рыхлых грубообломочных образованиях, находящихся в многолетнемерзлом состоянии. Это субфация выпучивания. Практически нет курума, который характеризовался бы только одним типом разреза. Как правило, каждый из курумов представляет собой сочетание вышеперечисленных субфаций, комбинации которых и определяют его инженерно-геологические особенности. На одном и том же склоне, особенно большой протяженности как по простиранию, так и по падению, часто одновременно существуют различные морфогенетические типы курумов. Каждый из таких типов занимает определенный участок склона (сегмент), в пределах которого практически все курумы (кроме площадных) парагенетически связаны с другими склоновыми отложениями. Например, на участках склона с развитием нишево-сетчатых курумов выделены субгоризонтальные нивационные площадки, нивационные уступы и потоковые части курума, различные по крутизне, строению, глубинам сезонно-талого слоя, подвижности обломочного материала и, как следствие, неодинаковые в инженерно-геологическом отношении. Поэтому при инженерно-геологическом анализе были выделены элементы курумных склонов, различающиеся строением, механизмом и скоростями перемещения грубообломочного материала.
В основу выделения элементов были положены следующие признаки:
мощность грубообломочного чехла и его соотношение с глубиной сезонно-талого слоя;
наличие или отсутствие горизонта с гольцовым льдом и его мощность;
плотность сложения (упаковка) грубообломочного чехла;
размер и форма обломков, их округленность;
наличие слоя обводненного тиксотропного дисперсного материала в основании сезонно-талого слоя;
наличие потока вод сезонноталого слоя в теле курума;
крутизна склона.
Для оценки устойчивости элемента курума соотношение указанных признаков имеет важное значение. Сочетание исходных условий позволяет предсказать нежелательные и опасные перемещения курумного чехла под влиянием строительства дорог:
ускорение криогенной десерпции;
соскальзывание грубообломочного чехла по ледогрунтовому основанию;
пластические деформации слоя с гольцовым льдом;
частичное или полное протаивание гольцового льда и связанные с ним просадки;
вязкопластичные деформации слоя мелкозема, а также деформации чехла, обусловленные гидродинамическим напором вод сезонно-талого слоя, суффозией мелкозема, гравитационными смещениями, вызванными «роликовым эффектом», – скатыванием глыб по округленным обломкам.
Выделены элементы с площадным или потоковым (концентрированным) характером движения грубообломочного чехла. Для них оценены порядок скоростей движения и объемы смещаемого материала в зависимости от крутизны склона, мощности чехла и качества поверхности смещения для естественных условий и при подрезке склонов.
В соответствии с сочетанием особенностей строения и механизмов движения элементы курумных склонов подразделены на четыре группы по степени опасности при инженерно-геологическом освоении:
безопасные;
сравнительно безопасные;
опасные;
крайне опасные.
Для безопасного типа элементов курумов характерны стабильное состояние грубообломочного чехла в естественном залегании, отсутствие предпосылок для его катастрофических смещений при подрезке склона, отсутствие движения обломков. Создание дорог на этих элементах курумов не приводит к отрицательным последствиям.
Для сравнительно безопасного типа элементов курумов характерны фрагменты с гольцовым льдом незначительной мощности (0,3–0,5 м), достаточно большая крутизна склонов, неплотное сложение обломков в чехле и т. д. На этих элементах курума дороги испытывают воздействие движущегося с разными скоростями (до нескольких сантиметров в год) грубообломочного материала, происходят незначительные просадки полотна, вызванные уплотнением чехла и таянием линз гольцового лада. Возможны вывалы грубообломочного материала объемом в несколько кубических метров при подрезке склона выемками. Все неблагоприятные последствия легко устраняться в процессе обычных работ дорожно-эксплуатационной службы.
Опасный тип элемента характеризуется сложным строением, присутствием гольцового льда мощностью 1–2 м или слоя обводненного тиксотропного мелкозема в основании курума мощностью 0,5 м и более. Грубообломочный чехол может перемещаться со скоростью до 1–3 см в год на склонах крутизной 25°. В результате естественных причин (дожди, жаркое лето, ведущее к увеличению глубины сезонно-талого слоя, сейсмические явления и др.), а также под влиянием инженерной деятельности, возможны катастрофические подвижки чехла с объемами смещений в несколько десятков кубических метров, появление термоэрозионных промоин и других неблагоприятных явлений, нарушающих устойчивость сооружений и требующих специального дорогостоящего ремонта. Дороги, построенные на таких элементах курума, могут испытывать существенные просадки, размываться, заваливаться грубообломочным материалом, что временно нарушает возможность нормального движения транспорта.
Крайне опасный тип элемента имеет мощность ледогрунтового слоя 2–3 м и более, большие скорости движения грубообломочного чехла, измеряемые сантиметрами и даже десятками сантиметров в год. Для него существенно то, что возможны крупные катастрофические подвижки отдельных участков. Объемы смещений могут достигать несколько сот кубических метров. Участок дороги может быть полностью разрушен в результате катастрофических инженерно-геологических явлений, связанных с протаиванием или размывом ледогрунтового слоя в основании полотна дороги. Причем эти движения могут прогрессировать во времени, вызывая длительный перерыв в эксплуатации дороги, мероприятия по их предотвращению или устранению требуют крупных капиталовложений и, в ряде случаев, не обеспечивают необходимой надежности.
Устойчивость инженерных объектов на курумных склонах определяется их крутизной, особенно при наличии горизонта с гольцовым льдом или высокольдистым (водонасыщенным) мелкоземом. С увеличением крутизны склона элемент, сложенный глыбовым материалом, становится менее устойчивым, переходит в более опасную группу. Сложность строительства на элементе курума, представленном глыбово-щебнистым материалом, в меньшей степени зависит от крутизны склона. Следует подчеркнуть, что в естественном, ненарушенном состоянии, курумные склоны редко несут следы активных процессов. Эта кажущаяся стабильность курумов и парагенетически связанных с ними образований на склонах, – следствие геологически длительно действующих процессов, приводящих к выработке профиля равновесия на высокопрочных изверженных и осадочно-метаморфических породах. Однако специфическое мерзлотно-фациальное строение курумов, включающее концентрацию по ним поверхностного стока, наличие горизонтов с многолетним гольцовым льдом, высокольдистого или водонасышенного, мелкозема и другие особенности делают их неустойчивыми при нарушениях, обусловленных строительством.