Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Лобанов Григорий Владимирович

Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска
<
Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Лобанов Григорий Владимирович. Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска : Дис. ... канд. геогр. наук : 25.00.36 : Калуга, 2003 159 c. РГБ ОД, 61:04-11/2-1

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Оползневые процессы и их классификация 7

ГЛАВА 2 Оползни в пределах г. брянска и его окрестностей 18

2.1 Литературные и фондовые данные 18

2.2. Данные полевых исследований 20

ГЛАВА 3 Факторы развития оползневых деформаций 29

3.1. Теоретические представления 29

3.2. Факторы развития оползневых деформаций на исследуемой территории 38

3.2.1. Геологическое строение 39

3.2.2. Рельеф 55

3.2.3. Климатические особенности 61

3.2.4. Гидрогеологические условия 69

3.2.5. Речная и овражная эрозия .„74

3.2.6. Антропогенная деятельность 76

ГЛАВА 4 Методы оценки оползневой устойчивости склонов 79

4.1. Анализ существующих методов расчёта оползневой устойчивости 79

4.1.1. Оценка оползневой устойчивости и прогноз оползневых деформаций на региональном уровне 79

4.1.2. Оценка оползневой устойчивости и прогноз оползневых, деформаций на локальном уровне 82

4.2 Определение оползневой устойчивости склонов исследуемой территории 106

ГЛАВА 5 Методы прогноза оползневых деформаций во времени 129

5.1. Стадийность оползневых процессов и её физическое обоснование 129

5.2. Выявление взаимосвязи интенсивности оползневых деформаций с ритмическими процессами, протекающими в географической оболочке 139

5.3 Прогноз оползневых деформаций для исследуемой территории 141

Заключение 146

Литература 148

Введение к работе

Актуальность темы. Оползневые деформации относятся к категории опасных геолого-геоморфологических процессов. На равнинных территориях особую опасность представляет высокая активность оползневых процессов на склонах речных долин, поскольку к ним приурочены городские поселения.

Большая часть г. Брянска расположена в пределах долины р. Десны. Необходимость оценки оползневой устойчивости склонов здесь возникла в последние десятилетия 20-го века в связи с разрастанием города и обострением транспортных проблем. Особенности рельефа и гидрографической сети обуславливают значительную территориальную разобщённость районов города. При этом в его центральной части сравнительно большие площади пустуют или заняты старыми одноэтажными домами. Часть этих площадей приходится на правый склон долины р. Десны и склоны крупных балок. Факты проявления оползневых деформаций на склонах и строительство многоэтажных зданий в их прибровочной части обусловили необходимость обоснованного анализа оползневой устойчивости.

Цель работы — анализ степени оползневой опасности склонов г. Брянска и его окрестностей.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

изучение литературных источников, посвященных методам определения оползневой устойчивости, прогнозу оползневых деформаций и оползневой активности;

анализ геоморфологических, геологических и климатических условий территории как факторов возникновения и развития оползневых деформаций;

маршрутно-натурное обследование территории для выделения деформированных оползнями участков склонов и определения особенностей оползневых деформаций;

подбор методов и определение оползневой устойчивости территории;

прогноз оползневой активности и классификация склонов по степени оползневой опасности.

Методы исследования. Для выполнения работы использовались полевые, картографические и статистические методы. Обработка статистического материала осуществлялась с помощью программы Excel 2000.

Исходный материал. Полученные в работе выводы основаны на материалах 4-х летних полевых исследований, анализе топографических карт масштаба 1:10000, 1:25000 и 1:50000, изучении геологического строения по 300-м скважинам и геологическим профилям.

Объект и место исследований.

Маршрутно-натурные наблюдения проводились в 1999-2002 гг. на территории г. Брянска и его окрестностей (пос. Тимоновка, Супонево, Добрунь). Объект исследования - правый склон долины р. Десны на протяжении 18 км и склоны крупных балок, расчленяющих территорию города.

Научная новизна. В процессе исследования оползневой активности получены следующие новые результаты:

выполнен подробный анализ рельефа, климата и геологического строения территории как факторов развития оползневых деформаций;

установлена роль природных и антропогенных факторов в возникновении оползней;

впервые для данной территории выполнены количественные и качественные оценки оползневой устойчивости склонов и составлена картосхема районирования склонов по степени оползневой опасности.

получен наиболее регионально обоснованный вариант оценки оползневой устойчивости и прогноза развития оползневых деформаций в пространстве и времени;

На защиту выносятся следующие положения:

  1. На территории г. Брянска и его окрестностей оползневые процессы имеют широкое распространение. Около 20% обследованных ключевых участков характеризуется высокой степенью оползневой опасности и лишь 11% участков безопасны.

  2. Ведущим фактором возникновения и развития оползней являются гидрогеологические особенности — высокая обводнённость склонов. Необходимыми условиями развития крупных оползней являются значительная высота и обводнённость склонов.

  3. Наиболее обоснованным приёмом определения оползневой устойчивости для территории г. Брянска явилось сочетание её расчёта на основе критерия гравитационной устойчивости и сравнительно-геологического метода (изучение условий возникновения и развития оползней).

  4. Скорость подготовительной фазы развития оползневых деформаций даже при возникновении благоприятного сочетания факторов невелика. Новые оползни, как правило, возникают в течение нескольких десятилетий после возникновения таких условий.

Практическая ценность работы.

Проведённые исследования позволили оценить оползневую устойчивость склонов исследуемой территории и выделить потенциально оползне-опасные участки. Сделан обоснованный прогноз изменения оползневой активности в пространстве и времени. Результаты исследований представлены в виде удобной для использования картосхемы, выполненной в масштабе 1:25000. Полученные выводы могут быть полезны муниципальным и частным организациям, занимающимся планированием, проектированием строительства и развития инфраструктуры города.

Апробация работы:

Результаты исследования были доложены на конференциях: "Геологические, геохимические и геофизические исследования юго-востока Русской плат-

формы" (Саратов, 2001, 2002), "Природные ресурсы — основа экономического развития" (Орёл, 2001), "Экологическая политика и устойчивое развитие регионов России" (Пенза, 2002), "Региональные экологические проблемы" (Тамбов, 2002), итоговых научных конференциях Брянского госуниверситета (2001, 2002).

Публикация материалов исследований.

По материалам исследований опубликовано 6 статей и тезисов докладов.

Объём и структура диссертации.

Диссертация изложена на 159 страницах компьютерного текста; состоит из введения, 5-ти глав, заключения; содержит 31 рисунок и 24 таблицы. Список литературы включает 141 наименование, в том числе 34 на иностранном языке.

Автор глубоко признателен за помощь в сборе материала и консультации главному инженеру ООО "Брянскстройизыскания" В,И. Давыдову, доценту кафедры физической географии П.Г. Шевченкову, доценту кафедры экономической и социальной географии О.П, Москаленко. Автор выражает особую благодарность научному руководителю — доктору географических наук, профессору Г.В. Бастракову за постоянную методическую помощь и консультации в процессе работы.

Данные полевых исследований

Оно связано с благоприятным геологическим строением (залегание глинистых пород в основании склона); гидрогеологическими условиями (подпором подземных вод глинами келловейского яруса), что обусловило высокую обводнённость склонов; суффозией пород в основании склонов осуществляемой многочисленными родниками. Однако подробного обзора оползневой активности в указанных работах не представлено.

Специалистами ООО "Ерянскстрой изыскания" была осуществлена подробная качественная оценка оползневой активности отдельного участка рассматриваемой территории - центральной части г. Брянска между изгибом долины р. Десны и устьем балки Карачиж. Уровень оползневой активности признан очень высоким, а все склоны балок и правый склон долины р.Десны признаны потенциально оползне-опасными. Однако полных доказательств этого представлено не было. В отчёте об исследовании опасных инженерно-геологических процессов на территории г. Брянска упомянуты четыре оползня: два - на склонах балки Нижний Судок, один - на склоне балки Верхний Судок и один на правом склоне долины р. Десны без указания времени их возникновения. Вероятнее всего упомянутые оползни - древние. Па это указывает их выположенная и заросшая стенка срыва.

Проявления оползневой активности в настоящее время освещены в литературе недостаточно. Наибольшее внимание уделено оползню, произошедшему на правом склоне долины р. Десны в застроенной части города (район Покровской горы) в 1984 г. Здесь, на правом склоне долины р. Десны, произошло быстрое сползание массива преимущественно насыпных грунтов, представленных мягкопластичными и текучепластичными суглинками и супесями с примесью кирпича и строительного мусора.

В результате оползневого процесса значительный объём грунта переместился с верхней части склона к его основанию, перекрыв проходящую внизу автодорогу. Ширина ложбины, по которой происходило смещение оползневого тела, составила 20 м, мощность оползневого тела 2,5-3,0 м. Полагают, что возникновению оползня способствовали как антропогенные, так и естественные факторы. Среди естественных факторов выделяют значительную крутизну и высоту склона. Из антропогенных: относительно большую мощность непрочных насыпных грунтов, утечки из водонесущих коммуникаций, неорганизованность поверхностного стока, пригрузку склона от установленного вблизи бровки пожарного резервуара, подрезку склона при постройке дороги, вибрацию, создаваемую движением транспортных средств. Таким образом, развитие оползневых деформаций на этом склоне определила высокая антропогенная нагрузка.

Известно также (устное сообщение директора музея завода "Брянский Арсенал"), что оползневые деформации угрожали в начале 20 века зданию заводоуправления (в настоящее время Дворец культуры завода). Поэтому здание было укреплено двумя каменными быками.

Существует единственное более обоснованное заключение о степени оползневой опасности, выполненное в 1994 г. для небольшого участка территории г. Брянска (левого склона балки Нижний Судок у ЦУМа), Экспертная комиссия в составе специалистов в инженерной геологии, строй изысканий, геоморфологии и др. (г. Москва, г. Брянск) под руководством профессора Г.В. Ба-стракова, на основании сопоставления касательных напряжений и прочностных характеристик горных пород склона установила, что он находится в состоянии предельного равновесия. Был сделан также прогноз изменения устойчивости склона в связи с дополнительной пригрузкой от зданий.

В связи с неполнотой литературных и фондовых материалов большая часть информации об оползнях была получена в ходе маршрутного обследования территории.

Установление местоположения, типа оползневых деформаций и морфо-метрических характеристик оползней проводилось по восьми маршрутам, которые первоначально прокладывались по крупномасштабным картам (1:10000).

Первый маршрут проложен вдоль правого склона долины р. Десны на субширотном её отрезке. Второй, третий и четвёртый - вдоль правого склона долины р. Десны на её субмеридиональном отрезке. Второй — от коленообразного изгиба до устья балки Карачиж. Третий — от устья балки Карачиж до моста на объездной дороге через р. Десну. Четвёртый — от этого моста до посёлка Добрунь. Пятый, шестой, седьмой и восьмой маршруты были проложены по днищу и склонам балок Верхний Судок, Нижний Судок, Карачиж, Тимоновская соответственно. В ходе маршрутных наблюдений были выделены ключевые участки

В ходе маршрутных наблюдений было установлено, что оползневые процессы являются типичными склоновыми процессами для склонов исследуемой территории. На это указывают следующие факты: свежие стенки срыва в разных частях склонов (в районе Чашина Кургана, пос. Супонево и Добрунь), трещины на зданиях, построенных в нижней части склонов (ул. Калинина), участки "пьяного леса" в лесопарке "Соловьи" и балках. Отмеченные явления наблюдались на значительных по протяжённости отрезках правого склона долины р. Десны. Например, ширина свежего оползня в районе "Чашина кургана" составляет около 100 м.

Все изученные оползни захватывают нижние и, реже, средние части склонов. В плане они имеют циркообразную форму с крутой (до 70) стенкой срыва. При этом длина, ширина и высота стенки срыва оползней зависят от пород, в которых они образовались и ширины, примыкающей к склону поймы. Размеры оползней, возникших в песчаном и писчем меле, невелики: длина оползневого тела составляет 5-7 м., высота стенки срыва до 2 м. Более крупные оползни образовались в песчаных породах, а самый крупный - в суглинистых. Поверхность оползневых тел повсеместно переувлажнена.

Геологическое строение

Анализ геологического строения выполнен на основе материалов геологической съёмки 60-х годов масштаба 1:50000 и 1:200000, предоставленных Брянским отделением Геолфонда. Исследуемая территория представляет собой часть Восточно-Европейской платформы в зоне сочленения Воронежской ан-теклизы, Московской и Днепровско-Донецкой синеклиз. Фундамент платформы образован складчатыми сооружениями архей-раннепротерозойского возраста. Отложения осадочного чехла залегают относительно спокойно. Они представлены породами девонской, юрской, меловой и четвертичной систем. Поскольку породы девонской и юрской систем залегают значительно ниже русла р.Десны и непосредственно не влияют на оползневую активность территории, то они рассмотрены менее подробно.

Девонская система представлена живетским ярусом среднедевонского отдела, франским и фаменским ярусами верхнедевонского отдела.

Отложениями живетского яруса в нижней части разреза являются песчаники желтовато-серые, буровато-красные разнозернистые с гравием и галькой, которые выше сменяются переслаивающимися доломитами, известняками, мергелями и глинами с прослоями гипса и ангидрита. Выше выделяется толща глин, голубовато- и зеленовато-серых, плотных, с многочисленными обуглившимися и пиритизированными растительными остатками. Верхняя часть разреза представлена неравномерным чередованием глин, песков и алевритов с прослоями известняка.

Франский ярус образует два подъяруса. Нижнефранский подъярус представлен глинами, на которых залегает толща известняков с прослоями глин. Верхняя часть разреза сложена толщей доломитов с прослоями известняков и глин. Верхнефранский подъярус представлен пёстроцветной толщей глинистых, алевритовых и песчаных пород желтовато- и зеленовато-серых, красно-коричневых, фиолетово-коричневых. Сверху залегает толща известняков, мергелей и известковых глин. Фаменскии ярус образован нижнефаменским и верхнефаменским подъя-русами. Нижнефаменский подъярус сложен доломитами и долом итизирован-ными известняками с прослоями глин, мергелей и песчаников; верхнефамен-ский - доломитами с прослоями известняков, песчаников и мергелей.

Юрская система представлена батским ярусом среднеюрского отдела, келловейским и оксфордским ярусами верхнеюрского отдела. Отложения датского яруса и нижнекелловейского подъяруса ввиду сходства литологического состава не расчленены. Представлены они толщей ритмично чередующихся слоев глин и алевритов. Среднекелловейские отложения образованы глинами тёмно-серыми, зеленовато- и голубовато-серыми, плотными, с конкрециями пирита по растительным и животным остаткам. Оксфордские отложения представлены глинами буровато-серыми, песча-но-алевритовыми, известковыми, с прослоями песков и песчаников зеленовато-серых мелкозернистых, известковых. Меловая система на исследуемой территории имеет повсеместное распространение и образована валанжинским, готеривским, барремским и альб-ским ярусам нижнемелового отдела, а также сеноманским, туронским и коньяк-ским ярусам верхнемелового отдела. Стратиграфическая колонка меловых отложений представлена на рис 8, геологический профиль - на рис. 9. Валанлсинский ярус образован толщей глинистых песков, алевритов и песчаных глин тёмно-серого с зелёным оттенком цвета. Граница с нижележащими глинами среднекелловенского возраста резкая. В нижней части толщи встречаются более крупные глинистые пески, иногда с гравием кварца, с мелкими гальками черных глинистых фосфоритов, с обломками створок раковин. Пески глауконитово-кварцевые, зеленовато-серые, преимущественно среднезернистые, глинистые, уплотнённые, слабо реагирующие на НС1. Мощность их составляет 1,0-2,0 м В песках преобладают минералы лёгкой фракции (98-99%), представленные кварцем (70%), глауконитом (20%), мусковитом, фосфоритом. Среди минералов тяжёлой фракции больше всего пирита (85%), реже встречаются сидерит (10%), гранат (3-4%), ильменит (5%), циркон (3%), ставролит (1%), рубин (1%), турмалин (1%), единичные зёрна дистена, эпидота, лейкоксена, гидроокислов железа. В средней части толщи залегает пачка песчанистых и алевритистых глин серого и тёмно-серого с зелёным оттенком цвета мощностью 4,0-5,0 м. Глины плотные, неизвестковистые, иногда с линзовидными прослоями (до 0,2 м) светло-серого крепкого сидерита. Верхняя часть разреза валанжинского яруса представлена глинистыми алевритами и пылеватыми песками серого с зеленоватым оттенком цвета, неиз-вестковистыми, уплотнёнными, слаботонкослюдистыми, с тонкозернистым пиритом. Общая мощность пород валанжинского яруса — около 9,0 м. Абсолютные отметки подошвы - 131,0-135,0 м. Абсолютные отметки русла р. Десны — 139-140 м. Готеривсшй и барремский ярусы нерасчленённые сложены глинами и сильно глинистыми алевритами тёмно-серыми почти чёрными, слюдистыми, плотными, с характерной "рябой" текстурой, обусловленной включениями в виде линз и прослоек более светлых алевритовых разностей. В глинах часто наблюдаются псевдоморфозы пирита. Мощность глин и алевритов 5,5 м. Подошва толщи имеет абсолютные отметки 137,0-142,0 м, т.е. породы яруса выходят в русло р. Десны Контакты с нижележащими валанжинскими алевритами и с вышележащими тонкими песками и алевритами альбского яруса чёткие. Толща "рябых" глин готеривского и барремского ярусов является маркирующим горизонтом нижнего мела и хорошо прослеживается по всей площади исследованной территории.

Оценка оползневой устойчивости и прогноз оползневых деформаций на региональном уровне

Авторы методов определения оползневой устойчивости и прогноза оползневых деформаций на локальном уровне также широко использовали анализ природных условий и процессов как факторов оползневой устойчивости. В настоящее время нет общепринятого метода определения оползневой устойчивости на локальном уровне. Существующие методы отличаются большим разнообразием. И.О. Тихвинский (1988) объединил их в пять групп по преобладающему принципу, на котором строятся алгоритмы определения оползневой устойчивости. На анализе природных условий и процессов территории как факторов развития оползневых деформаций основаны сравнительно-геологический метод и метод геологического подобия.

Сравнительно-геологический метод базируется на качественном сравнении природных условий исследуемой территории с условиями территории, поражённой оползнями. Наибольший вклад в разработку метода внесла Е.П. Емельянова (1971). Определённую трудность при практическом применении метода представляет поиск участков территории с аналогичными природными условиями. Зарубежными учёными также активно используются методики, близкие методу Емельяновой, но с учётом эволюции склонов и изменения во времени факторов, определяющих оползневую активность (D. Brunsden & J. В. Thornes 1979, S. С. Francis 1987, М. J. Kirkby 1987, M. J. Crozier 1996, D. M. Cruden and D. J. Varnes 1996, S. M. Brooks и др., 1999). Преимущество метода заключается в сравнительно лёгком определении изменения состояния склонов во времени (без громоздких расчётов).

Метод геологического подобия разрабатывался Л.Б. Розовским (1969), И.П. Зелинским (1975), В.М. Воскобойниковым (1987). Суть метода основана на теории подобия, которая позволяет получать критерии подобия, описывающие тот или иной геоморфологический процесс в виде безразмерных комбинаций.

Следует отметить, что метод подобия был успешно использован при физическом моделировании оползневых деформаций Г.В. Бастраковым (1971) при изучении общего механизма этого процесса. Ниже приводится критерий подобия (К), полученный Г.В, Бастраковым для блоковых оползней: Третью группу методов определения оползневой устойчивости склонов представляют механико-математические методы. Механико-математические методы определения оползневой устойчивости склонов стали одним из важнейших направлений изучения оползневых деформаций в 20 веке. Этому направлению посвятили работы Феллениус (1926), К. Терцаги (1934, 1950, 1960), Л.П. Петрова-Ясюнас (1954), Н.Н. Маслов (1955, 1968, 1977), L. Bjerruni, В. Kjaernsli (1957), A.W. Bishop, N.R. Morgenstern. (1960), И.В. Фёдоров (1962, 1964), P.P. Чугаев (1963, 1964, 1967), Г.Л. Фисенко (1965), В.И. Хазин (1967), А.Л. Можевитинов, М. Шинтемиров (1970), A.W.Skempton, (1970), Е. Ноек, Е.Т. Brown (1980), А.Г. Дофман (1984), И.Д. Ду-динцева (1987), И.О. Тихвинский (1988) и др. Общая суть методов этой группы заключается в определении коэффициента устойчивости - отношения суммарной величины сил стремящихся разрушить породу её сопротивлению. В настоящее время наиболее глубоко разработаны методы расчёта коэффициента устойчивости для сдвиговых деформаций. Поскольку в исследуемом нами районе распространены преимущественно оползни сдвига, то методы расчёта устойчивости склонов относительно других типов оползней в данной работе не рассматриваются. Общей особенностью механико-математических методов является зависимость объективности величины коэффициента устойчивости от точности экспериментальных определений основных инженерно-геологических характеристик пород: объёмного веса, угла внутреннего трения и сцепления. Угол внутреннего трения (ф) представляет собой угол наклона графика функции сопротивления сдвигу S(p) от давления (Р) к оси абсцисс. Построение графика осуществляется по результатам опытов определения прочности породы на сдвиг (рис. 16). Для этого к блоку породы, находящемуся под давлением, прилагают сдвиговое усилие до тех пор, пока не начнётся деформация породы. Величину этого усилия регистрируют. Таким образом, выполняются последовательно несколько опытов, в каждом из которых давление увеличивают. Поскольку порода начинает деформироваться только после достижения сдвиговым усилием некоторой критической величины, то координата начальной точки графика S(p) от Р по оси ординат не равна нулю. Расстояние по оси ординат между начальной точкой графика функции S(p) от Р и нулём считается сцеплением породы (с). Использование величин угла внутреннего трения и сцепления, определённых экспериментально, для получения расчётных показателей является объективным только для условия предельного равновесия - момента времени, в который величина сдвигового усилия при данной нагрузке является достаточной для деформирования породы. Использование указанных величин для оценки устойчивости ещё не деформированных склонов, тем не менее, получило широкое распространение в инженерно-геологических исследованиях. В группе механико-математических методов И.О. Тихвинский (1988) выделяет две подгруппы: методы, основанные на анализе напряжённого состояния склона, в общем, и методы, основанные на определении соотношения разрушающих сил и прочности породы по определённой шающих сил и прочности породы по определённой плоскости - поверхности скольжения. Методы, основанные на анализе напряжённого состояния склона, В основе первой подгруппы методов лежит сопоставление полей максимальных и реальных касательных напряжений. Максимальное касательное напряжение (ттях) при данной нагрузке (Р) определяется как (Маслов, 1977): где: tgq — угол внутреннего трения породы, с - сцепление, мПа (обе величины, определяются экспериментально). Реальное касательное напряжение рассчитывается по формуле (Маслов, 1977): где: «і — максимальное сжимающее напряжение, аз — минимальное сжимающее напряжение. Минимальные и максимальные сжимающие напряжения в массиве пород действуют на плоскостях, на которых отсутствуют касательные напряжения. Там, где величина реального напряжения приближается к максимальной следует ожидать развития оползневых деформаций сдвига. Разработкой методов этой группы занимались И.С. Мухин, А.И. Срагович (1954), В.В. Соколовский (1960), А.Ф. Антонов, И.М. Дёмин (1965), Н.Н. Маслов (1977), Н.А. Цытович (1983). Среди данных методов широкое распространение получили методы, разработанные в 40-е годы 20 века: предельной высоты откоса В.В. Соколовского (1960) и равнопрочного откоса Н.Н. Маслова (1977). Метод предельной высоты откоса В.В. Соколовского (1960) позволяет определить минимальную высоту однородного по строению склона, необходимую для развития оползневых деформаций. Объективное применение метода возможно только в отношении склонов с крутизной около 90 т.е. преимущественно для искусственных склонов.

Стадийность оползневых процессов и её физическое обоснование

Относительная стабильность крупных форм и элементов рельефа в последние сотни лет позволяет предполагать, что скорость развития оползневых деформаций будет невысокой.

Наиболее изменчивым фактором является колебание обводнённости склонов. Сезонные колебания уровня подземных вод автором определялись по изменению расхода воды в родниках по месяцам. Величина расхода воды (Q) связана законом Дарси с коэффициентом фильтрации (к) данной породы и уклоном зеркала подземных вод к плоскости горизонта (Шестаков, 1995): В качестве объекта наблюдения был выбран ключевой участок № 20. При этом допущено, что значения коэффициента фильтрации мало изменяются по сезонам. Фактором, изменение которого определяло изменение величины расхода, был принят уклон зеркала подземных вод. Амплитуда значений обводнённости оказалась небольшой (8,5%). При этом изменения разной аправлены и, следовательно, устойчивость склона остаётся относительно постоянной. Направленные, а значит, более крупные изменения обводнённости могут быть связаны с меандрированием реки. С развитием поймы связано уменьшение высоты склона. Средняя высота правого склона долины р. Десны составляет 31 м, высота поймы 3-5 м. Таким образом, высота склона уменьшится на 9-16,5%. При этом блокированной окажется нижняя, наиболее его обводнённая часть. В центральной части города это проявляется наиболее ярко. Так например, мощность техногенных отложений у подножия склона на бульваре Гагарина составляет 5 м, а современная высота склона 25 м. Следует отметить, что скорость меандрирования р. Десны невелика. По данным В.И. Филина (1980) скорость размыва берегов рекой Десной колеблется в пределах нескольких сантиметров в год. Следовательно, для кратко и среднесрочных прогнозов обводнённость следует признать стабильным фактором. Существуют предположения, что развитию оползневых деформаций может способствовать и непосредственное подрезание склона рекой. Например, Б.М. Даньшин (1928) сообщал об обнаружении при бурении оползневого блока, сложенного мелом, среди пойменного аллювия долины р. Десны на расстоянии нескольких сот метров от современного основания правого склона. Однако на современном этапе значительного влияния на оползневую устойчивость склонов речная эрозия не оказывает. Кроме того, оползни возникают на участках склонов, к которым примыкает пойма. Даже при отсутствии поймы или её небольшой ширине (до 10-20 м) оползневые деформации развиваются достаточно долго. Так, ширина поймы на ключевом участке 4, практически не изменилась с начала годов XX века, а оползень произошёл здесь в 90-х. Это вполне согласуется с мнением В.В. Кюнтцеля (1978) о времени, необходимом для развития оползневых деформаций сдвига и теоретическими представлениями о существовании длительного подготовительного периода перед катастрофическим оползневым смещением (СаваренскиЙ 1935; Голынец 1944, Тер-Степанян 1973). Существование подготовительного периода подтверждается теоретическими исследованиями долговременной прочности пород (Вознесенский 1999). Установлено, что прочность пород со временем снижается, а в условиях обводнённого склона этот процесс протекает значительно быстрее. Через этот процесс обводнённость связана с критерием литологического подобия. Скорость изменения критерия литологического подобия может быть и более высокой в том случае, если она обусловлена дополнительной пригрузкой склонов зданиями и сооружениями. В последнее десятилетие XX века в г. Брянске активно застраиваются прибровочные участки водораздельных поверхностей. В связи с этим возникла необходимость оценить влияние дополнительной пригрузки на оползневую устойчивость склонов. Величина дополнительной пригрузки принималась 36 кН/м — такое давление создаёт на грунт 9-ти этажный панельный жилой дом (Ухов и др. 1994) Близкие величины получены также П.Ф. Дроздовым и др. (1986). Выбор величины пригрузки объясняется тем, что большая часть высотных жилых домов города 9-ти—10-ти этажные. Оценка изменения оползневой устойчивости производилась следующим образом: определялось процентное изменение значения критерия гравитационной устойчивости склонов (Д), определённого по форму 143 ле 28 в условиях пригрузки по сравнению со значением, определённым в естественных условиях. Результаты сопоставления представлены в табл. 24. Как видно из таблицы (23) изменение оползневой устойчивости склонов в связи с дополнительной пригрузкой достигает 20,4% (в единичном случае). В большинстве случаев (57%) Д 10.% - поле касательных напряжений в толще склона изменяется незначительно, следовательно, устойчивость склонов будет по-прежнему определяться в первую очередь рассмотренными ранее факторами. Поскольку скорость изменения значений факторов невелика, схема распространения склонов с разным уровнем оползневой активности останется актуальной в ближайшие десятилетия. 1. Для малоизученной в отношении оползневой активности территории наиболее рациональным подходом является использование одновременно нескольких групп методов анализа. Сопоставление их результатов с реальной оползневой активностью на склонах позволяет выбрать наиболее подходящие. 2. Главным условием, способствующим возникновению и развитию оползней на исследуемой территории, является высокая обводнённость склонов, которая связана как с геологическими (залегание регионального водоупо-ра), так и геоморфологическими (высота и ширина прилегающей поймы) факторами. 3. Применение количественных методов (равнопрочного откоса и прислонённого откоса) выявило значительное расхождение между расчётной и реальной устойчивостью.

Похожие диссертации на Анализ оползневой опасности склонов территории г. Брянска