Деформации горных склонов.

Устойчивость горных склонов.

Горные склоны в нижней части, как правило, покрыты продук­тами выветривания горных пород. Лишь на крутых склонах скаль­ные горные породы выходят на поверхность. Поэтому при строи­тельстве горных дорог трассу обычно приходится прокладывать не непосредственно по прочным скальным породам, а по покрываю­щим их глинистым или несцементированным продуктам выветрива­ния этих пород.

Степень развития процессов выветривания на горных склонах при изысканиях может быть приближенно оценена по покрывающей их растительности. Налеты мхов и лишайников характерны для распространения зоны выветривания на глубину 10—25 см. Сплош­ной травяной покров появляется при мощности продуктов вывет­ривания 1—1,5 м. Развитие кустарников свидетельствует о распро­странении выветривания на глубину до 2 м.

Осадочные породы, сложенные пластами, часто залегают в виде складок, обращенных выпуклостью вниз (синклинали) или вверх (антиклинали). Встречаются разные наклоны пластов от горизон­тальных до почти вертикальных, разрывы пластов, сдвиги, сбросы.

Пласты известняков или песчаников могут разделяться прослой­ками глины, при насыщении которой влагой возможны сдвиги — оползни вышележащих пластов.

Размеры поперечного профиля автомобильных дорог, как пра­вило, малы по сравнению с толщинами пластов, слагающих горные склоны. Поэтому многообразные геологические классификационные разновидности залегания пластов применительно к расположению дорог по склонам могут быть сведены к нескольким схематизиро­ванным типам (рис. 32.1): а — горизонтальное залегание пластов; б — падение пластов в сторону склона; в — падение пластов внутрь склона; г — прислонное залегание более молодых пород.

Наиболее неблагоприятным для приложения дороги и требую­щим внимательной оценки геологических условий является располо­жение поверхностей контакта с наклоном в сторону откоса.

Степень воздействия природно-климатических факторов на гор­ные склоны определяется их экспозицией по отношению к странам света и крутизной, от которых зависит количество получаемого теп­ла. Южные и юго-западные склоны хорошо прогреваются солнцем. Их выветривание происходит интенсивнее. На них чаще образуют­ся осыпи, происходят снежные обвалы и селевые выносы. Эти скло­ны быстрее освобождаются от снега, и на них реже наблюдаются выходы грунтовых вод и возникают оползни. На северных и северо­восточных склонах снег иногда сохраняется до начала лета.

Вопрос о выборе экспозиции склона, по которому прокладывают дорогу, должен решаться в каждом конкретном случае в зависи­мости от местных условий, в первую очередь от крутизны и геоло­гического строения склонов — их устойчивости после постройки до­роги и возможной интенсивности развития процессов выветривания.

На пересечениях дорогой выходов коренных скальных пород ус­тойчивость земляного полотна обычно обеспечивается, если только они не раздроблены тектоническими трещинами.

Наиболее опасны выемки в осадочных породах, имеющих паде­ние пластов в сторону склонов. В них часто имеются глинистые и сланцевые прослойки, которые при насыщении водой теряют связ­ность, что может приводить к смещению подрезанных пластов или к вываливанию глыб.

При врезке полотна дороги в склон откос выемки прорезает на­пластования, изменяя при этом напряженное состояние склона* сло­жившееся в течение его длительной геологической истории.

Сплошность отдельных слоев нарушается, и устойчивость, ранее создавшаяся в результате их сопротивления разрыву или опирания, начинает обеспечиваться только сопротивлением сдвигу внутри сла­бых прослоек и по поверхности их контакта с подстилающими слоя­ми. В некоторых случаях обнаженные слои легко выветривающих­ся пород (аргиллиты, алевролиты, глинистые мергели), ранее покрытые более устойчивыми породами, начинают быстро выветри­ваться под влиянием попеременного увлажнения и просыхания, хо­тя в условиях первоначального залегания могли рассматриваться как скальные.

Изверженные породы более прочны и могут быть устойчивы в откосах при любом направлении напластований. Однако поскольку в поверхностных слоях они всегда в той или иной степени трещино­ваты в результате выветривания и тектонических процессов, необ­ходимо считаться с возможностью потери устойчивости отдельных массивов, выделяемых трещинами. Активизации и развитию про­цессов выветривания способствует производство скальных работ взрывным способом.

Многочисленные встречающиеся на практике деформации скло­нов могут быть сведены к ряду наиболее типичных случаев (рис. 32.2):

осыпание с крутых склонов продуктов выветривания;

обвалы и выпадание отдельных камней и обломков с крутых об­рывистых участков в скальных породах с сильной трещинова-тостью (камнепады);

сплыв сравнительно тонких поверхностных слоев грунтовых -склонов в результате переувлажнения осадками (сели);

пластическое оползание глинистых склонов, происходящее со скоростью нескольких сантиметров в год, проявляется, в частности, в неожиданных разрушениях подпорных стен после нескольких де­сятилетий работы. При загружении таких склонов, подрезании их выемками или нарушении поверхностного водоотвода скорость де­формации увеличивается, а пластические сдвиги могут перейти в обрушение;

обрушение части однородной грунтовой толщи при чрезмерной крутизне откоса, происходящее со срезанием по образующейся по­верхности скольжения и некоторым поворотом смещенной части во­круг горизонтальной оси (оползни);

смещение части грунта по подстилающим поверхностям в ре­зультате потери сцепления в зоне контакта. Причиной этого может быть переувлажнение подстилающего слоя при его наклонной по­верхности, боковое давление масс грунта, гидродинамическое дав­ление просачивающейся грунтовой воды;

боковое смещение отделившегося в результате образования вер­тикальной трещины блока из-за выжимания подстилающих грун­тов с малой несущей способностью (размягченных глин или плыву­чих песков), переувлажнения просадочных лёссов, таяния прослоек льда в вечномерзлых грунтах.

Приведенные примеры охватывают все возможные случаи нару­шения склонов в чистом виде. В природе обычно каждая дефор­мация оказывается проявлением нескольких форм. Это значительно усложняет разработку мероприятий по обеспечению устойчивости склонов, требуя внимательного изучения местных условий.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: