Байрак Г.
Методи геоморфологічних досліджень

Вивчення зсувних процесів. Чинники виникнення

Зсуви виникають там, де ґрунт або гірські породи на схилі втрачають стійкість. Найчастіше це відбувається тоді, коли на схилі залягають глинисті породи, які відіграють роль своєрідного мастила – поверхні сковзання. Головна умова – наявність води. Не випадково зсуви, як і обвали, особливо енергійно розвиваються весною, або під час літніх дощів, а на берегах морів – після сильних штормів, під час яких хвилі з подвоєною силою підрізають берег. Проникаючи всередину гірських порід, особливо глинистих, вода заповнює пори між окремими частинками, зменшує зчеплення їх між собою, збільшує масу породи. Якщо рельєф має невеликий нахил, то перезволожені породи під дією сили тяжіння починають рухатись. Процеси сповзання можуть бути пов’язані і з підземними водами – порушенням їхнього режиму. Підняття рівня води може спричинити зсуви навіть там, де їх до цього не було.

Чинники виникнення, активізації та поширення зсувів такі.

  1. Геоморфологічні: крутість (понад 15-20°), певна форма й експозиція схилу, втрата стійкості нижньої частини схилу внаслідок екзогенних процесів.
  2. Геологічні: поширення глинистих відкладів, перешарування водопроникних шарів (піски) з водотривкими пластами (глини, сланці), залягання масивних міцних порід над пластичними, узгодженість падіння пластів із падінням схилу, наявність і характер тріщин на поверхні схилу; зміни порід, пов’язані з вивітрюваннями іншими фізико-хімічними процесами:
    • розм’якшення тріщинуватих глин;
    • фізична дезінтеграція таких порід: граніт і пісковик;
    • гідратація глинистих мінералів, за якої:
      1. поглинання глинистих мінералів великої кількості води зменшує зчеплення всіх глинистих ґрунтів;
      2. монтморилонітові глини набухають і втрачають зчеплення;
      3. лес помітно ущільнюється під час змочування через руйнування зв’язків між пилуватими частинками;
    • іонний обмін, тобто вплив іонів, що заміщаються, на фізичні властивості глин;
    • висихання глин, що призводить до розтріскування, втрати зчеплення і можливості проникнення в них води;
    • висихання сланців, що сприяє розтріскуванню вздовж шаруватості, веде до утворення сколових тріщин та перетворення сланців в уламки, зерна та дрібні частинки;
    • руйнування цементації породи [1].
  3. Тектонічні: сейсмічні поштовхи, наявність розломів, тектонічних тріщин, розташованих у напрямі падіння схилу.
  4. Гідрогеологічні: наявність і режим підземних вод, різка зміна режиму підземних вод під час злив, їхній відтік у сторону падіння схилу, насиченість порід водою.
  5. Метеорологічні: режим та об’єм атмосферних опадів, надлишкове надходження води під час обложних дощів, танення снігу.
  6. Антропогенні: штучне підрізання основи схилу під час прокладання доріг, трубопроводів, капітальних споруд, додаткове техногенне навантаження на схили [43].

Важливим чинником формування зсувів є видалення нижнього упору. Приклади видалення упору внизу схилу такі:

  1. підмив берегів річками або хвилями;
  2. субаеральне вивітрювання, змочування або висихання і морозна дія;
  3. підземне вилуговування, за якого віддаляються розчинні карбонати, сіль і гіпс, а також суфозія рихлого матеріалу під найміцнішими породами;
  4. гірські роботи та подібні штучні чинники;
  5. втрата міцності, руйнування порід, що залягають нижче по схилу;
  6. видавлювання пластичних ґрунтів біля підошви схилу [20].

На виникнення зсуву також впливає слабка закріпленість схилу коренями рослин; ослаблення підніжжя схилу внаслідок активізації кріпу; діяльність тварин, які риють нори.

Загалом причини утворення зсувів можна звести до таких трьох груп.

  1. Зміна форми та висоти схилу: підрізання чи підмив схилу, які зумовлені антропогенною та природною діяльністю.
  2. Зміни будови, стану і властивостей порід на схилі під дією процесів фізичного, хімічного вивітрювання, суфозії, карсту, зволоження атмосферними та підземними водами.
  3. Додаткові навантаження на схил: сейсмічні, гідродинамічні, гідростатичні, штучні статичні та динамічні впливи [37].

У кожному зсуві виділяють: зсувне тіло – маси переміщених порід і поверхню ковзання, вздовж якої відбувається зміщення (рис. 3.4.2). Породи можуть зсунутися у вигляді блоку непорушеного масиву (структурні зсуви) або у вигляді в’язко-плинної субстанції (пластичні зсуви). Фронтальна частина зсуву зминається в складки, в ній формуються напірні горби і вали, а тильна частина, відірвавшись від схилу, оголює зазвичай вертикальний уступ – стінку відриву. Місце виходу поверхні ковзання на денну поверхню у верхній частині схилу називають вершиною, а в його основі – підошвою зсуву. Вихід поверхні ковзання на схилі праворуч і ліворуч від осі зсуву позначає його борти [19].

image
Рис. 3.4.2. Будова зсуву (за В.Д. Ломтадзе): 

1 – зсувний цирк; 2 – брівка головного уступу; 3 – тріщина відриву; 4 – тиловий шов; 5 – головний уступ; 6 – вершина зсуву; 7 – поверхня ковзання; 8 – тіло зсуву; 9 – нерівності на поверхні зсуву (вали, горби); 10 – тріщини сколювання та внутрішні; 11 – підошва зсуву

Вздовж вершини зсувного тіла, перед початком його руху, виникають тріщини відриву. Нависаюча площина цих тріщин після зміщення порід утворює в рельєфі стінку відриву. Тріщини та стінки часто мають дугоподібну форму, через що на схилі залишається виїмка у вигляді амфітеатру. Ця концентрична виїмка має назву зсувний цирк. Вздовж бортів зсуву внаслідок його руху формуються тріщини сколювання (здвигу), які позначають бокові границі зсуву.

На підставі деформації шарів порід і різної швидкості переміщення окремих блоків, поверхня зсуву має складний мікрорельєф – трапляються вали, горби, тріщини, борозни і вимоїни. Іноді утворюються зсувні тераси, які відрізняються від річкових і морських терас нахилом у бік корінного берега і горбистим мікрорельєфом.

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом