Байрак Г.
Методи геоморфологічних досліджень

Стаціонарні методи досліджень зсувів

Локальні закономірності зсувних процесів визначають методи їхнього стаціонарного дослідження, які є головними для одержання кількісної інформації. Виділяють такі різновиди досліджень на стаціонарних ділянках:

  1. комплекс робіт, зосереджений на дослідженні механізму та динаміки геологічних процесів;
  2. комплекс робіт, спрямований на вивчення умов і чинників зсувних процесів.

Перший комплекс робіт передбачає:

  • детальне вивчення геологічних умов розвитку і режиму зсувів;
  • розташування ослаблених зон у пачці порід;
  • вивчення морфології і морфодинаміки зсувів;
  • проведення детального візуального обстеження;
  • періодичного інженерно-геологічного нагляду;
  • інженерно-геологічна розвідка;
  • обладнання стаціонарної ділянки технічними засобами контролю;
  • вивчення пружнодеформованого стану порід зсувних схилів і зміна його в часі;
  • вивчення гідрогеологічних умов зсувів.

До другого комплексу робіт належать роботи з дослідження тектоніки, стратиграфічних, геоморфологічних, гідрогеологічних, гідрологічних і ландшафтно-кліматичних умов ділянок проходження зсувів. Уточнюють геолого-геоморфологічні умови, зокрема, морфологічні особливості зсувних схилів, їхній генезис, динаміку тріщин та їхню класифікацію, умови обводнення порід. Найвідповідальніша задача – визначення поверхні ковзання в геологічному розрізі.

Для виявлення зазначених характеристик застосовують топографічне знімання, зсувне знімання, інженерно-геологічну розвідку, а також бурові роботи та геофізичні вимірювання. Для відображення складної будови зсувного тіла будують блок-діаграми та тривимірні ГІС-моделі.

Початок стаціонарних спостережень приурочують до підготовчого періоду зсувних процесів і завершують до закінчення спорудження господарських чи житлових будівель. Періодичність спостережень залежить від періодичності прояву (у сезон, кілька років) і швидкості зсувних процесів. У середньому це становить 2-4 рази в рік або щорічно. Під час підвищення активності зсувів та проходженні природних явищ (паводки, землетруси, шторми) спостереження проводять цілодобово. В районах із складною зсувонебезпечною обстановкою спостереження продовжують і в період експлуатації споруд, проте об’єктом стають протизсувні споруди та їхня ефективність.

Види досліджень на стаціонарних майданчиках

  1. Фіксація зсувних зміщень. Важливо визначати параметри зміщення мережі точок на зсувному схилі. Для цього створюють стаціонарні майданчики систематичних спостережень за вектором зміщення. Використовують поверхневі та глибинні репери, цифрові нівеліри для високоточної реєстрації величин зміщення. Поверхневі репери – це сталеві палі довжиною 2-2,5 м чи коротші, залежно від потужності пухкого покриву на схилі (рис. 3.4.6). Їх забивають у товщу корінних порід через 50-200 м залежно від величини зсувів. Сталеві палі фіксуватимуть параметри зміщень порід стосовно незміщених товщ. Глибинні репери ставлять у свердловини і за їхньою допомогою виявляють положення площини зміщення зсуву та зсувні деформації на різних глибинах. Прикладом свердловинних вимірювань є метод інклінометрії – покрокове опускання зонду на фіксовану відстань з визначенням у кожній точці вимірювань кута нахилу зонду стосовно прямовисної лінії. Таким методом вимірюють глибину розташування поверхні ковзання, величину і напрям зміщення. Застосовують також прилади – тріщиноміри, нахиломіри, деформографи та ін.

    Вигляд ґрунтового репера
    Рис. 3.4.6. Вигляд ґрунтового репера [34]

    На стаціонарних ділянках у місцях активних зсувів спостерігають за:

    • фазами (стадіями) розвитку зсувів (початок активізації чи затухання процесів);
    • величиною, напрямом і швидкістю зміщень;
    • закономірностями змін подвижок у часі (періодичність, циклічність) та їхній зв’язок зі зсувотвірними чинниками;
    • змінами швидкостей деформацій у глибину [11, 15].
  2. Вивчення ураженості схилів зсувами. Виконують вимірювання відстаней між нерухомими реперами та рухомими (зсувними) точками, використовуючи мірну рейку та нівелір. Цим методом визначають лінійну, площинну та загальну ураженість схилу зсувними процесами.
  3. Спостереження за змінами напруженого стану порід і порового тиску. Виявляють передвісників активізації зсувів. Визначають нормальні напруги перетворювачами ґрунтового тиску, які встановлюють на різних глибинах. Поровий тиск вимірюють у водонасичених глинистих ґрунтах, використовуючи п’єзометри та давачі з різними перетворювачами (струнними, трансформаторними, індуктивними тощо).
  4. Гідрометеорологічний моніторинг. Ведуть дослідження метеорологічних і кліматичних чинників, які впливають на стійкість схилів у цілому й активізацію окремих зсувів. Об’єктом досліджень стають також береги морів, водосховищ, які розташовані в зоні абразії, що руйнує підніжжя схилів. Спостерігають за зонами підмиву берегів постійними та тимчасовими водотоками.
  5. Режимні спостереження за підземними водами. На зсувонебезпечних ділянках облаштовують 1-3 створи з 3-4 свердловин. Створи розташовують паралельно до брівки схилу в таких місцях: на корінному схилі, на тілі зсуву і в його підніжжі. Визначають глибину підземних вод, особливості притоку та відтоку вод до зсувного схилу, хімізм, дебіт тощо.
  6. Спостереження за вологістю ґрунтів. Відбирають зразки ґрунтів через 15-20 см у розрізі зі спеціально пробурених свердловин для лабораторних аналізів. Застосовують також геофізичні методи. Визначають динаміку вологості ґрунтів. Проби беруть у зонах зміщення порід, враховуючи морфологію і тип зсуву, його будову, а також на ділянках передбачувано-різного водонасичення.
  7. Дослідження процесів вивітрювання порід. Виконують невеликі розчистки уступів, закладають шурфи чи короткі штольні для оголення не вивітрілих чи слабковивітрілих порід. Пункти ставлять на різних елементах рельєфу (незміщена ділянка схилу, зсувна стінка), з різною експозицією та крутістю так, щоб охопити схили з різним ступенем вивітрілості порід. З’ясовують характер, умови й інтенсивність змін властивостей гірських порід, їхній гранулометричний склад, об’єми зносу та накопичення продуктів вивітрювання на схилах [4].

Інформацію, яку отримують на стаціонарних ділянках, використовують для створення картографічних і математичних моделей зсувів.

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