Скачать презентацию Овраги Борьба с оврагами Овраги Борьба с
Овраги сели и тп.ppt
- Количество слайдов: 78
Скачать презентацию Овраги Борьба с оврагами Овраги Борьба с
Скачать презентацию Овраги Борьба с оврагами Овраги Борьба с
Овраги. Борьба с оврагами
Овраги. Борьба с оврагами. Овраги — продукт эрозии, т. е. размыва пород текучей водой временными потоками, образующимися в результате атмосферных осадков (дождей, ливней, таяния снегов). Овраги развиваются на склонах возвышенностей или берегов рек из небольших промоин в результате стока по ним дождевых и талых вод. Наиболее неустойчивы слабопроницаемые глинистые грунты. Сыпучие породы, такие, как песок, легко пропускающие воду, разрушаются в редких случаях. Верховье оврага – исток (вершина) Место его впадения в водосток или водоем — устье. Овражная эрозия представляет собой активный рельефообразующий процесс.
Глубина оврага (размыва дна или эрозии) определяется уровнем воды в водотоке или водоеме базисом эрозии. Овраг развивается в пределах определенной водосборной площадки. Развитие оврага начинается от его устья и заканчивается у водораздельной границы, где водосборная площадь приближается к нулю. По другую сторону водораздела развиваются овраги, имеющие противоположное направление. Водораздел является границей продольного роста оврага.
По мере роста оврага на его склонах могут возникать рытвины, также превращающиеся в овраги – отвершки. Овраги береговые (размыв берегов при концентрации стоков вдоль канав, троп и т. п. ) Отвершковый (размыв коротких; отвершковых балок) донные промоины (по дну лощин и балок, возникают в связи с вырубкой леса, распашкой склона, неумеренным выпасом скота и т. п. ) Вершинный (размыв вершины балок) Положение базиса эрозии приводит к активизации роста оврага, в этом случае происходит как бы омолаживание оврага. Положение базиса эрозии ограничивает рост оврага в глубину и, как следствие, развитие ширины оврага поверху.
Донный овраг
Отвершковый размыв: 1 — отвершки; 2 — основной овраг; 3 — склон
Вершинный размыв
Слева схема оврага. Обозначения: а вершина; б отвершки; в бровка; г тальвег; д откосы; г конус выноса; ж бровка балки. Справа типы оврагов. Обозначения: б первичный береговой и вторичные; в вершинный; д донный; г балка; а линия водораздела; ж ложбина; г граница поля; стрелки сток воды. Размывающая деятельность овражных водотоков приводит к накапливанию наноса — овражного аллювия, который накапливается в районе устья оврага в виде конуса выноса.
Схемы оврагов
Развитие оврагов От начала зарождения оврага до выработки предельной кривой эрозии размеры, форма откосов и состояние оврага претерпевают определенные изменения. Овраг растет, расширяется, углубляется, и этот процесс происходит за сравнительно длительный период времени. Стадии развития оврага: I – промоины; II – врезания оврага вершиной; III – выработки профиля равновесия; IV – затухания Стадия промоины Первая – стадия промоины, которая образовалась на поверхности почвы, но не может быть сглажена обычной обработкой пашни; в ней концентрируются потоки талых, дождевых и ливневых вод. Овраг в стадии промоины имеет незначительную глубину. Дно промоины повторяет профиль склона, в поперечном сечении овраг имеет сначала треугольную, а затем трапециевидную форму. Если промоина образовалась на участках, покрытых естественным растительным покровом, то развитие ее происходит медленно и может полностью прекратиться. На рыхлых породах, особенно на лессах, если почва распахана, овраги быстро проходят стадию промоины, а порой начинают развитие со второй стадии. В этот период борьба с оврагами наиболее эффективна и доступна, зачастую достаточно проведения мероприятий по предотвращению концентрации поверхностного стока на водосборной площади.
Стадия врезания висячего оврага вершиной Вторая – стадия врезания висячего оврага вершиной начинается с образования вершинного перепада или обрыва. Под действием стекающей воды вершина оврага обваливается, одновременно разрушается и углубляется его дно. Откосы оврага имеют форму крутых, почти вертикальных обрывов. Крутое русло оврага продолжает углубляться на всём протяжении, а устье ещё отдалено перепадом от местного базиса эрозии. В этой стадии происходит рост оврага вершиной, которая все больше врезается в грунт, продвигаясь навстречу потоку воды сконцентрированного поверхностного стока. Одновременно ниже вершинного перепада происходит углубление русла, однако устье оврага еще не достигло уровня дна древней гидрографической сети, оно расположено на определенной высоте, т. е. висит над дном гидрографической сети, поэтому овраг в этой стадии называют висячим. Овраги второй стадии развития представляют собой грозное явление. Они характеризуются наиболее интенсивным ростом в длину и глубину. Высота вершинного перепада достигает 2 10 м, иногда 15 м, глубина оврага составляет 25 30 м. Это наиболее активная фаза в процессе формирования оврага, искусственное ее прекращение требует значительных затрат.
Стадия выработки профиля равновесия Третья – стадия выработки профиля равновесия наступает с момента, когда устье оврага достигает местного базиса эрозии. В этой стадии замедляется рост оврага в глубину и почти полностью прекращается в длину; у оврага вырабатывается профиль русла соответствующий профилю равновесия. За счёт осыпания откосов продолжается интенсивный рост оврага в ширину. В нижней части откосов формируются неустойчивые осыпи (рисунок). Искусственное прекращение развития оврагов в третьей стадии также вызывает определенные трудности, однако теперь уже менее интенсивно происходит разрушение дна, кроме того, здесь более пологие откосы, что позволяет в какой то мере более эффективно применять существующие методы закрепления оврагов. Стадия затухания Четвертая – стадия затухания. Продольный профиль оврага приобретает – устойчивое равновесие. Прекращается рост оврага в глубину, приостанавливается рост его в длину и ширину, сглаживается обрыв вершины. Откосы оврага вырабатывают профиль равновесия (рисунок). Овраг постепенно зарастает, начинает формироваться напочвенный покров. Мероприятия по борьбе с оврагами в четвертой стадии развития направляют на ускорение процесса их естественного зарастания, на освоение и рациональное использование неудобных земель.
Овраги В зависимости от размера и характера водосборной площади овраги имеют более простое или более сложное строение. При относительно небольшой водосборной площади, когда под влиянием рельефа на местности образуется концентрированный поток, формируется один неветвящийся овраг. Если водосборная площадь достаточно велика и представлена сложным рельефом, поверхностный сток на ней может формироваться в виде нескольких впадающих один в другой потоков, под влиянием разрушительной силы которых образуются ветвящиеся промоины и формируется овраг с отвершками первого, второго и третьего порядков. Такие овраги наиболее опасные, они быстро превращают значительные территории ранее пахотнопригодных земель в неудобные для сельскохозяйственного пользования. Это происходит потому, что непригодными для обработки становятся не только площади, занимаемые непосредственно оврагами, но и участки, расположенные между ними, так называемые межовражные выступы, площадь которых может в несколько раз превышать площадь оврагов. Особенности развития оврагов необходимо учитывать при разработке мероприятий по борьбе с ними.
По интенсивности роста в длину овраги разделяют на три группы: слаборастущие – годичный прирост составляет до 0, 5 м; среднерастущие – 0, 5 2, 0 м; сильнорастущие – более 2 м. По расстоянию между оврагами выделяют земли: очень сильно разрушенные – расстояние между промоинами и оврагами менее 100 м; сильноразрушенные – 100 300 м; среднеразрушенные – 300 500 м; слаборазрушенные более 500 м. Продольный профиль оврага имеет в вершинной части уклон, значительно превосходящий крутизну склона, а в средней и нижней намного меньший, нередко близкий к нулевым значениям.
Причинами оврагообразования без участия человека могут служить глубокие изменения природных комплексов на отдельных участках и обширных пространствах, вызываемые естественными изменениями метеорологии и рельефа. Основные факторы в современных условиях, способствующие естественному оврагообразованию: 1. Отсутствие или слабое развитие растительности, характерное для арктической и зоны пустынь и полупустынь. 2. Периодические и случайные экстремальные изменения метеорологических условий, сопровождающиеся резким усилением стока. 3. Образование на земной поверхности трещин различного генезиса, разрывающих дерновый покров с обнажением грунтов и способствующих концентрации стока и линейной эрозии, что характерно для пустынь и арктической зоны, для гор и других природных зон на участках интенсивного развития гравитационных и некоторых других экзогенных процессов. 4. Размыв задернованных склонов речных долин, а также берегов морей, ведущий к увеличению крутизны и дренированию обширных замкнутых западин на водоразделах. 5. Развитие суффозии и термокарста соответственно в южных и северных районах.
Факторы овражной эрозии Для оценки подверженности территории эрозии надо учитывать следующие факторы оврагообразования: гидрологические (расходы дождевого и талого стока в створах малых водосборов); геоморфологические; гидрометеорологические; морфометрический (длина, уклоны и форма склонов, величины базисов эрозии); литологический (оценивается средними допускаемыми неразмывающими скоростями, по карте, где выделено 10 категорий пород, различающихся величиной размывающей скорости, например пески, слитые суглинки имеют скорость 0, 3 1 м/сек, скальные породы 16 25) антропогенный (основными факторами антропогенного влияния на овражную эрозию в населенных пунктах являются: 1) изменение высотных отметок рельефа; 2) увеличение коэффициента стока воды за счет асфальтирования улиц; 3) изменение режим грунтовых вод; 4) перераспределение стока, связанное с возведением сооружений и прокладкой коммуникаций; 5) сведение лесонасаждений при застройке; 6) нарушение дерново почвенного покрова при проведении строительных работ; 7) создание искусственных насыпей и т. д. По мере увеличения площади населенного пункта увеличивается уровень техногенной нагрузки на овражно балочные системы
По степени и характеру взаимодействия с ОБС (овражно балочной сетью) все поселения можно разделить на четыре типа или соответствующей стадии этого взаимодействия, следующих друг за другом по мере роста города и развития техники. I. Подчиненные рельефу – все типы строений располагаются в зависимости от типа и форм рельефа; при их возведении рельеф не преобразовывается или преобразуется минимально по объему и площади. К таким населенным пунктам относятся деревни, небольшие поселки, исторически сложившиеся малые поселения, дачные поселки (с населением до 2000 чел. ) Размеры сооружений меньше или соразмерны оврагам. Борьба с овражной эрозией в малых населенных пунктах не проводится из за недостаточности материальных и технических ресурсов, что приводит к частичной перепланировка территорий населенных пунктов.
II. Соподчиненные – большая часть строений в населенных пунктах вписана в овражно балочный рельеф; Уже на стадии проектирования сооружений учитывались особенности рельефа, или строительство осуществлялось по исторически сложившимся схемам. Застройка таких территорий часто производилась, исходя из чисто практических соображений и основывалось на накопленном опыте. Овраги в населенных пунктах, вне зависимости от причин их образования, частично используются в хозяйственных целях или частично преобразовываются. Размеры сооружений или их комплексы соответствуют линейным размерам оврагов или незначительно превышают их. Численность населения 100 200 тыс. чел
III. Подчиняющие рельеф – населенные пункты с населением до 500 тыс. чел. , в которых при сооружении объектов происходит частичное преобразование рельефа на всей территории застройки или на значительной ее части. Размеры отдельных сооружений практически равны размерам оврагов, а их комплексы намного их превышают, соответствуя овражным системам. К этой категории относятся большие населенные пункты, обладающие достаточными ресурсами для преобразования рельефа.
IV. Подавляющие рельеф – населенные пункты или их части, крупные промышленные предприятия, в процессе роста которых или уже на стадии проектирования особенности овражно балочного рельефа не учитываются и строительство ведется с полным его преобразованием под нужды застройки. Размеры сооружений значительно превышают размеры оврагов и овражных систем. Комплексы сооружений по размерам соответствуют балочным водосборам. Таковы – крупнейшие города Москва, Киев, Нижний Новгород и др. , занимающие сильно расчлененные территории. Закладываясь уже изначально как города, они в течении столетий прошли все стадии взаимодействия с рельефом. Переходы между типами достаточно условны, т. к. условно само административное деление, а также велика вариабельность плотности населения – при незначительном числе жителей площадь населенного пункта может быть значительной (населенные пункты с развитой промышленностью) и наоборот.
Экологическое состояние овражно-балочных систем и пути их решения. Населенный пункт – от деревни до большого города – и их природная среда (рельеф) представляют собой единое целое. Территория населенного пункта – это его материальная основа; от того, насколько правильно она выбрана для поселения, рационально используется с учетом особенностей природных факторов и видоизменяется под воздействием хозяйственной деятельности, зависит его устойчивость. Овражно балочные системы, как одни из самых быстро развивающихся и видоизменяющихся (переход оврагов в балки) элементов рельефа, играют большую роль в жизни населения.
Мероприятия по предупреждению и борьбе с овражной эрозией Борьба с образованием оврагов система мероприятий по предупреждению оврагообразования, прекращению или уменьшению роста существующих оврагов. При организации борьбы с оврагами следует исходить из того, что образование и рост оврагов вызывается концентрированными потоками воды, поступающей с водосборной площади. Наиболее часто они образуются в нижней, самой крутой части склонов балок, лощин и речных долин, или на откосах донных оврагов, в местах, куда стекающая вода поступает концентрированными потоками. Большинство промоин и береговых оврагов, а также часть склоновых и концевых размывов в современный период возникает под действием воды, накапливающейся за искусственными рубежами (дорогами, межами, канавами) и стекающей вдоль этих рубежей в понижения местности. В этих местах, как правило, наблюдается прорыв искусственной преграды и зарождение размыва. Предупредить оврагообразование, прекратить или уменьшить рост существующих оврагов можно такими мероприятиями, которые сокращают величину стока воды с водосборной площади, исключают формирование крупных потоков или безопасно отводят концентрированные потоки на специально выбранные участки склона.
Применение комплекса организационных, агротехнических, луголесомелиоративных и гидротехнических мероприятий на водосборной площади можно радикально повлиять на сокращение интенсивности эрозионных процессов и предупреждение образования и роста оврагов. Существует ряд мероприятий, проводимых непосредственно в оврагах для прекращения их роста и предупреждения нового оврагообразования, вдоль бровки балок и лощин, на нижних наиболее крутых частях склонов балок и речных долин для защиты их от разрушения, а пойменные земли, реки и водоемы от заиления продуктами овражного размыва. Из гидротехнических сооружений наиболее часто применяются следующие: 1. Для прекращения роста оврагов в длину водозадерживающие валы, водоотводящие валы и канавы, перепады, консоли и быстротоки различных конструкций. Водозадерживающие валы применяют для приостановки роста оврагов и предупреждения повторного оврагообразования при их засыпке и выполаживании. Они представляют собой земляные сооружения, ограниченные на концах "шпорами", создающими емкость (прудок) для задержания стекающей воды. Их, как правило, размещают по горизонтали непосредственно у вершин оврагов на расстоянии от них, равном двух трех кратной высоте перепада.
2. Для прекращения роста оврагов в глубину применяют поперечные запруды и плотины (бетонные, каменные, земляные и др. ). В запрудах устраивают водосливные отверстия в виде трапецевидных вырезов, рассчитанных на пропуск максимального расхода ливневых и паводковых вод. Пространство вблизи запруды, выше и ниже ее, мостят камнем. В дальнейшем проводят облесение. 3. Для укрепления откосов и предупреждения роста оврагов в ширину используют подпорные стенки. 4. Планировка приовражных и прибалочных склонов с мелко бугристыми оползнями и другими неровностями, засыпку мелких оврагов глубиной 1, 5— 2 м и их залужение. К лесомелиоративным мероприятиям в борьбе с овражной эрозией относятся закладка приовражных лесополос, сплошное облесение склонов и дна оврагов. Основная цель мероприятий, применяемых для борьбы с береговыми оврагами на водосборной площади, это максимальное задержание стока и повышение накопления влаги в почве. Эффективность действия гидротехнических сооружений значительно повышается при сочетании их с лесомелиоративными насаждениями. Борьба с донными оврагами наиболее сложна. Такие овраги часто имеют водосборные площади, полностью задержать сток с которых не представляется возможным. опыт показывает, что затраты на закрепление оврагов и освоение разрушенных ими земель окупается быстрее, когда овраги не достигли крупных размеров. В целом закрепление, выполаживание и засыпка оврагов помимо чисто хозяйственного эффекта, имеют огромное экологическое и эстетическое значение.
Схема распылителя полевого стока. Борозды проводят под углом 45° к стоку с отваливанием пласта вниз по склону
Схема размещения водозадерживающих валов
Схематическое изображение водосборных сооружений, применяемых при закреплении оврагов: 1 быстроток; 2 – двухступенчатый перепад; 3 – консольный сброс
Селевые потоки. Сель(или силь) по арабски означает горный, быстро несущийся поток (временные, но бурные грязекаменные потоки, возникающие в горных районах). Сели вызываются дождевыми ливнями или быстрым таянием снегов и ледников в горах. Огромная масса воды устремляется вниз по ущельям, смывая и захватывая по дороге элювий и делювий. В результате водный поток превращается в грязекаменный. Большое разрушительное воздействие селевых потоков обусловлено большими скоростями движения и наличием в них обломков горных пород. Средняя скорость движения селевых пото ков колеблется от 2 до 4 и даже 6— 8 м/с. На своем пути сели часто прокладывают глубокие русла, которые в обычное время бывают сухими или содержат небольшие ручьи. Твердый материал селей откладывается в предгорьях. Полезные площади оказываются погребенными под толщей грязи, песка и камней. Селевые потоки Связные (вода практически не отделяется от твердой части. Они обладают огромной разру шительной силой). Несвязные (иначе называют водокаменными. , вода переносит обломочный материал и по мере уменьшения скорости откладывает в русле или в области конуса выноса).
При инженерно геологических изысканиях для строительства объектов необходимо выявлять районы, где возможно появление селей. В селевом бассейне выделяют следующие зоны: площадь водосбора (область питания); возможный путь движения (канал стока); область, где происходит отложение каменного материала с образованием конуса выноса Зоны селевого бассейна: 1 — площадь водосбора; 2 — канал стока воды; 3 — район конуса выноса обломочного материала
При определении селеопасных направлений следует учитывать возможность появления селей в районах, где они раньше не возникали. Чаще всего это связано с вырубкой горных лесов. Начиная с XIX в. и особенно в XX в. количество таких районов значительно возросло. Каждое селеопасное направление изучается. Определяют количественные показатели селевых потоков — скорость движения, плотность массы и ударную силу. Плотность показывает насыщенность селя данного участка твердым материалом, а ударная сила дает представление о количестве воды и твердого материала, проходящих каждую секунду через данное сечение русла.
Борьбу с селями проводят по нескольким направлениям: 1. организационно хозяйственные мероприятия: прогнозирование селей, оповещение населения об опасности; недопущение в пределах селеопасных русел строительства дорог, зданий, водозаборов; 2. агротехнические и лесомелиоративные мероприятия: правильное использование горных склонов; сохранение дернового слоя на пастбищах; устранение пересыхания верхнего слоя почвы; не допущение поверхностей эрозии почв при осадках; регулирование пастбищного хозяйства; лесопосадки на склонах; 3. строительство специальных гидротехнических сооружений (см. табл. ниже) и террасирование склонов. Сооружение Конструкция Селерегулирующие: селепропускные, селенаправляющие, селесбрасывающие и селеотстойные Селеделительные Селезадерживающие: глухие с отверстиями Селетрансформирующие (направленные на разжижение селя) Селеспуски, селеотводы. Дамбы, подпорные стенки. Запруды, пороги, перепады, каналы Полузапруды, буны, шпоры. Селезаградители, тросовые селерезы, щелевые запруды Плотины, котлованы, обвалования. Плотины с отверстиями. Каналы и трубопроводы из водохранилищ
Селерегулирующие сооружения позволяют пропускать сель в обход защищаемого сооружения над или под ним (под оросительным каналом), селенаправляющие сооружения устраивают для пропуска селя вдоль защищаемого объекта; селеотстойные — перед сооружениями защитными дамбами и подпорными стенками. Селеделительные сооружения позволяют задерживать крупные и пропускать мелкие фракции селевого потока. Их используют как временные защитные сооружения и делают в виде металлических заанкеренных сеток из толстого троса. Глухие селезадерживающие сооружения задерживают сель полностью и обычно это железобетонные селехранилища. Плотины с отверстиями задерживают крупные камни и превращают поток в водный. Селетрансформирующие сооружения позволяют при помощи подачи воды из водохранилища по трубам или каналам разжижать сель.
Снежные лавины- это обрушение больших масс снега с крутых склонов гор. На высоких горных хребтах постоянно накап ливается снег, образуя нависающие над склонами большие карнизы. Под действием собственной тяжести масса снега находится в весьма неустойчивом состоянии. В определенный момент от перегрузки, порыва ветра и даже от звукового колебания воздуха огромная масса снега приходит в движение и обрушивается вниз по склону. Лавины образуются при достаточном снегонакоплении на безлесных склонах крутизной 15° и более; при уклонах более 50° снег ссыпается и лавины не образуются. Считается, что ровный травянистый склон протяженностью 100— 500 м и уклоне 30°— 40° (а иногда и 20°) является оптимальным для формирования лавин. Снежные лавины Сухие снежные лавины (если на снежную поверхность, покрытую образовавшейся после оттепели коркой льда, ложится новая масса рыхлого снега, которая в силу определенных причин соскальзывает вниз; обрушение сопровождается огромным облаком снега) Мокрые снежные лавины ( возникают в период оттепели; вода проникает под снег и вызывает обрушение)
Скорость движения сухих лавин достигает от 100 до 400 км/ч. Движение мокрых лавин более медленное — 20— 50 км/ч. Снежные лавины по мере движения вниз захватывают новые массы снега, а также различный обломочный материал. Лавины на своем пути сносят леса, разрушают здания и сооружения, засыпают жилые поселки многометровой толщей снега. Сила удара снежных лавин может достигать 60 т/м 2. Лавины перед собой образуют воздушную волну, которая, в свою очередь, обладает большой разрушительной силой. По характеру движения лавины подразделяют на: 1. Осовые (снежные осовы(или снежные оползни) наблюдаются на склонах южной экспозиции и представляют собой сползание снега на сравнительно большой площади склона. Осовы надвигаются на долины широким фронтом); 2. Лотковые (лотковые лавины двигаются по определенным ложбинам сравнительно узкой полосой. У подошвы склонов они создают снежные накопления, после таяния которых на месте остается разнообразный обломочный материал, остатки деревьев); 3. Прыгающие (прыгающей называют снежную лавину, которая при своем движении падает с обрыва в долину).
Сухая снежная лавина
При инженерно геологических изысканиях определяют лавиноопасные районы и направления, устанавливают пути и границы движения лавин. Область действия воздушной волны определяют расчетом. В настоящее время строители могут руководствоваться картой, на которую нанесены все лавиноопасные районы России. Для изучения лавин оборудованы наблюдательные станции. Там, где снежные лавины представляют опасность для зданий и сооружений, с ними активно борются. Способы защиты разнообразны и зависят от особенностей местности и характера движения лавин. Большое внимание уделяется мерам предупреждения. Чтобы снег не соскальзывал, склоны террасируют, производят посадку леса, ставят подпорные стенки. В лавино опасных местах не допускают опасного скопления снега, периодически его обрушивают взрывопатронами или обстрелом из орудий. В населенных пунктах организуют инженерную защиту. Для отвода лавин строят отбойные и направляющие стенки, устраивают специальные дамбы и стены для прикрытия зданий от удара снежных масс. Дороги на склонах перекрывают каменными или железобетонными галереями, что обеспечивает надежное и безопасное движение транспорта.
ДВИЖЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД НА СКЛОНАХ РЕЛЬЕФА МЕСТНОСТИ Горные породы, слагающие склоны, очень часто находятся в неустойчивом положении. При определенных условиях и под влиянием гравитации они начинают смещаться вниз по склонам рельефа. В результате этого возникают осыпи, курумы, обвалы и оползни. Осыпи. Осыпь – это обломки горных пород, осыпающиеся в результате выветривания, а также скопление таких обломков на склонах или у подножий гор. На крутых склонах (в 30 45°), особенно в горных районах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физического выветривания (осыпь относится к гравитационным перемещениям (без участия воды)). Породы растрескиваются и обломки скатываются вниз по склонам до места, где склон выполаживается. Этот процесс называется осыпанием. У подножья склонов накапливаются продукты осыпания — глыбы, щебень, более мелкие обломки — и образуются валы — осыпи. (Мощность осыпей различна и колеблется от нескольких до десятков метров. )
В состав осыпей входят обломки тех горных пород, которые слагают склоны. Вид породы зачастую определяет крупность обломков осыпи: массивные кристаллические породы дают крупнообломочные (глыбовые) осыпи; менее прочные породы образуют среднеобломочные (щебеночные) и мелкообломочные (дресвяные) осыпи; сланцы и осадочные породы (известняки, мергели, песчаники и др. ) порождают разнообломочные накопления, состоящие из обломков различной формы (плитчатой, пластинчатой и т. д. ) и размеров. Характерной особенностью осыпей является их подвижность. По признаку подвижности их подразделяют на действующие, находящиеся в стадии интенсивного движения, затухающие и неподвижные. Движение осыпей. Наибольшие скорости движения осыпей отмечены в период снеготаяния и дождей. В послойном разрезе осыпи передвигаются с различной скоростью. Скорость верхних слоев может достигать более 1 м/год, нижних слоев и в целом всего массива осыпи — несколько десятков сантиметров в год.
На скорость движения влияют также: количество поступающего материала; угол естественного откоса материала, из которого состоит осыпь (зависит от его крупности); угол поверхности осыпи (связан с крутизной склонов, количеством поступающего материала и его влажностью). Зависимость между углами поверхности осыпи а и естественным откосом Ψ обломочного материала характеризует степень подвижности осыпи. К коэффициент подвижности осыпи. Схема строения осыпи , где: а – в плане, б – в разрезе. 1 – осыпной шлейф; 2 – осыпные лотки; 3 – скальные породы; стрелки – направления осыпания обломков; пунктир – условные горизонтали
По величине К осыпи разделяют на четыре типа: Тип Характеристика осыпей Коэффициент подвижности, К I Подвижные, «живые» 1, 0 II Достаточно подвижные, признаков затухания обычно нет 0, 7 -1, 0 III Слабоподвижные, затухающие, имеющие слабое питание 0, 5 -0, 7 IV Относительно неподвижные, уплотнившиеся, поступления нового материала не наблюдается Менее 0, 5 Осыпи первого и второго типов относят к действующим. Они представлены свежей, неуплотнившейся массой обломков. «Живые» осыпи характерны для склонов круче 65°. Действующие осыпи лишены растительности. Масса обломков нарастает и находится в рыхлом, неустойчивом положении. Она приводится в движение за счет увеличения общего веса, сильного увлажнения, подрезки нижней части осыпи дорогами, от землетрясений и даже от более мелких сотрясений, возникающих при работе механизмов или движении транспорта (некоторые осыпи начинают двигаться от сильного звука (например, крика)). Достаточно подвижные осыпи с крутизной от 45 до 65°. Для затухающих осыпей свойственно развитие растительности (кустарники, слабый дерновый слой). Неподвижные осыпи полностью задернованы, покрыты кустарником и даже лесом.
Иногда осыпи превращаются в осовы — особую разновидность оползней. Это происходит при насыщении осыпей водой. При смачивании масса обломков уменьшает угол естественного откоса, К увеличивается и вся масса осыпи «осовывается» по смоченной поверхности склона. Схема строения осыпей различного типа: А рыхлый; Б плотный; В сложный Крестом обозначены коренные породы склона, треугольниками крупнообломочная масса, вертикальными штрихами – мелкозем (пыль, глина – меньше 2, 5 мм).
Защита сооружений от осыпей Для решения вопроса о защите сооружений от осыпей очень важно знать скорость их движения. Обычно она определяется длительными наблюдениями. 1 Способ наиболее простой, но значительно трудоемкий. Подходит при защите сооружений от небольших щебеночных осыпей. Сводится к уборке той части обломочного материала, который расположен выше сооружения по склону. Этот способ достаточно трудоемок и применяется при большой подвижности осыпей и особой значимости сооружений. 2 Способ – использование инженерных сооружений. Применяют улавливающие и подпорные стенки, устраивают козырьки или сетки над дорогами (но эти мероприятия спасают лишь от отдельных падающих камней). 3 Способ. Строительство галерей и тоннелей для дорог. Применяют в особо опасных местах, где развиты мощные медленно соскальзывающие осыпи. При борьбе с осовами, кроме всех прочих мероприятий, применяют методы осушения, особенно в тех случаях, когда источник замачивания располагается в верхней части склона. На особо опасных участках организуют службу наблюдения.
КАМНЕУЛАВЛИВАЮЩИЕ СЕТЧАТЫЕ БАРЬЕРЫ
Система Rope Net легко вписывается в ландшафт, нет необходимости вырубать деревья
Сетчатые системы , противоэрозионный композит, анкера Manta Ray и гидропосев
Курумы. В результате разрушения скальных пород у подошвы склонов скапливаются крупные обломки и глыбы. По своему местоположению обломки более всего тяготеют к пологим склонам, что свойственно ложбинам и днищам долин. Так образуются каменные россыпи, или курумы, образуя с ними единую массу глыб от вершины до подошвы склона. Мощность каменных россыпей колеблется от нескольких метров до 15 м на дне долин. Курумы распространены в тех же районах, что и осыпи, но особенно они значительны в области вечной мерзлоты. Характерной особенностью курумов является передвижение. Масса обломков, огромных глыб постоянно ползет вниз по склону, так как глыбы лежат на глинисто суглинистом слое. Когда курум движется по ложбинам, его называют каменным потоком. Скорость движения курумов от сантиметров до десятков сантиметров в год. Наибольшая скорость свойственна участкам с обильным смачиванием водой глинисто суглинистого основания. Курумы подразделяют на действующие (очень подвижны, пустоты между глыбами не заполнены, растительность отсутствует) и затухшие (нет следов движения, россыпь задернована, покрыта растительностью).
урумы. результате разрушения скальных пород у подошвы склонов скапливаются крупные обломки и ыбы. По своему местоположению обломки более всего тяготеют к пологим склонам, что ойственно ложбинам и днищам долин. Так образуются каменные россыпи, или курумы, разуя с ними единую массу глыб от вершины до подошвы склона. Мощность каменных ссыпей колеблется от нескольких метров до 15 м на дне долин. румы распространены в тех же районах, что и осыпи, но особенно они значительны в области чной мерзлоты.
Характерной особенностью курумов является передвижение. Масса обломков, огромных глыб постоянно ползет вниз по склону, так как глыбы лежат на глинисто суглинистом слое. Когда курум движется по ложбинам, его называют каменным потоком. Скорость движения курумов от сантиметров до десятков сантиметров в год. Наибольшая скорость свойственна участкам с обильным смачиванием водой глинисто суглинистого основания. Курумы подразделяют на действующие (очень подвижны, пустоты между глыбами не заполнены, растительность отсутствует) и затухшие (нет следов движения, россыпь задернована, покрыта растительностью).
В борьбе с курумами все действия направлены на остановку их движения. Наиболее часто используют взрывные работы, т. к. невозможно удержать всю толщу курума. Остановить курумы можно осушением их глинистой подстилки (в верхней части склона отводят ручьи, перехватывают поверхностные воды нагорными канавами, в отдельных случаях используют дренажи). В районе подвижных курумов дороги переносят на другие склоны, иногда их проводят в тоннелях или галереях под курумами.
Обвалы. Обрушение более или менее крупных масс горных пород с опрокидыванием и дроблением. Обвалы возникают на крутых склонах (более 45— 50°) и обрывах естественных форм и рельефа (склоны речных долин, ущелья, побережья морей и т. д. ), а также в строительных котлованах, траншеях, карьерах.
Трещины бортового отпора и трещины отслаивания Формирование обвала в горных условиях из скальных пород
Основные причины возникновения обвалов: трещиноватость пород; подмыв или подрезка склонов; избыточное увлажнение породы; перегрузки обрывов; землетрясения. Основные случаи проявления обвалов: периоды дождей; таянье снега; весенние оттепели.
По объему и характеру обрушения обвалы весьма различны. Это могут быть отдельные глыбы или масса пород в десятки кубических метров. Маленькие обвалы более свойственны строительным выемкам, катастрофические нередко наблюдаются природных условиях (свыше 5 млрд. т пород). Предвестниками обвала являются расширение существующих и появление новых трещин, расположенных параллельно обрыву, глухой шум, треск, иногда другие явления.
Вывалы — одна из разновидностей обвалов – обрушения отдельных глыб и камней из скальных пород в откосах выемок, полувыемок и отвесных склонов. Принципиально вывалы отличаются от обвалов тем, что обломки падают свободно, не скользя по склону. Борьба с обвалами, особенно крупными, весьма затруднительна. Все мероприятия по борьбе с ними сводятся к предупреждению их возникновения и осуществлению защитных мероприятий. На участках, где возможны крупные обвалы, строительство проводить опасно. Для предупреждения малых обвалов: производят искусственное обрушение склонов при помощи взрывов небольшой мощности; производят забивку клиньев в трещины обвалоопасной породы (более предпочтителен, так как он безопаснее взрывного ); устраивают подпорные и улавливающие стенки, рвы, траншеи; отводят поверхностные воды.
Оползни — это скользящее смещение горных пород на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод. Оползни — явление частое и свойственное склонам долин, оврагов, балок, берегам морей, искусственным выемкам.
Схема оползня: 1 – первоначальное положение склона; 2 – ненарушенный склон; 3 – оползень; 4 – поверхность скольжения
Признаки оползневых склонов (для определения неустойчивого состояния склона): образование серии концентрических трещин ориентированных вдоль склонов (там, где происходит отрыв массы пород) бугристость склонов, особенно в их нижней части (формируется из за сползания пород) формирование валов выдавливания у подошвы склонов (за счет давления сползающих пород). заболоченность склонов между валами и буграми (при определенных условиях происходит скопление поверхностных и подземных вод) смещенные земляные массы и террасовидные уступы (при активном сползании на склонах хорошо) «пьяный лес» и разорванные, искривленные, саблевидные стволы деревьев (за счет сползания пород стволы деревьев теряют свою вертикальность в различных направлениях, а иногда даже расщепляются) нарушенная вертикальность столбов телефонной связи и электролиний, заборов и стен. (характерной чертой этих трещин в зданиях является наибольшее раскрытие в нижней части здания по склону.
Условия для возникновения и развития оползней. Наибольшее значение для склонов имеют: высота; крутизна и форма; геологическое строение; свойства пород; гидрогеологические условия. При всех равных условиях крутые склоны более подвержены оползням, чем пологие. Склоны с крутизной менее 15° оползней не образуют. Оползни свойственны склонам выпуклой и нависающей конфигурации. Развитие оползней и положение плоскостей скольжения в зависимости от геологического строения склона: а — в однородных породах; б — при наклонном залегании слоев пород; в — при выдавливании глин из под скальных пород; А — линия скольжения; В — форма склона после схода оползня
Большое влияние на развитие оползневых процессов оказывает геологическое строение и литологический состав пород склона. Наиболее часто оползни проявляются при залегании слоев с падением в сторону склона. Типичными оползневыми породами следует считать различные глинистые образования, для которых характерно свойство «ползучести» .
Основными причинами оползней следует считать три группы процессов: Причины оползней 1. Процессы, изменяющие внешнюю форму и высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волн и текучих вод; подрезка склона искусственными выемками. 2. Процессы, ведущие к изменению структур и ухудшению физико механических свойств, слагающих склон пород за счет. процессов выветривания, увлажнения подземными, а также дождевыми, талыми и хозяйственными водами, за счет выщелачивания водорастворимых солей и выноса частиц текучей водой с образованием в породе пустот (суффозия). 3. Процессы, создающие дополнительное давление на породы, слагающие склон: гидродинамическое давление при фильтрации воды в сторону склона; гидростатическое давление воды в трещинах и порах породы; искусственные статические и динамические нагрузки на склон; сейсмические явления. 1. Землетрясения; 2. Сильные дожди; 3. Подмыв берегов; 4. Инженерная деятельность человека; Оползни ведут к гибели растительного покрова, инженерных сооружений.
Устойчивость склона (или степень устойчивости) определяется соотношением сил, стремящихся столкнуть массу пород вниз по склону, и сил, которые сопротивляются этому процессу. Устойчивость земляных масс на склонах выражается уравнением Т=N tgφ + CF, Т—сдвигающая составляющая веса массива; N — нормальная составляющая веса; F — поверхность скольжения оползня; С — сцепление; tgφ— коэффициент внутреннего трения. Степень устойчивости склона определяют коэффициентом Куст = (N tgφ+CF)/T Числитель отражает сумму сил, которые сопротивляются возникновению сползания, в знаменателе — сталкивающие силы.
Сопротивление оползню оказывают сцепление и внутреннее трение пород. К сдвигающим силам относят вес массы породы, расположенных на них зданий и сооружений, гидростатические и гидродинамическое давление подземных вод и т. д. При Ку„ > 1 склон находится в устойчивом состоянии; при Куст = 1 в пре дельном равновесии; при Куст< 1 — в неустойчивом положении и даже происходит оползание. Все оползни можно разделить на соскальзывающие и постепенно сползающие. При соскальзывании тело оползня перемещается мгновенно, в один прием. Большинство оползней смещается постепенно, хотя и с различной скоростью — от долей миллиметра в сутки до нескольких десятков метров в час. Движение медленных оползней определяют по наблюдениям за реперами, установленными в теле оползня и за его пределами, а также по маякам, которые укрепляют по обеим сторонам трещин.
борьбы с оползнями во многих случаях оказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективно димо высококачественное выполнение инженерно геологических изысканий. ые мероприятия направлены на: хват и отведение поверхностных и подземных вод яные склоны, подпорные стенки, выполаживание склонов. водные осушительные и дренажные мероприятия делятся: ы на поверхности (устройство покрытий, лотков и осушительных каналов и т. д. ); жи – продольные и поперечные галереи и шахты, откачки из скважин и колодцев; тия – глинизация, замораживание, битуминизация; а от подмыва и размыва берегов рек(выправление русел, покрытия, набережные); ическое закрепление склона (сваи); пление подпорными и анкерными сооружениями; аспределение масс горных пород(контрбанкет, террасирование, полный или частичный съем оползневых мас ственное улучшение свойств пород– цементация, инъекционные завесы, замораживание. елиорация (сплошное травосеяние, влаголюбивый кустарник).
Строительство в зоне действия оползней Заглубление фундамента до коренных устойчивых пород. Свайные фундаменты. Устройство деформационных швов. Использование каркасных конструкций. Применение железобетонных поясов
Скачать презентацию Овраги Борьба с оврагами Овраги Борьба с
Овраги сели и тп.ppt