Каменный дракон - Хромовских Владимир Сергеевич (читать книги онлайн регистрации .TXT) 📗
Подобную работу ранее выполнили Г. М. Арешидзе, Э. А. Джавахишвили и М. Г. Кванчахадзе. В частности, ими было показано, что оползневая пораженность склонов в целом увеличивается с уменьшением возраста пород. Оползанию оказались наиболее подверженными палеоген-неогеновые песчаники, глины, мергели и известняки. Заложение поверхностей скольжения в них подчиняется геологическому строению склонов и, в частности, положению ослабленных зон тектонических трещин. Наиболее мощные оползни возникают на северном крыле Рача-Лечхумской синклинали. Здесь породы интенсивно перемяты, насыщены разрывами разных типов, в связи с чем устойчивость склонов резко снижена.
Расскажем об основных принципах построения прогнозной схемы.
Все отмеченные выше (ч. I) обвалы и оползни Большого Кавказа были разделены на группы, различающиеся по литологии пород, геологическому строению склонов и крутизне их наклона. Количество происшедших в той или иной природной обстановке обвалов и оползней характеризовало возможную степень обвально-оползневой опасности аналогичной ситуации там, где такие склоновые смещения пока не происходили, но возможны в будущем, в том числе при землетрясениях.
Чем больше было зарегистрировано крупных склоновых смещений в конкретной геологической ситуации, тем выше был уровень присущей ей ожидаемой сейсмогравитационной опасности.
Все слагающие район породы по механической прочности и стойкости к обвально-оползневым смещениям подразделены на четыре группы, перечисляемые в порядке увеличения вероятности возникновения обвалов и оползней.
К первой группе отнесен комплекс осадочно-метаморфических, вулканогенных и интрузивных образований палеозоя и мезозоя. По данным Г. М. Арешидзе, коэффициент оползневой пораженности для этих пород меньше 0,1. Тем не менее в них, особенно в зонах надвигов, могут формироваться оползни размером 2x3 км и объемом до 180 млн. м3 (район с. Самицо). Мощность коры выветривания на этих породах составляет 8—15 м.
Во вторую группу входят нижнеюрские аспидные и глинистые сланцы с редкими прослоями песчаников и кварцитов. Мощность коры выветривания достигает здесь 25–30 м.
К третьей группе относятся сланцы, мергели и мергелистые известняки верхней и частично средней юры. Коэффициент оползневой пораженности для этих пород составляет 0,6–0,7. Мощность коры выветривания достигает 10–12 м.
В четвертую группу объединены рыхлые, слабосцементированные четвертичные отложения (флювиогляциальные, аллювиальные, делювиальные), отличающиеся очень малой механической прочностью и большой подвижностью под действием сил гравитации при определенных условиях (насыщенность грунтовыми водами, залегание на наклонных поверхностях и т. п.).
Большое значение при прогнозе обвально-оползневой опасности имеет расчлененность рельефа, крутизна склонов долин и хребтов. Чем круче склон, тем больше при прочих равных условиях вероятность возникновения лавин, обвалов и оползней. Поэтому нами принята следующая градация склонов по углам наклона земной поверхности.
1. Угол наклона менее 15°. На таких участках возможность возникновения сейсмогравитационных оползней и обвалов минимальна, за исключением зон вспарывания тектонических швов при землетрясениях.
2. Угол наклона более 15°, но менее 45°. Вероятность сейсмогравитационных смещений на таких участках значительно увеличивается, что наблюдалось нами при обследовании крупных склоновых смещений, вызванных древними землетрясениями в бассейне р. Ингури, а также в эпицентральной зоне Чхалтинского 9-балльного землетрясения 16 июля 1963 г.
3. Угол наклона более 45°. Опасность сейсмогравитационных смещений на таких склонах резко возрастает.
Особенности геологического строения склонов, и в первую очередь их взаимоотношение с элементами залегания пород, существенно влияют на характер склоновых смещений. Согласное падение пород и поверхности склона облегчает их образование. Подобные примеры описаны Г. М. Арешидзе для Рачи и Окрибы (оползень у с. Хирхониси в верховьях р. Гунгулы и ряде других районов), а также наблюдались нами на склонах Лечхумского хребта. В то же время падение пород в глубь склона препятствует формированию скальных обвалов и оползней.
Сейсмогравитационным смещениям способствует насыщенность склонов разрывными нарушениями. Породы в зонах разломов, как правило, интенсивно перемяты, раздроблены. По наблюдениям В. П. Солоненко, за счет проникновения поверхностных вод в тектонические трещины создается гидростатическое давление, достигающее подчас нескольких тонн на квадратный метр.
С учетом перечисленных геоморфологических и структурно-геологических особенностей нами составлена схема районирования части территории Сванетии по степени опасности возможных сейсмогравитационных склоновых смещений.
К районам с высоким уровнем опасности возникновения таких смещений отнесены участки, сложенные разными породами с углами наклонов земной поверхности более 45°, зоны разрывных нарушений, разбитые трещинами ледники, нависшие над долинами, а также участки развития четвертичных отложений и коры выветривания на поверхностях с наклоном более 15°.
К районам с повышенной опасностью сейсмограви-тационных смещений относятся площади, сложенные карбонатными породами, глинистыми сланцами, мергелями и мергелистыми известняками, и углами наклонов земной поверхности от 15 до 45°.
Группа районов со средней степенью опасности возникновения сейсмогравитационных смещений сложена нижнеюрскими глинистыми и аспидными сланцами с прослоями песчаников, падающими субпараллельно склонам крутизной от 15 до 45°.
К районам с пониженной опасностью сейсмогравитационных смещений относятся участки склонов крутизной от 15 до 45°, сложенные теми же породами, что и предыдущие районы, но падающими в глубь склона, а также породами палеозоя-триаса (кристаллические сланцы, гнейсы, песчаники, кварциты), падающими субпараллельно склонам.
Склоны крутизной от 15 до 45°, сложенные отмеченными породами палеозоя-триаса, падающими в глубь склонов, относятся к районам с низкой степенью опасности сейсмогравитационных смещений.
Опасность крупных сейсмогравитационных смещений практически отсутствует на выровненных площадках с углами наклонов менее 15°, сложенных любыми породами.
Зоны разломов и стратиграфических контактов между толщами, разнородными по литологическому составу и возрасту, относятся к линейным участкам с повышенной опасностью возникновения оползней и обвалов по сравнению с той, которая принята в целом для конкретного района.
Вблизи молодых разрывов, включая Главный Кавказский надвиг, возможны сейсмические сотрясения с интенсивностью более 9 баллов, за счет чего здесь резко возрастает опасность образования обвалов и оползней по сравнению с другими частями территории, где эффект сотрясения не превысит 9 баллов.
Выпадение большого количества атмосферных осадков, как и вообще избыточное увлажнение, многократно увеличивает вероятность образования обвалов и оползней.
При прогнозе обвально-оползневой опасности в горных областях необходимо помнить, что основные причины возобновления неустойчивых масс на склонах практически неустранимы. Они кроются в постоянном росте гор, физическом и химическом выветривании пород, интенсивном врезании русел рек и подмыве ими склонов долин и ущелий. Землетрясения зачастую являются лишь поводом к оползанию или обрушению склонов. Подземные толчки смещают только те их части, которые подготовлены к этому другими природными процессами. Лишь в зонах разломов, вскрывающихся при землетрясениях, там, где сила удара достигает максимума, в движение могут быть приведены вполне устойчивые склоны. Такие районы должны быть запретными для строительства ответственных сооружений, а тем более жилых комплексов.
Что касается прогноза антропогенных обвалов и оползней в областях интенсивного народнохозяйственного освоения, то приведенные выше примеры искусственного нарушения устойчивости склонов должны призывать к предельной осторожности. Особую внимательность следует проявлять при подрезке крутых и высоких склонов авто- и железнодорожными выемками, штольнями, туннелями, при создании крупных водохранилищ, приводящих к интенсивному подмыву и переработке берегов, при отработке глубоких карьеров, строительстве высотных плотин, перераспределяющих напряжения в скальных массивах, при закачке в недра воды и других жидкостей, изменении режима грунтовых вод, производстве поверхностных и особенно подземных взрывов, оттаивании вечномерзлых пород, при авариях трубопроводов в горных местностях, при создании высоких отвалов-терриконов, при вырубке леса и уничтожении растительности на склонах.
