Классификация оползней

Известны различные классификации оползней . Широкие определения включают формы массового движения , которые исключаются из более узких определений. Например, Энциклопедия науки и технологий McGraw-Hill выделяет следующие типы оползней:

• падать (подрезая)
• падать (опрокидываясь)
• спад
• оползень
• земной поток
• воронки , склон горы
• оползень, переходящий в каменную лавину

Влиятельные более узкие определения ограничивают оползни обвалами и поступательными сдвигами горных пород и реголита , не включающими псевдоожижение. Это исключает из определения падения, опрокидывания, боковые разбросы и массовые потоки.

Причины оползней обычно связаны с нестабильностью склонов. Обычно можно определить одну или несколько причин оползня и один триггер оползня . Разница между этими двумя понятиями тонкая, но важная. Причины оползня – это причины, по которым оползень произошел в этом месте и в это время, и их можно рассматривать как факторы, которые сделали склон уязвимым к обрушению, которые предрасполагают склон к нестабильности. Триггером является единственное событие, которое, наконец, инициировало резкий спад. Таким образом, совокупность причин делает склон уязвимым для отказа, и триггер, наконец, инициирует движение. Оползни могут иметь много причин, но могут иметь только один триггер. Обычно относительно легко определить триггер после того, как оползень произошел (хотя, как правило, очень сложно определить точную природу триггеров оползня до события движения).

Факторы классификации

Различные научные дисциплины разработали системы таксономической классификации для описания природных явлений или отдельных лиц, таких как, например, растения или животные. Эти системы основаны на определенных характеристиках, таких как форма органов или характер размножения. И наоборот, при классификации оползней возникают большие трудности, поскольку явления не являются полностью повторяемыми; обычно характеризуются разными причинами, движениями и морфологией и включают генетически разный материал. По этой причине классификации оползней основаны на различных дискриминирующих факторах, иногда очень субъективных. В следующем обзоре факторы обсуждаются путем разделения их на две группы: первая состоит из критериев, используемых в наиболее распространенных классификационных системах, которые, как правило, легко определяются. Вторую формируют те факторы, которые использовались в некоторых классификациях и могут быть полезны при описаниях.

А1) Тип движения

Это наиболее важный критерий, даже если при идентификации движений могут возникнуть неопределенности и трудности, поскольку механизмы некоторых оползней часто бывают особенно сложными. Основными движениями являются падения, скольжения и потоки , но обычно к ним добавляются опрокидывания, боковые разбросы и сложные движения.

А2) Задействованный материал

«Камень» , «земля» и «обломки» — это термины, обычно используемые для обозначения материалов, участвующих в процессе оползня . Например, различие между землей и мусором обычно проводится путем сравнения процентного содержания . фракций крупного размера Если масса частиц диаметром более 2 мм составляет менее 20%, материал будет определяться как земля ; в противном случае это мусор .

А3) Активность

Оползневая активность

Классификация оползней по их активности особенно актуальна при оценке будущих событий. Рекомендации WP/WLI (1993) определяют концепцию деятельности со ссылкой на пространственные и временные условия, определяющие состояние, распределение и стиль. Первый термин описывает информацию о времени, когда произошло движение, что позволяет получить информацию о будущей эволюции, второй термин в общем описывает, куда движется оползень, а третий термин указывает, как он движется.

А4) Скорость движения

Этот фактор имеет большое значение при оценке опасности . Диапазон скоростей связан с различными типами оползней на основе наблюдений за историей болезни или наблюдений на месте.

Б1) Возраст движения

Датирование оползней является интересной темой при оценке опасности . Знание частоты оползней является фундаментальным элементом любого вида вероятностной оценки. Кроме того, оценка возраста оползня позволяет связать причину с конкретными условиями, такими как землетрясения или периоды сильных дождей . Вполне возможно, что явления могли произойти в прошлые геологические времена, при определенных условиях окружающей среды, которые сегодня больше не действуют как факторы. Например, в некоторых альпийских районах оползни плейстоценового возраста связаны с особыми тектоническими , геоморфологическими и климатическими условиями.

Б2) Геологические условия

представляет собой фундаментальный фактор морфологической эволюции склона Это . Положение напластования, наличие нарушений сплошности или разломов определяют склонов морфогенез .

Б3) Морфологические характеристики

Поскольку оползень представляет собой геологический объем со скрытой стороной, морфологические характеристики крайне важны при реконструкции технической модели.

Б4) Географическое положение

Этот критерий в общих чертах описывает расположение оползней в физико-географическом контексте территории. Поэтому некоторые авторы идентифицировали оползни в соответствии с их географическим положением, чтобы можно было описать « альпийские оползни», «оползни на равнинах», «холмистые оползни» или « оползни на скалах ». Как следствие, выделяются конкретные морфологические контексты, характеризующиеся процессами эволюции склонов.

Б5) Топографические критерии

По этим критериям оползни можно идентифицировать по системе, аналогичной системе наименования образований. Следовательно, оползень можно описать по названию места. В частности, будет присвоено название местности, где произошел оползень, с определенным характерным типом.

Б6) Тип климата

Эти критерии придают особое значение климату в генезисе явлений, для которых сходные геологические условия могут в разных климатических условиях привести к совершенно различной морфологической эволюции. Как следствие, при описании оползня может быть интересно понять, в каком климате это событие произошло.

Б7) Причины движений

При оценке предрасположенности к оползням выявление причин, вызвавших их важным шагом является . Терзаги описывает причины как «внутренние» и «внешние», имея в виду изменения в условиях устойчивости тел. В то время как внутренние причины вызывают изменения в самом материале, которые снижают его устойчивость к напряжению сдвига , внешние причины обычно вызывают увеличение напряжения сдвига, так что блок или тела перестают быть стабильными. Пусковые причины вызывают движение массы. Предрасположенность к движению под действием контролирующих факторов является определяющей в развитии оползня. Структурные и геологические факторы, как уже говорилось, могут определять развитие движения, вызывая наличие массы в кинематической свободе.

Виды и классификация

Виды оползней

В традиционном использовании термин «оползень» в то или иное время использовался для обозначения почти всех форм массового движения горных пород и реголита на поверхности Земли. В 1978 году в очень цитируемой публикации Дэвид Варнс отметил это неточное использование и предложил новую, гораздо более точную схему классификации массовых движений и процессов опускания. Эта схема была позже модифицирована Круденом и Варнесом в 1996 году. и существенно усовершенствован Хатчинсоном (1988). и Хунгр и др. (2001). Эта полная схема приводит к следующей классификации массовых движений в целом, где жирным шрифтом обозначены категории оползней:

Тип движения			Тип материала
			Коренная порода	Инженерные грунты
				Преимущественно хорошо	Преимущественно грубый
водопад			камнепад	Падение Земли	Падение обломков
опрокидывается			Рок опрокинулся	Земля опрокидывается	Обломки опрокидываются
Слайды	Вращательный		Рок спад	обвал Земли	Спад мусора
	трансляционный	Несколько единиц	Горка из каменных блоков	Слайд земляного блока	Слайд для блоков мусора
		Много единиц	Каменная горка	Земной слайд	Слайд для мусора
Боковые спреды			Распространение камней	Распространение Земли	Распространение мусора
Потоки			Каменный поток	Земной поток	Селевой поток
			Каменная лавина		Лавина обломков
			(Глубокая ползучесть)	(ползучесть почвы)
Сложный и составной			Сочетание во времени и/или пространстве двух и более основных типов движения.

Согласно этому определению, оползни ограничиваются «движением... сдвиговых деформаций и смещений вдоль одной или нескольких поверхностей, которые видны или могут быть обоснованно предположены, или в пределах относительно узкой зоны». т.е. движение локализовано в одной плоскости разрушения в недрах. Он отметил, что оползни могут возникать катастрофически или что движение на поверхности может быть постепенным и прогрессивным. Падение (отдельные блоки в свободном падении), опрокидывания (материал отрывается от вертикальной грани в результате вращения), распространение (форма оседания), потоки (движущийся псевдоожиженный материал) и ползучесть (медленное, распределенное движение в недрах). все они явно исключены из термина «оползень».

Согласно этой схеме, оползни подразделяются на подклассы по материалу, который движется, и по форме плоскости или плоскостей, на которых происходит движение. Плоскости могут быть в целом параллельны поверхности («поступательные салазки») или иметь форму ложки («вращательные салазки»). Материалом может быть горная порода или реголит (рыхлый материал на поверхности), причем реголит подразделяется на обломки (крупные зерна) и землю (мелкие зерна).

Тем не менее, в более широком использовании многие категории, исключенные Варнесом, признаются типами оползней, как показано ниже. Это приводит к двусмысленности в использовании этого термина.

Ниже поясняется использование различных терминов в таблице. Варнес и те, кто позже изменил его схему, рассматривают категорию слайдов только как форму оползня.

водопад

Местонахождение: Кастельмеццано , Италия. Камень на дороге в результате камнепада

Описание: «отрыв почвы или камня от крутого склона вдоль поверхности, на которой сдвиговое смещение практически не происходит. Затем материал спускается в основном по воздуху, падая, подпрыгивая или перекатываясь» (Варнес, 1996).

Вторичные падения: «Вторичные падения включают тела камней, которые уже физически отделились от скалы и просто застряли на ней» (Хатчинсон, 1988).

Скорость: от очень до чрезвычайно быстрой

Тип уклона: угол уклона 45–90 градусов.

Фактор контроля: разрывы

Причины: вибрация, подрезка, дифференциальное выветривание , земляные работы или речная эрозия.

опрокидывается

Местонахождение: Национальный парк Джаспер – Канада. Эти каменные лезвия вот-вот упадут.

Описание: «Опрокидывание — это вращение вперед от склона массы почвы или камня вокруг точки или оси ниже центра тяжести смещенной массы. Опрокидывание иногда происходит под действием силы тяжести, оказываемой материалом, поднимающимся вверх по склону смещенной массы, а иногда водой или льдом в трещинах массы» (Варнес, 1996).

Скорость: от чрезвычайно медленной до чрезвычайно быстрой

Тип уклона: угол уклона 45–90 градусов.

Контролирующий фактор: разрывы, литостратиграфия.

Причины: вибрация, подрезка, дифференциальное выветривание , земляные работы или речная эрозия.

Слайды

«Оползень — это движение почвы или горной массы вниз по склону, происходящее преимущественно на поверхности разрыва или в относительно тонких зонах интенсивной деформации сдвига ». (Варнес, 1996)

Местоположение: Канада. Месторождение камнепадов.

Переводной слайд

Описание: «При поступательном скольжении масса смещается по плоской или волнистой поверхности разрыва, скользя по исходной поверхности земли». (Варнес, 1996)

Скорость: от очень медленной до очень высокой (>5 м/с)

Тип уклона: угол уклона 20-45 градусов.

Фактор управления: разрывы, геологические условия.

Ротационные слайды

Описание: поверхности разрыва «Вращающиеся салазки движутся по изогнутой и вогнутой » (Варнес, 1996).

Скорость: от чрезвычайно медленной до чрезвычайно быстрой

Тип уклона: угол уклона 20–40 градусов.

Контролирующий фактор: морфология и литология

Причины: Вибрация , подрезка, дифференциальное выветривание , земляные работы или речная эрозия.

Большой вращающийся оползень недалеко от Куско, Перу , 2018 год.

Спреды

«Распространение определяется как расширение связной почвы или горной массы в сочетании с общим опусканием расколотой массы связного материала в более мягкий нижележащий материал». (Варнес, 1996). «При распространении доминирующим способом движения является боковое растяжение, сопровождаемое сдвигом или растяжением» (Варнес, 1978).

Скорость: от очень медленной до очень высокой (>5 м/с)

Тип уклона: угол 45–90 градусов.

Контролирующий фактор: разрывы, литостратиграфия.

Причины: вибрация, подрезка, дифференциальное выветривание , земляные работы или речная эрозия.

Потоки

Местонахождение: Поццано ( Кастелламаре ди Стабия ) – Италия. На правом фланге врезанного канала виден селевой рубец.

Местонахождение: Киндичи – Италия. Отложения селевых потоков

Местонахождение: Киндичи – Италия. Ущерб от селевых потоков

Место: Сарно – Италия. Селевой канал размыт прохождением селевого потока.

Поток — это пространственно непрерывное движение , при котором поверхности сдвига кратковременны, близко расположены и обычно не сохраняются. Распределение скоростей в вытесняющей массе напоминает распределение скоростей в вязкой жидкости. Нижняя граница смещенной массы может представлять собой поверхность, вдоль которой произошло заметное дифференциальное движение, или толстую зону распределенного сдвига (Cruden & Varnes, 1996).

Потоки в скале

Рок Флоу

Описание: «Движения потока в коренных породах включают деформации, которые распределяются среди множества крупных или мелких трещин или даже микротрещин, без концентрации смещений вдоль сквозной трещины» (Варнес, 1978).

Скорость: очень медленная

Тип уклона: угол 45–90 градусов.

Причины: вибрация, подрезка, дифференциальное выветривание , земляные работы или речная эрозия.

Каменная лавина (Штурцстрем)

Описание: «Чрезвычайно быстрое, массивное, потокообразное движение фрагментированной породы в результате большого оползня или камнепада» (Hungr, 2001).

Скорость: чрезвычайно быстрая

Тип уклона: угол 45–90 градусов.

Контролирующий фактор: разрывы, литостратиграфия.

Причины: Вибрация, подрезка, дифференциальное выветривание , земляные работы или речная эрозия.

Местонахождение: Позитано , Соррентинский полуостров – Италия. Шрам и отложения каменной лавины.

Потоки в почве

Селевой поток

Описание: « Селевой поток — это очень быстрый или чрезвычайно быстрый поток насыщенного непластикового мусора в крутом канале » (Hungr et al., 2001).

Скорость: от очень высокой до чрезвычайно высокой (>5 м/с).

Тип уклона: угол 20–45 градусов.

Фактор управления: селевые отложения , потоки воды.

Причины: сильные дожди.

Лавина обломков

Лавина обломков в регионе Окленд , Новая Зеландия

Описание: «Лавина мусора — это очень быстрый или чрезвычайно быстрый неглубокий поток частично или полностью насыщенного мусора на крутом склоне без удержания в установленном канале». (Хунгр и др., 2001)

Скорость: от очень высокой до чрезвычайно высокой (>5 м/с).

Тип уклона: угол 20–45 градусов.

Фактор управления: морфология, реголит

Причины: ливни высокой интенсивности.

Местонахождение: Кастельфранчи , Италия. Земляной поток.

Земной поток

Описание: « Земной поток — это быстрое или медленное, прерывистое , похожее на поток движение пластичной, глинистой земли». (Хунгр и др., 2001)

Скорость: от медленной до высокой (>1,8 м/ч)

Тип уклона: угол уклона 5–25 градусов.

Контролирующий фактор: литология

Селевой поток

Описание: « Селевой поток представляет собой очень быстрый или чрезвычайно быстрый поток насыщенного пластикового мусора в канале, включающий значительно большее содержание воды по сравнению с исходным материалом ( индекс пластичности > 5%)». (Хунгр и др., 2001)

Скорость: от очень высокой до чрезвычайно высокой (>5 м/с).

Тип уклона: угол 20–45 градусов.

Фактор управления: селевые отложения , потоки воды.

Причины: сильные дожди.

Сложное движение

Описание: Сложное движение представляет собой комбинацию падений, опрокидываний, скольжений, разворотов и потоков.

Сильный дождь спровоцировал массовые оползни на юге Таиланда в последнюю неделю марта 2011 года.

Продолжительность: 26 секунд. 0:26

На этой визуализации показаны оползни, вызванные дождями, по данным о населении с 1 января 2015 г. по 3 декабря 2015 г. 25 апреля 2015 г. смертельное землетрясение в Горкхе произошло в Непале и вызвало смертоносный оползень, в результате которого погибли еще 60 человек.

Причины

Причины оползней включают геологические факторы, морфологические факторы, физические факторы и факторы, связанные с деятельностью человека.

Геологические причины

• Состаренные материалы
• Срезанные материалы
• Сращенные или трещиноватые материалы
• Неблагоприятно ориентированные разрывы
• Контрасты проницаемости
• Материальные контрасты
• Осадки и снегопады
• Землетрясения

Морфологические причины

• Угол наклона
• Поднятие
• Отскок
• Речная эрозия
• Волновая эрозия
• Ледниковая эрозия
• Эрозия боковых краев
• Подземная эрозия
• Внутренняя эрозия
• Наклонная нагрузка
• Изменение растительности
• Эрозия

Физические причины

Топография:

• Аспект склона и градиент

Геологические факторы:

• Факторы несплошности (шаг наклона, неровность , наклон и длина)
• Физические характеристики породы (прочность породы и т. д.)

Тектоническая активность:

• Сейсмическая активность (землетрясения)
• Извержение вулкана

Физическое выветривание:

• Оттаивание
• Замораживание-оттаивание
• Эрозия почвы

Гидрогеологические факторы:

• Сильный дождь
• Быстрое таяние снега
• Длительные осадки
• Изменения грунтовых вод (быстрая просадка)
• Давление поровой воды в почве
• Поверхностный сток

Человеческие причины

• Вырубка лесов
• Раскопки
• Загрузка
• Управление водными ресурсами (просадка грунтовых вод и утечка воды)
• Землепользование (например, строительство дорог, домов и т. д.)
• Горное дело и разработки карьеров
• Вибрация

Иногда, даже после тщательного расследования, не удается определить триггер - так было в случае крупного Аораки/Маунт-Кук оползня в Новой Зеландии в 1991 году. Неясно, является ли отсутствие триггера в таких случаях результатом каких-то неизвестных факторов. процесс, действующий внутри оползня, или был ли на самом деле триггер, но это невозможно определить. Триггером может быть медленное, но устойчивое снижение прочности материала , связанное с выветриванием породы – в какой-то момент материал становится настолько слабым, что должен произойти разрушение. Следовательно, триггером является процесс выветривания, но он не обнаруживается внешне.В большинстве случаев триггером считается внешний стимул, вызывающий немедленную или почти немедленную реакцию на склоне, в данном случае в форме движения оползня. Как правило, это движение вызвано либо тем, что напряжения на склоне изменяются за счет увеличения напряжения сдвига или уменьшения эффективного нормального напряжения , либо за счет уменьшения сопротивления движению, возможно, за счет уменьшения прочность на сдвиг материалов внутри оползня.

Осадки

В большинстве случаев основной причиной оползней являются обильные или продолжительные дожди . Обычно это принимает форму либо исключительного кратковременного события, такого как прохождение тропического циклона или даже дождя, связанного с особенно интенсивной грозой, либо длительного дождя с меньшей интенсивностью, такого как кумулятивный эффект муссонных осадков. в Южной Азии . В первом случае обычно необходимо иметь очень высокую интенсивность осадков, тогда как во втором случае интенсивность осадков может быть лишь умеренной - важны продолжительность и существующие порового давления воды условия .

Важность осадков как причины оползней невозможно переоценить. Глобальное исследование случаев оползней за 12 месяцев до конца сентября 2003 года показало, что во всем мире произошло 210 разрушительных оползней. Из них более 90% были вызваны сильными дождями. Например, один ливень в Шри-Ланке в мае 2003 года спровоцировал сотни оползней, в результате которых погибло 266 человек и более 300 000 человек стали временно без крова. В июле 2003 года интенсивная полоса дождей, связанная с ежегодным азиатским муссоном, прошла через центральный Непал , вызвав 14 смертельных оползней, в результате которых погибло 85 человек. По оценкам перестраховочной компании Swiss Re, оползни, вызванные осадками, вызванными явлением Эль-Ниньо в 1997-1998 годах , спровоцировали оползни вдоль западного побережья Северной, Центральной и Южной Америки, что привело к убыткам на сумму более 5 миллиардов долларов. Наконец, оползни, вызванные ураганом «Митч» в 1998 году, унесли жизни около 18 000 человек в Гондурасе , Никарагуа , Гватемале и Сальвадоре .

Дожди вызывают большое количество оползней главным образом потому, что осадки вызывают увеличение порового давления воды в почве . На рисунке А показаны силы, действующие на нестабильный блок на склоне. Движение осуществляется за счет напряжения сдвига, которое создается массой блока, действующей под действием силы тяжести вниз по склону. Сопротивление движению является результатом нормальной нагрузки. Когда склон заполняется водой, давление жидкости придает блоку плавучесть, уменьшая сопротивление движению. Кроме того, в некоторых случаях давление жидкости может действовать вниз по склону в результате потока грунтовых вод , оказывая гидравлический толчок оползню, что еще больше снижает устойчивость . Хотя пример, приведенный на рисунках А и Б, явно является искусственной ситуацией, механика, по сути, аналогична реальному оползню.

A: Диаграмма, иллюстрирующая сопротивление и причины движения в наклонной системе, состоящей из нестабильного блока.

B: Диаграмма, иллюстрирующая сопротивление и причины движения в наклонной системе, состоящей из нестабильного блока.

В некоторых ситуациях наличие высоких уровней жидкости может дестабилизировать склон за счет других механизмов, таких как:

• Псевдоожижение обломков от более ранних событий с образованием селевых потоков;
• Потеря силы всасывания в илистых материалах, приводящая, как правило, к неглубоким разрушениям (это может быть важным механизмом в остаточных почвах в тропических районах после вырубки лесов );
• Подрезание подошвы склона речной эрозией.
• Дестабилизация нелитифицированных грунтовых материалов через грунтовые трубы .

Были предприняты значительные усилия, чтобы понять причины оползней в природных системах, с весьма разными результатами. Например, работая в Пуэрто-Рико , Ларсен и Саймон обнаружили, что штормы с общим количеством осадков 100–200 мм, около 14 мм дождя в час в течение нескольких часов или 2–3 мм дождя в час в течение примерно 100 часов могут спровоцировать оползни в этой среде. Рафи Ахмад, работавший на Ямайке , обнаружил, что для кратковременных осадков (около 1 часа) интенсивность оползней превышает 36 мм/ч. С другой стороны, при длительных дождях низкая средняя интенсивность около 3 мм/ч оказалась достаточной, чтобы вызвать оползни, поскольку продолжительность шторма приближалась примерно к 100 часам.

Короминас и Мойя (1999) обнаружили, что для верхнего бассейна реки Льобрегат в районе Восточных Пиренеев существуют следующие пороговые значения . Без предшествующих осадков сильные и кратковременные дожди вызвали селевые потоки и неглубокие оползни, образовавшиеся в коллювии и выветрившихся породах. Порог осадков около 190 мм за 24 часа стал причиной обрушений, тогда как более 300 мм за 24-48 часов было необходимо, чтобы вызвать широкомасштабные неглубокие оползни. При предшествующем дожде осадки умеренной интенсивности (не менее 40 мм за 24 ч) активизировали селевые, а также вращательные и поступательные оползни, затрагивающие глинистые и алевритово-глинистые отложения. В этом случае понадобилось несколько недель и 200 мм осадков, чтобы вызвать реактивацию оползня. Об аналогичном подходе сообщает Brand et al. (1988) для Гонконга, которые обнаружили, что если предшествующее количество осадков за 24 часа превышало 200 мм, то порог количества осадков для крупного оползня составлял 70 мм·ч. ⁻¹ . Наконец, Кейн (1980) установил мировой порог:

I = 14,82 D – 0,39 осадков где: I – интенсивность (мм·ч ⁻¹ ), D – продолжительность дождя (ч)

Этот порог применяется в течение периодов времени от 10 минут до 10 дней. Можно изменить формулу, чтобы учесть районы с высоким среднегодовым количеством осадков, учитывая долю среднегодовых осадков, представленную каким-либо отдельным событием.Чтобы попытаться понять причины выпадения осадков, можно использовать и другие методы, в том числе:

• Фактические методы определения количества осадков, при которых измерения количества осадков корректируются с учетом потенциального суммарного испарения , а затем коррелируются с событиями движения оползней.

• Подходы к гидрогеологическому балансу, в которых реакция порового давления воды на осадки используется для понимания условий, при которых возникают сбои.

• Совмещенные методы анализа осадков и устойчивости, в которых модели реакции порового давления воды сочетаются с моделями устойчивости склонов, чтобы попытаться понять сложность системы.

• Численное моделирование наклона, в котором модели конечных элементов (или аналогичные) используются, чтобы попытаться понять взаимодействие всех соответствующих процессов.

Сейсмичность

Вторым основным фактором, вызывающим оползни, является сейсмичность . Оползни возникают во время землетрясений в результате двух отдельных, но взаимосвязанных процессов: сейсмических сотрясений и создания порового давления воды.

Сейсмические тряски

Прохождение землетрясения волн через породу и почву создает сложный набор ускорений , которые эффективно изменяют гравитационную нагрузку на склон. Так, например, вертикальные ускорения последовательно увеличивают и уменьшают нормальную нагрузку, действующую на уклон. Аналогичным образом, горизонтальные ускорения вызывают сдвиговую силу из-за инерции оползневой массы во время ускорений. Эти процессы сложны, но их может быть достаточно, чтобы вызвать разрушение склона. Эти процессы могут быть гораздо более серьезными в горных районах, где сейсмические волны взаимодействуют с местностью, вызывая увеличение величины ускорений грунта. Этот процесс называется « топографическим усилением». Максимальное ускорение обычно наблюдается на гребне склона или вдоль линии хребта, а это означает, что для сейсмически вызванных оползней характерно то, что они распространяются до вершины склона.

Сжижение

Прохождение волн землетрясения через зернистый материал, такой как почва, может вызвать процесс, называемый разжижением , при котором встряхивание вызывает уменьшение порового пространства материала. Это уплотнение повышает поровое давление в материале. В некоторых случаях это может превратить гранулированный материал в то, что фактически является жидкостью, создавая «скольжения потока», которые могут быть быстрыми и, следовательно, очень разрушительными. Альтернативно, увеличение порового давления может снизить нормальное напряжение в склоне, что приведет к активации поступательных и вращательных нарушений.

Природа сейсмических оползней

В основном сейсмически генерируемые оползни по своей морфологии и внутренним процессам обычно не отличаются от оползней, возникших в несейсмических условиях. Однако они имеют тенденцию быть более распространенными и внезапными. Наиболее распространенными видами оползней, вызванных землетрясениями, являются камнепады и оползни обломков горных пород, образующиеся на крутых склонах. Однако возможен почти любой другой тип оползней, включая сильно разукрупненные и быстро движущиеся падения; более последовательные и медленные обвалы, оползни блоков и оползни земли; а также боковые распространения и потоки, которые включают частично или полностью сжиженный материал (Keefer, 1999). Камнепады, разрушенные оползни и разрушенные оползни земли и обломков являются наиболее распространенными типами оползней, вызванных землетрясением, тогда как земляные потоки , селевые потоки и лавины из камней, земли или обломков обычно переносят материал дальше всего. Существует один тип оползня, который по существу ограничивается только землетрясениями, - разрушение разжижения , которое может вызвать растрескивание или проседание грунта. Разжижение включает временную потерю прочности песков и илов, которые ведут себя как вязкие жидкости, а не как почвы. Это может иметь разрушительные последствия во время сильных землетрясений.

Вулканическая активность

Некоторые из самых крупных и разрушительных известных оползней были связаны с вулканами. Они могут произойти либо в связи с извержением самого вулкана, либо в результате мобилизации очень слабых отложений, образующихся в результате вулканической деятельности. По сути, существует два основных типа вулканических оползней : лахары и обломочные лавины, самые крупные из которых иногда называют секторными обвалами .Пример лахара был замечен на горе Сент-Хеленс во время катастрофического извержения 18 мая 1980 года.Нередки также провалы на самих вулканических склонах. Например, часть склона вулкана Касита в Никарагуа обрушилась 30 октября 1998 года во время сильных осадков, связанных с прохождением урагана Митч. Обломки первоначального небольшого разрушения размыли более старые отложения вулкана и включили в себя дополнительную воду и влажные осадки на своем пути, увеличившись в объеме примерно в девять раз. Лахар убил более 2000 человек, когда он пронесся над городами Эль-Порвенир и Роландо Родригес у подножия горы.Лавины обломков обычно возникают одновременно с извержением, но иногда они могут быть вызваны другими факторами, такими как сейсмический шок или проливные дожди. Они особенно распространены на стратовулканах, которые из-за своих больших размеров могут иметь огромные разрушительные последствия. Самая известная лавина обломков произошла на горе Сент-Хеленс во время мощного извержения в 1980 году. 18 мая 1980 года в 8:32 утра по местному времени землетрясение магнитудой 5,1 потрясло гору Сент-Хеленс. Выступ и окружающая его территория соскользнули в результате гигантского оползня и лавины обломков, сбросив давление и вызвав крупное извержение пемзы и пепла вулкана. Лавина обломков имела объём около 1 км. ³ (0,24 кубических миль), путешествовал со скоростью от 50 до 80 м / с (от 110 до 180 миль в час) и покрыл территорию площадью 62 км . ² (24 квадратных мили), в результате чего погибло 57 человек.

Таяние снегов

Во многих холодных горных районах таяние снегов может быть ключевым механизмом возникновения оползней. Это может быть особенно важно, когда внезапное повышение температуры приводит к быстрому таянию снежного покрова. Эта вода может затем проникнуть в землю, которая может иметь непроницаемые слои под поверхностью из-за еще замерзшей почвы или камня, что приводит к быстрому увеличению давления поровой воды и, как следствие, к оползневой активности. Этот эффект может быть особенно серьезным, когда более теплая погода сопровождается осадками, которые одновременно увеличивают количество грунтовых вод и ускоряют темпы оттаивания .

Изменение уровня воды

Резкие изменения уровня грунтовых вод вдоль склона также могут спровоцировать оползни. Зачастую это происходит в тех случаях, когда склон примыкает к водоему или реке. Когда уровень воды рядом со склоном быстро падает, уровень грунтовых вод часто не может рассеяться достаточно быстро, в результате чего уровень грунтовых вод становится искусственно повышенным. Это подвергает склон более высоким, чем обычно, напряжениям сдвига, что приводит к потенциальной нестабильности.Это, вероятно, самый важный механизм разрушения береговых материалов реки, который имеет важное значение после наводнения , когда уровень реки снижается (т.е. на падающем участке гидрографа), как показано на следующих рисунках.

Состояние грунтовых вод при стабильном уровне реки

Состояние подземных вод на ниспадающем крыле гидрографа. Если падение уровня реки происходит достаточно быстро, то высокий уровень воды на склоне может создать гидравлический толчок, который дестабилизирует склон, иногда вызывая обрушение берегов.

Это также может быть значительным в прибрежных районах, когда уровень моря падает после штормового прилива или когда уровень воды в водохранилище или даже в естественном озере быстро падает. Самым известным примером этого является провал Вайонта , когда быстрое снижение уровня озера способствовало возникновению оползня, унесшего жизни более 2000 человек. Многочисленные огромные оползни также произошли в Трех ущельях (ТГ) после строительства плотины ТГ.

Реки

В некоторых случаях провалы провоцируются в результате подрезания склона рекой, особенно во время паводка. Такая подрезка служит как для увеличения уклона склона, снижая устойчивость, так и для устранения нагрузки на носок, что также снижает устойчивость. Например, в Непале этот процесс часто наблюдается после прорыва ледникового озера, когда пальцев ног вдоль русла происходит эрозия . Сразу после прохождения паводковых волн часто происходят обширные оползни. Эта нестабильность может продолжать наблюдаться в течение длительного времени после этого, особенно во время последующих периодов сильных дождей и наводнений.

Впадины в коренных породах, заполненные коллювием

Впадины в коренных породах, заполненные коллювием, являются причиной многих неглубоких оползней на крутых горных склонах. Они могут образовывать желоб U- или V-образной формы, поскольку местные изменения коренных пород обнажают участки в коренных породах, которые более склонны к выветриванию, чем другие места на склоне. По мере того, как выветрелая коренная порода превращается в почву , между уровнем почвы и твердой коренной породой увеличивается разница высот. При попадании воды и густой почвы сцепление становится меньше, и почва вытекает в виде оползня. С каждым оползнем все больше коренных пород размывается, и впадина становится глубже. Через некоторое время коллювий заполняет полость, и последовательность начинается снова.

См. также

• оползень
• Смягчение последствий оползней
• Дэвид Дж. Варнс

Дальнейшее чтение

• Кейн, Н., 1980. Контроль интенсивности и продолжительности осадков при мелких оползнях и селевых потоках . Географическая летопись, 62А, 23–27.
• Коутс, Д.Р. (1977) - Перспективы оползня. В: Оползни (Д.Р. Коутс, ред.) Геологического общества Америки, стр. 3–38.
• Короминас Дж. и Мойя Дж. 1999. Реконструкция недавней активности оползней в зависимости от количества осадков в бассейне реки Льобрегат, Восточные Пиренеи, Испания. Геоморфология, 30, 79–93.
• Круден Д.М., ВАРНЕС DJ (1996) - Типы и процессы оползней. В: Тернер А.К.; Шустер Р.Л. (ред.) Оползни: расследование и смягчение последствий . Transp Res Board, Spec Rep 247, стр. 36–75.
• Хунгр О., Эванс С.Г., Бовис М. и Хатчинсон Дж.Н. (2001) Обзор классификации оползней проточного типа. Экологические и инженерные геонауки VII, 221–238.'
• Хатчинсон Дж.Н.: Массовое движение. В: Энциклопедия геоморфологии (Фэрбридж, Р.В., изд.), Reinhold Book Corp., Нью-Йорк, стр. 688–696, 1968».
• Харпе CFS: Оползни и связанные с ними явления. Исследование массовых движений почвы и горных пород. Columbia Univo Press, Нью-Йорк, 137 стр., 1938 г.
• Кифер, Д.К. (1984) Оползни, вызванные землетрясениями. Бюллетень Геологического общества Америки 95, 406–421.
• Варнес Д.Д.: Типы и процессы движения склонов. В: Шустер Р.Л. и Крижек Р.Дж. Ред., Оползни, анализ и контроль. Совет по транспортным исследованиям Sp. Реп. № 176, Нат. акад. oi Sciences, стр. 11–33, 1978».
• Терзаги К. - Механизм оползней. Том инженерной геологии (Беркель). Эд. да Геологическое общество Америки ~ Нью-Йорк, 1950.
• WP/WLI. 1993. Предлагаемый метод описания активности оползня. Бюллетень Международной ассоциации инженерной геологии , № 47, стр. 53–57.
• Данн, Томас. Журнал Американской ассоциации водных ресурсов. Август 1998 г., Т. 34, №. 4.
• www3.interscience.wiley.com Журнал JAWRA Американской ассоциации водных ресурсов, том 34, выпуск 4, статья впервые опубликована в Интернете: 8 июня 2007 г. (требуется регистрация)
• 2016, Звезда округа Вентура. Подъездная дорога в Камарильо, Калифорния (466 E. Highland Ave., Камарильо, Калифорния) затонула, и в течение нескольких минут возник оползень, охвативший подъездную дорогу.