Модели оползневых массивов

Известно, что для оползневых массивов характерно самое разнообразное сочетание разноориентированных границ раздела с градиентным изменением физических свойств. Эти особенности определяют физико-геологическую модель (ФГМ) оползневого массива, которая наряду с материалами геологических исследований может лечь в основу расчета устойчивости откосов. Важнейшей особенностью модели является наличие поверхности скольжения, поскольку именно здесь естественная структура пород претерпевает наибольшие изменения. Нарушаются присущие ей связи, изменяется минералогический состав, повышается количество и минерализация поровой влаги. Эти изменения находят отражение во всех петрофизических параметрах.

Для предварительной оценки развития оползневых процессов может быть использована классификация массивов по моделям. Результаты исследований по моделям дают качественную характеристику склонности массивов к деформациям. Известно несколько схем классификаций оползней с учетом их происхождения и горно-геологических условий прибортового массива. Все они могут быть сведены к трем группам, которые характеризуются определенными закономерностями строения откоса и изменением физических параметров. Большое значение имеет пространственная ориентировка ослабленных пород и их поверхностей раздела, от которых зависит положение и форма поверхностей скольжения.

В первой группе моделей отсутствуют неблагоприятно ориентированные поверхности ослабления. Сюда относят однородную по физическим свойствам среду, слоистую среду с углами падения слоев менее 5⁰ и при отсутствии слабых пластичных пропластков, слоистую среду при несогласном с наклоном борта залегании слоев. Для этой группы моделей смещение масс горных пород происходит по поверхности скольжения, приближающейся по форме к круглоцилиндрической.

Во вторую группу включают модели которые имеют естественные поверхности ослабления обычно глины и которые существенно влияют на устойчивость откосов. К ним относят среды, где поверхности скольжения полностью или частично совпадают с границами ослабления массива. Эти модели включают наклонно-слоистые и мульдообразные среды с различными вариантами. Часто оползни в этой группе возникают в результате смещения насыпного грунта по наклонно залегающим коренным породам.

В третьей группе представлены среды с крутопадающим залеганием слоев в оползневом откосе. Сюда относят модели с крутым согласным с наклоном борта залеганием слоев и несогласным залеганием слоев. Поверхности скольжения на отдельных участках откоса приближаются к круглоцилиндрическим.

Физические свойства массива определяются степенью разрушенности слагающих его пород, наличием трещин и их заполнителем, напряженным состоянием пород, мощностью зоны аэрации и обводненностью слоев. Породы массива характеризуются, в основном, низкими удельными сопротивлениями ( ρ=10-100 Ом*м) и пониженными скоростями распространения сейсмических волн.

По вертикали удельные сопротивления распределяются следующим образом. Приповерхностный слой имеет значения в диапазоне 5-10 Ом*м в период дождей, а в засушливое время года увеличивается до 100 Ом*м. В зоне аэрации сопротивления превышают значения тех же пород за пределами оползня, а в редких случаях примерно равными.

Скорости сейсмических волн обычно понижены ( V_р=500-1700 м/с, V_s=200-600 м/с и составляют 1/3 - 2/3 от скоростей тех же пород в коренном залегании.

Граница перехода от зоны аэрации к полному водонасыщению обычно носит размытый характер, а изменение физических параметров зависит от многих факторов. В оползневых массивах большой мощности переработки пород, естественная структура их претерпевает наибольшие изменения, нарушаются присущие ей связи, изменяется минералогический состав, повышается влагонасыщенность и минерализация поровой влаги. Удельные сопротивления уменьшаются в 1,5-2 раза, причем более резкое понижение характерно для пород со сравнительно жесткой связью, типа аргиллитов и глинистых песчаников. Уменьшаются также скорости сейсмических волн, но возрастают коэффициенты поглощения.

Если оползневые процессы проявляются в слоистых средах второй группы, то сползание массива происходит по зонам ослабленных пород (глинистые прослои) с низкими удельными сопротивлениями. Но прослои имеют малые мощности и слабо проявляются в аномальных параметрах. Поэтому для прослеживания таких зон следует принять технологии с плотными системами наблюдений, в частности электрическую томографию и малоглубинную сейсморазведку МОВ.