Введение к работе
Актуальность работы.
По данным организации ЮНЕСКО, оползни стали одними из самых разрушительных стихийных бедствий. Между тем за последнее 50 лет их число выросло почти в шесть раз. Эксперты ООН и ЮНЕСКО объясняют активизацию оползневых явлений наряду с увеличением числа и интенсивности штормов, тайфунов и ураганов глобальным изменением климата на Земле. Особенно остро стоит проблема в развивающихся странах, где ведется усиленная сельскохозяйственная обработка земель, в том числе на склонах гор и холмов. Сход оползня в филиппинской деревне Гуинсаугон 17-февраля 2006 года унес из жизни около 2000 человек. ЮНЕСКО объявила об активизации борьбы с оползнями и, по планам ЮНЕСКО, 2007 год будет объявлен годом оползней.
Три четверти площади Вьетнама занимают горы и холмы. В последние годы экономика Вьетнама бурно развивается. В большинстве случаев строительство новых дорог, ГЭС и плотин ведется на горных территориях. Миллионы гектаров лесов используются для сельскохозяйственных и других нужд. Нарушая естественное природное и геологическое равновесие, геологические катастрофы в целом и оползни в частности увеличиваются и по количеству и по масштабу. Они широко развиты в северно-западной (Тау-Вас-Во) и серединной части Вьетнама и угрожают хозяйственным, промышленным, культурным объектам и населенным пунктам.
В декабре 2005 года, в результате ливневых дождей, оползень с объемом 30.000м3, на 1360-километровом отрезке перевала Deo-ca провинции Phu-yen перекрыв главную магистраль 1 А, идущую вдоль страны, в течение 7 дней. На новой магистрали Хошимин, которая была открыта в конце 2004 года, также наблюдается активизация оползней. По данным министерства транспорта Вьетнама (2004 г.) вдоль этой магистрали располагается 1539 потенциально оползневых участков с общей протяженностью 130 км. Зачастую оползни становятся причиной нарушения дорожного движения и угрозой человеческой жизни. Активизация оползневых явлений объясняется выемкой пород склона при строительстве магистралей и неэффективными противооползневыми мероприятиями.
Одним из наиболее опасных участков магистрали Хошимин является участок от Dak-to до перевала Lo-xo протяженностью 100км, имеющий сложное геологическое и геоморфологическое строение с высокогорными склонами до сотни метров и углом наклона от 35 до 70. В этом районе широко распространены метаморфические породы протерозойского возраста. Породы сильно выветривались и образуют коры выветривания с мощностью от 1 до 60 м. Большинство оползневых явлений происходит в сезоне дождей именно в этой коре выветривания.
Предупреждение природных катастроф и уменьшение от них ущербов, среди которых особое место занимает борьба с оползнями, является одной из главных приоритетных задач Вьетнамского правительства в программе всестороннего и устойчивого развития страны. Для изучения и прогноза оползневых явлений привлекаются специалисты из различных организаций. Однако в настоящее время во Вьетнаме не существует специальной службы по наблюдению и изучению оползней. Редкие исследовательские работы ориентируются на региональные прогнозы, а большинство ограничивается внешними наблюдениями. В этой связи без комплексного и локального изучения и прогноза оползней противооползневые мероприятия часто являются неэффективными.
Одним из важнейших направлений в изучение оползневых процессов является оценка напряженно-деформационного состояния оползневого склона. Она определяется тем, что оползневое явление является результатом нарушения равновесия напряженно-деформационного состояния горного массива склона под воздействием природных и техногенных явлений.
Однако в настоящие время отсутствует эффективный метод измерения и оценки этого фактора. Непосредственное измерение традиционными методами действующих напряжений в естественном залегании оползневого массива представляет слишком сложную и трудоемкую задачу. Применение для этих целей различных геофизических методов далеко не всегда приводит к удачному прогностическому результату.
В то же время напряженно-деформационное состояние оползневого склона характеризуется определенными геолого-физическими свойствами горных пород такими, как литология, плотность, трещиноватость, обводненность, пространственное положение геологических блоков массива и др. По этим причинам представляется необходимым разработать и внедрить новые эффективные и производительные методы оценки геолого-физического состояния грунтов оползневого склона. К числу таких методов относится радоновый метод, который используется в работе. Этот метод хорошо показал себя в решениях геодинамических задач, при прогнозах землетрясений, горных ударов, картировании карстовых полостей, оползневых склонов.
Целью диссертационной работы является создание методических основ оценки радоновым методом геолого-физических свойств грунтов оползневого склона для обоснования его напряженно-деформационного состояния.
Задачи исследований сводились к следующему:
Обобщение и анализ результатов исследований геодинамических процессов на оползневом склоне.
Построение физико-геологической модели деформации пород,
слагающих оползневой склон и ее отображение в поле радона.
Анализ результатов радоновых исследований на оползневом склоне для разработки основ оценки геолого-физических свойств горного массива оползня.
Геостатистический анализ пространственных вариации поля радона для выделения геологических структур и характерных по однородности блоков.
Обоснование методики радоновой съемки для структурно-физического картирования горного массива оползневого склона.
Научная новизна работы заключается в следующем:
анализ статистической обработки результатов крупномасштабной радоновой съемки на действующем оползневом склоне позволил выявить критерии (дисперсия, вариационные кривые) для выделения основных структурных элементов оползневого склона.
впервые на основе выявленных статистических критериев, примененных к данным измерений объемной активности подпочвенного радона, удалось выделить основные структурные элементы (вероятные трещины отрыва) и геологические блоки.
дана оценка устойчивости и степени опасности проявления оползневых процессов на основе структурных геолого-физических особенностей пород оползневого склона.
Научные положения, выносимые на защиту:
Распределение радонового поля в приповерхностной части оползневого склона определяется не только физическими свойствами пород, слагающих оползень, но и его деформационно-напряженным состоянием.
Одиночные трещины отрыва и серия трещин оползневого тела, морфология которых зависит от физических свойств горного массива и деформационных процессов надежно картируются глубокими локальными минимумами объемной концентрации радона.
Пространственные вариации концентраций радона с учетом морфологии оползневого склона достаточно надежно дают сравнительную оценку физического состояния отдельных геологических блоков, слагающих оползневой склон, что позволяет прогнозировать его устойчивость.
Практическая значимость рабо гы заключается в разработке технологии исследования геолого-физического состояния оползневых склонов радоновой съемкой.
Объем и структура работы.
