содержание
ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ НА ПОДВОДНЫХ СКЛОНАХ ЧЁРНОГО МОРЯ
В.Ю. Ионов, Э.В. Калинин
В настоящее время идёт активное освоение Кавказского шельфа и континентального склона Чёрного моря: строятся различные подводные трубопроводы, прокладываются кабели связи. Большинство этих сооружений пересекают участки возможного развития подводных гравитационных процессов.
Подводные оползни широко распространены на дне Чёрного моря - их отложениями покрыто около 50-80% поверхности континентального слона и его подножья [3, 2]. Наиболее крупный и известный оползень в Чёрном море [1] характеризуется объёмом порядка 1000 км3 при уклоне дна в 2° и занимает площадь сопоставимую с площадью г. Москвы. Подводные гравитационные процессы представляют опасность для целостности подводных сооружений, вследствие чего возникает необходимость их изучения.
При проведении инженерно-геологических изысканий для обоснования строительства подводного трубопровода в области Кавказского шельфа на участке от посёлка Джубга до посёлка Кудепста было обнаружено несколько подводных оползней. Оползневые тела характеризуются небольшой мощностью - первые метры, значительной протяжённостью - до 1000 метров, и шириной до 500 м. Средний уклон на участках развития оползней - 1°. Широкое развитие оползней приводит к необходимости оценки их устойчивости.
Для оценки устойчивости любого склона необходим инженерно-геологический разрез, совпадающий с наиболее возможным направлением смещения оползня. Для участка шельфа с обнаруженными оползнями инженерно-геологические разрезы по направлениям смещения оползней отсутствовали, и поэтому расчёты устойчивости оползневых тел выполнены на модельных разрезах.
Предполагалось, что модельные разрезы имеют бесконечную длину и уклоны от 1° до 40° при мощностях сползающих отложений от 1 до 20 м. С помощью построенных модельных склонов оценивалась устойчивость не только оползневых тел, но и всего массива дисперсных грунтов, залегающего на шельфе и в области бровки континентального склона Чёрного моря.
Разрез рассматриваемого участка представлен снизу вверх: терригенным флишем палеоцен-эоценового возраста, прибрежно-морскими отложениями плейстоценового возраста и морскими и биогенно-морскими отложения голоценового возраста, представленными илами, песками и глинами с обломками раковин.
Расчёт устойчивости выполнялся по методу Феллениуса. При расчете использовались прочностные характеристики грунтов, опредёлённые по разным схемам испытаний в стабилометре: неконсолидировано-недринированной, консолидировано-недренированной и консолидировано-дренированной. Кроме того расчёт выполнялся с учётом сейсмичности.
Результаты расчёта показывают различия в устойчивости глинистых и песчанистых грунтов. Глинистые грунты, распространённые на исследуемой территории, оказались менее устойчивыми, чем песчанистые. Обрушение глинистых грунтов при параметрах прочности, определенных при эффективных напряжениях, и при мощности смещаемых отложений 20 м происходит при уклоне 14 -15°. При мощностях 1 и 2 м для расчётного интервала уклонов обрушения не происходит. При расчёте с сопротивлением недренированному сдвигу и при мощности смещаемых отложений 20 м обрушение происходит уже при уклоне 2°.
Обрушение песчанистых грунтов при мощности смещаемых отложений 20 м происходит для различных разновидностей грунтов при уклоне дна в интервале 26-35°. При мощности смещаемых отложений 1, 2 и даже 5 м (для 3 из 6 разновидностей песчанистых грунтов) модельные склоны являлись устойчивыми.
Расчёт с учётом сейсмического воздействия выполнялся для интенсивности сотрясений от 7 до 10 баллов по шкале MSK-64. Результаты показывают, что вне зависимости от разновидности рассматриваемых грунтов при интенсивности сотрясения 7 и 8 баллов при мощности смещаемых отложений 1 и 2 м практически все модельные склоны являются устойчивыми. В остальных случаях модельные склоны находятся либо в состоянии предельного равновесия, либо являются неустойчивыми.
Таким образом, результаты расчёта устойчивости модельных склонов показывают, что для возникновения оползней на Кавказском шельфе Чёрного моря необходимо наличие дополнительного фактора, например, сейсмичности. В то же время, при наличии прослоев глинистых илов возможно возникновение крупных оползней в области бровки континентального склона, где наблюдаются значительные уклоны поверхности дна и большие мощности слабых глинистых грунтов.
Литература:
1. Казанцев Р.А., Кругляков В.В. Гигантский оползень на дне Чёрного моря. // Природа. - 1998. - N 10. - С. 86-87.
2. Лисицын А.Л. Лавинная седиментация и перерывы в осадконакоплении в морях и океанах. М.: Наука, 1988. - 309 с. ISBN 5-02-003334-0.
3. Москаленко В.Н., Шимкус К.М. О роли оползневых образований - олистострим и олистостром в позднекайнозойском осадконакоплении Чёрного моря // Океанология. 1976. Т. 16, вып. 4. Стр. 655-661.
|
