L'avalanche de pierres est une forme courante de GLISSEMENT DE TERRAIN sur les talus rocheux élevés et abrupts, qui se produit quand une masse de roches dévale rapidement la pente. Lorsque, dans son mouvement, cette masse traverse l'air ambiant, on parle alors d'une chute de roches. Si, au départ, la partie supérieure de la masse culbute vers l'extérieur, le terme rupture de tête est plus approprié. L'affaissement de surface, c'est-à-dire la chute de roches à l'intérieur d'une dépression fermée, qui est caractéristique des RELIEFS KARSTIQUES, peut être causée par l'effondrement de cavités souterraines naturelles appelées cavernes. Par avalanche, on entend le déplacement d'une masse qui, sauf à sa base, conserve sa forme intégrale. Lors d'une avalanche de pierres, le plan de rupture désigne la surface entre la masse de roches en mouvement et le roc sur lequel elle se déplace. Quand de nombreuses petites avalanches de pierres se produisent du haut d'une falaise de roche dure, elles forment un talus ou un éboulis, c'est-à-dire une accumulation de fragments rocheux empilés en vrac, inclinée vers l'extérieur de la falaise. Il arrive parfois que cette forme de relief soit communément désignée sous le nom de glissement rocheux. Toutefois, cette rubrique traite surtout des processus entraînant le déplacement vers le bas de matériaux rocheux.
Les déplacements de roches le long des versants surviennent dans les régions montagneuses ou aux endroits où le roc a été mis à nu par l'érosion ou l'excavation. On les rencontre dans toute la CORDILLÈRE canadienne, le long des littoraux rocheux et dans les profondes vallées fluviales de l'Est du Canada. Les avalanches de pierres se produisent également dans les excavations artificielles, les tranchées aménagées pour les routes ou les excavations de mines ou de carrières. Le volume des déplacements peut varier depuis la chute d'un seul bloc de moins de un mètre cube jusqu'au glissement de flancs entiers de montagnes totalisant plusieurs millions de mètres cubes. Les avalanches les plus importantes peuvent franchir plusieurs kilomètres en quelques minutes. L'AVALANCHE DE PIERRES DE FRANK a duré une centaine de secondes et a entraîné certains blocs rocheux sur deux kilomètres. La vitesse du phénomène a valu aux glissements catastrophiques l'appellation d'avalanche de pierres, par analogie au déplacement rapide des AVALANCHES de neige.
Les faiblesses naturelles déterminent souvent la forme et l'emplacement des avalanches. Les roches sédimentaires, comme celles que l'on trouve à Frank et au lac Brazeau, comportent des plans de faiblesses entre les différentes couches de sédiments qui sont à l'origine des roches. Si, par la suite, les roches sédimentaires sont comprimées et plissées pour former une chaîne de montagnes, les strates adoptent une inclinaison très accentuée. Les vallées creusées à travers les montagnes par l'érosion des rivières ou des glaciers peuvent dégager une zone de faiblesse inclinée, qui donne lieu à une avalanche typique des montagnes Rocheuses. Il est possible que l'EXPLOITATION DU CHARBON au pied du mont Turtle ait aussi contribué à provoquer l'avalanche de pierres de Frank. Un représentant officiel à cette époque avait noté que, même si des glissements destructeurs se produisaient souvent dans les Alpes, ce phénomène était fort peu courant dans les Rocheuses canadiennes. Cette observation porte à croire qu'une cause artificielle pourrait avoir été à l'origine de l'avalanche de pierres.
Des recherches récentes ont établi le relevé des débris laissés par des centaines d'avalanches de pierres dans toute la Cordillère, comparables par leur importance à celle de Frank. De toute évidence, ces avalanches préhistoriques et ceux qui se sont produits au lac Brazeau, à Hope et au ruisseau Rubble sont attribuables à des causes naturelles. Les processus qui détruisent la cohésion ou l'adhérence le long de surfaces de rupture potentielle peuvent provoquer des avalanches. Par exemple, l'eau qui s'infiltre dans la masse rocheuse peut geler et prendre de l'expansion, élargissant les fissures naturelles d'une surface de rupture grandissante. À Hope, les secousses d'un TREMBLEMENT DE TERRE pourraient avoir déclenché l'avalanche. Au ruisseau Rubble, la rupture pourrait s'être produite quand des débris ou un bouchon de glace ont bloqué l'écoulement des sources de fort débit qui à présent jaillissent de l'escarpement de la pente. Dans les zones de roche calcaire, comme celle où se trouve Frank, les phénomènes karstiques produisent la dissolution du roc le long des plans de stratification, en faisant disparaître efficacement le ciment naturel qui donne sa cohésion à la masse rocheuse. Plusieurs processus différents peuvent contribuer à provoquer une même avalanche de pierres.
Il est rare que des avalanches d'importance se produisent sans signes avant-coureurs comme un fendillement du sol au faîte de la pente ou un renflement du sol au-dessus du pied de la surface de rupture. Des systèmes de détection ont été conçus afin de surveiller les pentes, permettant ainsi la poursuite des travaux d'excavation tout autour de la masse grandissante de roches déplacées, et ce, jusqu'à ce que la rupture de pente devienne imminente. On peut atténuer les mouvements en diminuant la force de gravitation qui agit sur la masse rocheuse. Ainsi, on peut réduire la masse au sommet de la pente ou procéder à un drainage de l'eau qui s'y trouve. Pour augmenter la résistance au mouvement, on peut accroître la charge au pied de la pente ou renforcer artificiellement la surface de rupture. Les méthodes modernes d'ingénierie peuvent éliminer les pertes de vie et les dommages causés aux propriétés par les avalanches de pierres.