Морозобойное растрескивание

Под морозобойным растрескиванием понимается образование трещин из-за температурного сжатия грунта при отрицательных температурах. Процесс широко распространен как в пределах области многолетнемерзлых пород, так и сезонно промерзающих.

Заложение морозобойных трещин, которые образуют полигональные в плане системы (правильность их формы зависит от степени однородности пород), начинается от дневной поверхности с распространением их на глубину до 3 м и более. Рисунок и частота трещин зависят от температурного режима и реологических (т.е. деформационных) свойств мерзлого грунта (по некоторым наблюдениям, расстояние между трещинами в 2-3 раза больше их глубины). Большинство трещин наблюдается в рыхлых грунтах; в условиях вечной мерзлоты рисунок трещин в первую очередь фиксируется в многолетнемерзлых породах, а не в СТС, где эти структуры разрушаются при протаивании.

Морозобойное растрескивание в условиях вечной мерзлоты сопровождается ростом ледяных и песчаных трещин. Повторно-ледяные жилы растут в результате проникновения в трещины и замерзания поверхностной или грунтовой воды, или водяного пара. Зарождаются они в виде элементарных ледяных жилок, по которым происходит повторное растрескивание. Вследствие бокового разрастания повторно-ледяной жилы в окружающих ее отложениях часто возникает отгибание слоев вверх. Необходимо отметить, что повторно-жильные льды представляют собой двухъярусные структуры: в верхней части жилы оттаивают и заполняются вмещающими отложениями, оплывающими со стенок трещин. Осенью порода, замерзая, цементируется льдом, в результате чего уменьшается «дефектность» мерзлого массива.

Повторно-ледяные жилы, как и многолетнемерзлые породы, могут быть сингенетическими или эпигенетическими в зависимости от того, происходит или нет осадконакопление на поверхности. Жилы, растущие при отсутствии седиментации, являются эпигенетическими; они увеличиваются в ширину, но не в высоту. Их приращивание ограничивается сжимающими напряжениями, развитие которых является следствием повторного растрескивания и заполнения трещин. Жилы, растущие одновременно с седиментацией, являются сингенетическими и увеличиваются как в ширину, так и в высоту.

При протаивании вечной мерзлоты полость повторной ледяной жилы заполняется обрушивающимся материалом, превращаясь в псевдоморфозу по жиле. Такие псевдоморфозы – один из признаков древней вечной мерзлоты. Хотя тонкодисперсный сильно увлажненный грунт благоприятен для образования повторно-жильного льда, он не способствует образованию псевдоморфоз, поскольку при протаивании оплывает и утрачивает устойчивость крутых стенок. Поэтому хотя повторно-ледяные жилы чаще растут в тонкозернистых грунтах, псевдоморфозы лучше сохраняются в гравийных толщах.

Протаявшая повторно-ледяная жила может заполняться песком, образуя так называемую песчаную жилу. При этом иногда (в том числе, в Сухих долинах Антарктиды), песчаные жилы образуются не на месте, а вместо повторно-ледяных жил, что свидетельствует о сухих условиях.