Сезонная мерзлота и процесс пучения с ней связанный. Пучинистые грунты. Меры борьбы с пучением

СЕЗОННАЯ МЕРЗЛОТА - мерзлота, возникающая в холодный период года (с длительностью существования менее года), в течение теплого периода грунты, или почва, оттаивают.Пучинистый грунт – это такой грунт, который подвержен морозному пучению. Величина, которая показывает, насколько грунт склонен к пучению, - это степень морозной пучинистости, которая определяется как относительное изменение объема грунта при промерзании:

E = (H – h) / h,

Где E – степень пучинистости, H – высота мерзлого (вспучившегося) грунта, h – высота грунта до замерзания.

Степень пучинистости показывает, на какую величину изменяется объем грунта при промерзании. Пучинистыми называют грунты, у которых степень пучинистости больше 0,01, т.е. это такой грунт, который при промерзании на глубину 1 м увеличивается в объеме более чем на 1 см.

Пучение происходит из-за того, что содержащаяся в грунте влага замерзает, а, как известно, лед имеет меньшую плотность, нежели вода, и поэтому занимает больший объем. Увеличение объема воды при замерзании и приводит к пучению, поэтому какие грунты пучинистые, а какие нет, зависит от содержания в них воды: чем ее больше в грунте, тем сильнее он вспучивается. К пучинистым относятся все глинистые грунты: глины, суглинки и супеси. В отличие от песка, глина имеет много пор и хорошо удерживает в себе влагу, вода не просачивается между мельчайшими частицами глины и не уходит в более глубокие слои земли. Поэтому чем больше содержание глины, тем более пучинистым является грунт.

Пучинистость грунта определяется его составом, пористостью, а также уров­нем грунтовых вод. Так и глинистые грунты, мелкие и пылеватые пески от­носятся к пучинистым грунтам, а крупнозернистые песчаные и гравийные грун­ты - к непучинистым.

Все меры борьбы с пучением пород горных выработок могут быть подразделены на пять групп:

1) использование благоприятных горно-геологических и технических условий (проведение выработки вприсечку к выработанному пространству; проведение выработки позади очистного забоя; проведение выработки в обрушенных и уплотненных породах);

2) укрепление пород (применение анкерной крепи; полимерное упрочнение почвы и использование смол);

3) разгрузка породного массива (взрывощелевая разгрузка породного массива; управление устойчивостью горной выработки взрывной бутовой полосой; устройство разгрузочных щелей; разгрузка массивов горных пород с помощью выбуривания пласта; торпедирование пород кровли в выемочных выработках);

4) комбинированные способы (активная разгрузка с последующим упрочнением; взрывоукрепление; разгрузка пород почвы буровзрывным способом с последующим применением усиливающих крепей);

5) специальные методы борьбы.

49. Геологические процессы в зоне вечномёрзлых горных пород.

Вечномерзлыми называют грунты, находящиеся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более. Вечномерзлые грунты представляют собой ярко выраженные структурно-неустойчивые грунты, так как при их оттаивании происходят просадки в результате нарушения природной структуры. Многолетняя («вечная») мерзлота — зона многолетнемерзлых гор­ных пород, расположенная ниже сезонномерзлого (деятельного) слоя и никогда не оттаивающая летом, называемая также криолитозоной. На площадях сплошного распространения многолетней мерзлоты мощ­ность криолитозоны колеблется от 100-200 до 900-1 500 м, а при «островном» ее распространении — от 0 до 400 м.

Для криолитозоны характерны специфические геологические про­цессы, называемые криогенными. Одним из самых распространенных является морозобойное трещинообразование, в результате которого возникает система полигонов разной формы. При заполнении трещин льдом формируются широко развитые полигонально-жильные структу­ры. Значительную роль играют также процессы пучения, образования подземных наледей, каменистых пятен — «медальонов», каменных полигонов, криогенные склоновые процессы.

Солифлюкция – криогенный склоновый процесс, выражающийся в медленном движении залегающих на склонах увлажненных почв или рыхлых пылеватых горных пород, сползающих (оплывающих) под действием силы тяжести по поверхности многолетнемерзлых пород. Солифлюкиия — длительно развивающийся процесс, который про­является в основном в сезонномерзлом слое, захватывает значительные площади и влияет на формирование рельефа. В процессе солифлюкции образуются солифлюкционные языки, террасы и другие натечные формы рельефа.