Плывунные, суффозионные и карстовые процессы

.Суффозионные процессы. При филырации подземная вода совершает разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверх­ности земли, образованием провалов, воронок (рис. 156). Этот процесс выноса частиц, а не его последствия, называют суффозией. Различают два вида суффозии — механическую и химическую. При механической фильтрующаяся вода отрывает от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы (глинистые, пыле­ватые, песчаные); при химической вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения. При одновременном действии этих двух видов суффозии иногда применяют термин — химико-механическая суффозия. Такая суффозия может быть в лессовых породах, где растворяется кар­бонатное цементирующее вещество и одновременно выносятся глинистые частицы. Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышение величины некоторой критиче-ской скорости воды. Карстовые процессы. Это процессы выщелачивания водорастовримых горных пород (известняков, доломитов, гипсов) подземными и атмосферными видами и образования в них различных пустот.Для карстового процесса главным является растворение пород и вынос из них веществ в растворенном виде. Возникновение и развитие карста обусловлено способностью пород к полному растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местности, трещиноватостью пород, характером растительности, климатомИз всех пород наиболее растворимыми водой являются соли, гипсы с ангидритами и известняки.Одним из главных факторов карстообразования является действие воды – атмосферной, речной, подземной. Одним из самых важных условий развития карста является степень водопроницаемости пород. Чем более водопроницаема порода, тем интенсивнее развивается процесс растворения. Вода постепенно разрабатывает трещины в каналы и пещеры. Этот процесс, получивший название коррозии, продолжается до водоупора или уровня подземных вод.В процессе выщелачивания в карстующихся породах образуются различные по своему положению и форме пустоты, или карстовые формы.По отношению к земной поверхности различают два типа карста: открытый и скрытый. При открытом типе карстующиеся породы лежат непосредственно на поверхности земли, а при скрытом они перекрываются слоями нерастворимых водопроницаемых пород и лежат на некоторой глубине.Из многочисленных форм карста наиболее часто встречаются: – карры – мелкие желоба, борозды и канавы на склонах рельефа местности из карстующихся пород в виде известняков; – воронки – углубления различных форм и размеров, подразделяются на поверхностные и провальные воронки;– полья – возникают в результате постепенного объединения воронок или опускания больших участков земной поверхности в результате карстового выщелачивания;– каверны – образуются в результате растворения пород по многочисленным трещинам. Карстующиеся породы становятся похожими на пчелиные соты;– пещеры – подземные пустоты, формирование которых связано с растворением пород, сопровождается эрозией и обрушением.Значение имеет определение степени активности карстового процесса. В связи с этим различают: действующий карст, который развивается в современных условиях; пассивный, или древний карст, развитие которого происходило в прошлом (отсутствует циркуляция воды). Плывуны — это насыщенные водой грунты, при вскрытии приобретающие свойства вязкой жидкости.Они представляют собой большую опасность при выполнении строительных работ. Если плывуны вскрываются подземными выработками, то они сравнительно быстро заполняют её, а вышележащие массы начинают сдвигаться и тоже приходят в движение. В Ленинграде в 1974 г. при строительстве метро проходили подземную выработку в плывунах на глубине примерно 80 м после их замораживания. Однако на одном участке эти пески оказались не промороженными и образовался прорыв. Тысячи кубических метров плывунных грунтов быстро заполнили часть готовой выработки, а па поверхности произошло оседание пород с образованием мульды. Обильно водонасыщенные грунты при вскрытии переходили в плывунное состояние. Наиболее опасными по стабильности перехода в плывунное состояние являлись нарушения, заполненные водопасыщенным грунтом песчано-глинистого состава с содержанием глинистых частиц 3-12% и более. Так, например в 1979 г. выброс плывуна в тоннеле составил 12000 за 10 минут. Вынос водонасыщенного песка повлек за собою человеческие жертвы. В 1986 г. выброс плывуна из разломов превысил 8000. В 1987 г. во время ведения буро-взрывных работ произошел выброс плывуна. В результате на 100 м от забоя была разброшена буровая установка и породопогрузочная машина массой 27 т.Установлено, что плывуны — это слабые, неустойчивые породы, требующие специальных методов ведения строительных работ и специальных мероприятий по обеспечению устойчивости сооружений.

ГРУНТ

— многокомпонентная, динамичная система, включающая горные породы, почвы, техногенные образования и являющаяся объектом инженерной деятельности. Грунты используются в качестве оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ). Грунт — сложная система, состоящая из твёрдых (твёрдые минералы, лёд и органоминеральные образования), жидких (водные растворы), газообразных (воздух, газы) и биотических, или живых (макро- и микроорганизмы), компонентов. Различный генезис грунтов определяет особенности их состава, структуры и текстуры, от которых зависят свойства грунта.

При оценке грунта в связи с инженерной деятельностью применяются специальные классификации. Классификации грунта в CCCP подразделяются на общие, частные, региональные и отраслевые. Задача общей классификации охватить по возможности всё множество грунтов и подразделить их на группы, подгруппы и типы по признакам, которые в той или иной степени определяют свойства грунтов и их инженерно-геологическую оценку. Группа искусственных дисперсных грунтов включает искусственно изменённые, уплотнённые, культурные слои, насыпные и намывные грунты. Общая классификация относится к немёрзлым грунтам. Дисперсные грунты, находящиеся в мёрзлом состоянии, являются самостоятельным классом пород (наряду со скальными и дисперсными немёрзлыми) и обладают специфическими структурными связями за счёт наличия льда; это определяет существенная зависимость их свойств от температуры. При понижении температуры прочность структурных связей возрастает, а при повышении — снижается, что сопровождается значительным изменением свойств мёрзлых дисперсных грунтов (свойства скальных мёрзлых грунтов мало отличаются от их свойств в талом состоянии). Дальнейшее подразделение грунтов в пределах каждой подгруппы осуществляется по петрографическому (литологическому) принципу с выделением соответствующих типов. Общая классификация грунтов служит основой для разработки частных классификаций, в которых проводится выделение более мелких таксономических единиц (видов, разновидностей) на основании их состава, строения, состояния или отдельных свойств. Так, существуют частные классификации скальных грунтов по временному сопротивлению на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, степени размягчаемости в воде, степени растворимости и т.д. Для дисперсных грунтов распространение получили частные классификации по гранулометрическому составу, числу пластичности, показателю консистенции, относительному набуханию, относительной просадочности, сжимаемости и т.д. Мёрзлые дисперсные грунты подразделяются в частных классификациях по степени цементации льдом. Региональные классификации разрабатываются применительно к определенной территории и строятся на основе геолого-структурного плана района с выделением формаций, геолого-генетических комплексов и петрографических типов пород. Отраслевые классификации составляются исходя из задач определенного вида строительства: гидротехнического, гражданско-промышленного, мелиоративного, дорожного и т.д. Состав, структура (обусловлена характером внутренних связей, размером, формой, расположением и количественным соотношением основных структурных элементов) и текстура (совокупность признаков, характеризующих пространственное расположение структурных элементов грунта) определяют качество грунтов при их использовании. Среди важнейших свойств грунтов выделяются физические (плотность, теплопроводность, электропроводность, магнитные свойства, диэлектрическая проницаемость и др.), физико-химические (растворимость, адсорбционные и коррозийные свойства, набухаемость и усадочность, липкость, пластичность и т.д.) и механические свойства (упругость, общая деформируемость, сжимаемость, просадочность, прочность на одноосное сжатие, прочность на разрыв, сопротивление сдвигу, реологические свойства). Показатели таких свойств грунтов, как пластичность, прочность на одноосное сжатие, используются в качестве классификационных и служат основой для составления частных и иногда отраслевых классификаций; показатели упругости, общей деформируемости, прочности на сдвиг — в инженерных расчётах устойчивости сооружений, их осадки, фильтрационных потерь воды и т.д. Показатели ряда свойств (плотности, сжимаемости, просадочности) используются в качестве как классификационных, так и расчётных.

44. общие сведения о водных свойствах горных пород От пористости породы зависит ее влагоемкость: Влагоемкость —это свойство породы содержать в своих порах то или иное количество воды.Полная влагоемкость — количество воды, заполняющее все пустоты породы. Фактическая влагоемкость определяется количеством воды, действительно содержащимся в породе.Капиллярная влагоемкость составляет количество воды, удерживаемое горной породой в капиллярах при свободном стоке. Капиллярная влагоемкость тем меньше, чем больше водопроницаемость породы.Под водоотдачей понимается количество гравитационной воды, которое может содержаться в горной породе и которое она может отдать при откачке. Водоотдача может быть выражена процентным № отношением объема свободно вытекающей из породы воды к объему породы.Водонасыщенность пород представляет то количество воды, которое отдается породой. По степени водообильности породы делятся на сильноводообнльные с дебитом скважины больше 10 л/с, водо-обильные с дебитом скважины 1 - 10 л/с, слабоводообильные — 0,1 - 1л/с.Водонасосные породы, а также пласты, линзы и пр.— это такие, в которых поры, трещины и другие пустоты заполнены гравитационными водами — гравитационно-водоносными, водами капиллярными и пленочными водоносными.Водопроницаемость — свойство пород пропускать воду вследствие наличия в них пор, трещин и других пустот. Величина водопроницаемости определяется коэффициентом водопроницаемости. По степени водопроницаемости породы могут быть разделены на водопроницаемые, полуводопроницаемые и водонепроницаемые.Водонепроницаемость — свойство горных пород не пропускать воду. К ним относятся, например, нетрещиноватые известняки, кристаллические сланцы и др.

Date: 2015-12-11; view: 829; Нарушение авторских прав