Механическая суффозия. В каких породах и при каких условиях она протекает? Формы её проявления на поверхности земли

Суффозионные процессы. При фильтрации подземная вода со­вершает разрушительную работу. Из пород вымываются составля­ющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверх­ности земли, образованием провалов, воронок . 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)

Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродина­мического давления и превышение величины некоторой критической скорости воды

Суффозия наиболее свойственна гранулометрически неодно­родным породам. Процесс механической суффозии в разнозерни­стом песке происходит следующим образом. Песок состоит из частиц различного размера — больших и малых. Большие части­цы создают структурный каркас породы. Поры достаточно вели­ки и через них под действием фильтрующейся воды свободно проходят мелкие частицы (глинистые, пылеватые). Суффозия в таких песках возникает с момента появления критического напо­ра.

Суффозия может происходить в глубине массива пород или вблизи поверхности земли

В глубине массива перенос мелких частиц осуществляется во­дой из одних пластов в другие или в пределах одного слоя. Это приводит к изменению состава пород и образованию подземных каналов. В глубине массива суффозия может возникать также на контакте двух слоев, различных по составу и пористости. При этом мелкие частицы одной породы потоком воды переносятся в поры другой породы. При суффозии на контакте между слоями иногда формируются своеобразные прослои или вымываются пус­тоты, иногда формируются пещеры. Раз­витие пещер нередко сопровождается провалом поверхности зем­ли, повреждением зданий и подземных коммуникаций.

В откосах строительных выемок суффозионный вынос частиц приводит к оседанию поверхности, образованию провалов, воро­нок, оползней.

При возведении объектов используются различ­ные приемы строительства

· прорезка фундаментами зданий слоя суффозионного фунта

· водозащита оснований от проникновения в них атмосферных и технических вод

· прекращение фильтрации подземной воды устройством дре­нажей и водонепроницаемых завес

· отсыпка на основании фунтовых подушек из песка или су­глинков

· предпостроечное рассоление и уплотнение фунтового осно­вания

· искусственное закрепление массива фунтов методами техни­ческой мелиорации (кроме крупнообломочных фунтов, обладаю­щих высокой фильтрационной способностью)

Билет 24. Геологическая деятельность ветра; эоловые отложения.

Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава горных пород и строительных материалов, происходящие под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т. д.

Главной особенностью процесса выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы. В результате этого горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав, вследствие чего снижаются параметры их строительных свойств или они полностью разрушаются.

Воздействие на земную поверхность, на толщи скальных горных пород процесса выветривания приводит к образованию коры выветривания, которая состоит из видоизмененных выветриванием горных пород или продуктов их разрушения. Продукты выветривания горных пород, остающиеся на месте их образования, носят название элювия. По составу он представляет собой смесь обломков этой породы и глинистого материала. Нескальные породы, залегающие на дневной поверхности, также имеют кору выветривания, но она в большинстве случаев не имеет четкой зональности. Верхняя часть коры обычно бывает представлена песчано-пылевато-глинистой массой, а нижняя — обломочным материалом. В карбонатных грунтах, например известняках, зональность коры выветривания проявляется более четко.

Виды выветривания:физическое, химическое и биологическое (органическое).

Физическое выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которые возникают в процессе роста корней растений, и т. д.

Физическое выветривание воздействует и на искусственные строительные материалы. Особенно интенсивно выветриваются наружные части зданий и сооружений.

Физическое выветривание преобладает в местностях с сухим резко континентальным (пустыни) или холодным климатом (горные районы, арктический пояс). Типичным примером являются пустыни и северные территории нашей страны.

Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.

Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Легко растворяются каменная соль, гипс. Разрушительное действие оказывает процесс гидратации. Примером может служить переход ангидрита в гипс CaS04 + 2Н20 = = CaS04 • 2Н20. Этот процесс сопровождается резким увеличением объема (до 50—60 %), что вызывает разрушительное давление гипса на окружающие породы. В присутствии воды происходит также окисление. Например, минерал пирит, который часто присутствует в различных породах, превращается в гидрат оксида железа с одновременным образованием серной кислоты, которая, в свою очередь, весьма разрушительно действует на многие минералы:

При химическом выветривании значительное воздействие на породы оказывает вода, содержащая в своем составе углекислоту. В результате этого полевые шпаты превращаются во вторичные образования глинистого состава:

Наибольшее значение химическое выветривание имеет в условиях теплого и влажного климата.

Биологическое (органическое) выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот.

Механическое разрушение производят растения своей корневой системой. Корни деревьев способны расщеплять даже прочные скальные породы. Известны случаи, когда растение «верблюжья колючка» прорастало сквозь 20-сантиметровые железобетонные плиты. Корни травянистой растительности легко преодолевают слой асфальта на улицах города.

Действие биологического выветривания повсеместно. Ему принадлежит ведущая роль в образовании почв.