Физико-геологические и инженерно-геологические процессы и явления

Одной из основных задач инженерной геологии является изучение и оценка геологических факторов, влияющих на условия строительства и эксплуатации сооружений. Существенным фактором, влияющим на выбор стройплощадки, технологию строительных работ, являются физико-геологические процессы, изменяющие вещественный состав горных пород, их физико-механические свойства и земную поверхность.

На данной территории рассматривается возможность таких явлений, как плывуны, суффозия, просадка.

Плывуны

Явление плывунности выражается в том, что вскрытые водонасыщенные породы приходят в движение, приобретая свойства очень вязкой жидкости. При вскрытии траншей, котлованов, карьеров и других выработок их стенки начинают оплывать. Чем больше грунта извлекается из выемки, тем большее ее количество поступает со стороны дна и стенок. Иногда возникают катастрофические оплывания стенок, при которых перемещаются десятки и сотни тысяч тонн грунта. Истечение плывунов часто сказывается на очень больших расстояниях от места вскрытия выемки, вызывая неожиданные просадки и провалы поверхности.

Еще в 1859 г. П. Усов выделил плывуны в особый класс грунтов, обладающих свойством плывунности. Таких же взглядов придерживался и В. М. Карлович. В доказательство выдвинутого ими положения П. Усов и В. М. Карлович приводили описания некоторых типичных плывунов.

В 1923 г. К. Терцаги выдвинул новое положение, состоящее в том, что подвижность грунта при образовании плывунов не присуща какому-либо особому типу грунта, а является результатом определенного гидродинамического режима. По его мнению, плывунность — это не свойство грунтов особого типа, а состояние в котором могут пребывать самые различные грунты. Положение, высказанное К. Терцаги, доказывалось данными многочисленных наблюдений. В состоянии плывунности оказывались самые различные грунты, начиная с тончайших глин и суглинков и кончая крупнообломочными грунтами. Плывунность наблюдалась даже у некоторых видов серицитовых сланцев.

Исследуя явления плывунности, А. Ф. Лебедев установил, что сходное по внешним признакам течение грунта наподобие вязкой жидкости может вызываться двумя совершенно различными причинами. В одних случаях плывунность грунта, как это правильно подметил К. Терцаги, вызывается особым гидродинамическим режимом; в других является следствием особых свойств грунта, определяемых . минералогическим и гранулометрическим составом, и возникает на основе тиксотропных изменений его структуры.

При изменении гидродинамического режима определенные грунты перестают быть плывучими. Для таких плывунов плывунность не свойство, а состояние, поэтому А. Ф. Лебедев назвал их ложными плывунами или псевдоплывунами. Так как псевдоплывуны переходят в плывунное состояние под действием гидродинамического давления фильтрующейся воды, то П. Н. Панюков считает целесообразным называть их фильтрационными, что подчеркивает причину их возникновения.

Суффозия

Подземные воды в своем движении действуют на вмещающие породы механически и химически. При этом частицы породы выносятся, а поверхность земли, над образующимися пустотами оседает. Процесс выноса частиц породы, вызывающий оседание поверхности земли в данных условиях, называется суффозией (подкапыванием). До настоящего времени явление суффозии еще мало изучено. Однако наблюдения и эксперименты, произведенные многими учеными, позволяют сделать некоторые выводы.

Горные породы (грунты), подверженные суффозии, водонасыщены, и возможность выноса отдельных частиц определяется их размерами, минералогическим составом, скоростью фильтрации движущейся воды и величиной гидродинамического давления. Так как процесс суффозии заключается в переносе мелких частиц породы через поры между крупными частицами, то большое значение имеет размер пор.

Принято различать суффозию механическую, связанную только с перемещением, частиц породы, и химическую, связанную с процессами выщелачивания. Химическая суффозия, как правило, играет вспомогательную роль. В процессе химической суффозии разрушаются кристаллические связи, вследствие чего частицы породы освобождаются и получают возможность перемещаться. В первую очередь растворяются соли, находящиеся на стенках пор, затем—легко растворимые карбонатные частицы. В результате растворения солей и карбонатных частиц поры в породе увеличиваются, что в свою очередь облегчает процесс выноса мелких нерастворенных частиц.

Просадочность

Дополнительные деформации грунтов, находящихся в напряженном состоянии от действия переданного на них давления (нагрузки) или собственной массы грунта, проявляющиеся под воздействием дополнительных факторов, называются просадкой.

Полезные статьи

Отрасли специализации промышленности и сельского хозяйства Северо-Западного ЭР.
В обще российском разделении труда район особо выделяется как производитель продукции сложного и точного машиностроения. Велика его роль в развитии ...

Тяжелое машиностроение
Группа отраслей тяжелого машиностроения отличается большим потреблением металла, относительно малой трудоемкостью и использованием энергии. Тяжелое ...

Пенсионный фонд России: назначение и порядок формирования
Основными документами, регламентирующими комплекс вопросов по расчетам плательщиков с Пенсионным фондом России, являются: n Порядок уплаты страховы ...