42. Механическая суффозия. В каких породах и при каких условиях она протекает Формы её проявления на поверхности земли. Меры борьбы с суффозией.

Суффозия — разрушение горных пород потоками фильтрующейся воды. Суффозия, как инженерно-геологический процесс, проявляется на участках расположения гидротехнических сооружений плотин, каналов и при вскрытии подземных вод котлованами и карьерами. Различают механическую и химическую суффозию.

Механическая суффозия — это вынос мелких частиц фильтрующейся водой — вода выносит частицы во взвешенном состоянии. Она происходит в рыхлых, насыщенных водой и мягких связных породах при повышении напорного градиента в фильтрационном потоке до некоторых величин. Эти градиенты могут создаваться в нижнем бьефе плотин, тогда частицы породы будут выноситься из-под основания плотины, и устойчивость последней будет нарушена. При вскрытии насыщенных подземными водами рыхлых, несвязных грунтов, происходит движение всей грунтовой массы грунт + вода в направлении действия напорного градиента. Этот процесс получил название плывучести, а грунты, насыщенные водой и обладающие этими свойствами — плывунами.

Наиболее благоприятные условия для развития механической суффозии имеются там, где трещиноватая поверхность глинистых пород неглубоко подстилается хорошо фильтрующими песками и периодически заливается водами поверхностного стока.

Способы борьбы:

осушение грунтов с помощью забивных и опускных фильтров, откачка воды из скважин

защита котлованов, шурфов и т.д. от заплывания с помощью шпунтовых стенок и забивной крепи. Шпунты забиваются до водоупора или плотных пород

закрепление плывунов до потери плывучести, путём замораживания или силикатизацией жидким стеклом и т.д..

43. Карстовые процессы. В каких породах, при каких условиях, с какой скоростью они развиваются Формы и размеры карстовых пустот.

КАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Карст представляет собой процесс растворения, или выщелачивания трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами, в результате которого образуются отрицательные западинные формы рельефа на поверхности Земли и различные полости, каналы и пещеры в глубине.

К растворимым породам относятся соли, гипс, известняк, доломит, мел. В соответствии с этим различают соляной, гипсовый и карбонатный карст. Наиболее изучен карбонатный карст, что связано со значительным площадным распространением известняков, доломитов, мела. Необходимыми условиями развития карста являются: 1 наличие растворимых пород; 2 трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды; 3 растворяющая способность воды. Наибольшее разнообразие карстовых форм наблюдается в открытом типе карста горные районы известнякового плато Крыма, Кавказа, Карпат, Альп и др.. В этих районах развитию карста благоприятствуют открытая поверхность растворимых пород и частые ливни. К поверхностным карстовым формам относятся:

1 карры,или шрамы, небольшие углубления в виде рытвин и борозд глубиной от нескольких сантиметров до 1-2 м; 2 поноры — вертикальные или наклонные отверстия, уходящие в глубину и поглощающие поверхностные воды; 3 карстовые воронки, имеющие наибольшее распространение, как в горных районах, так и на равнинах. 4 крупные карстовые котловины, на дне которых могут развиваться карстовые воронки 5 наиболее крупные карстовые формы — полья; 6 карстовые колодцы и шахты, достигающие местами глубин свыше 1000 м и являющиеся как бы переходными к подземным карстовым формам. К подземным карстовым формам относятся различные каналы и пещеры. Самыми крупными подземными формами являются карстовые пещеры, представляющие систему горизонтальных или несколько наклонных каналов, часто сложно ветвящихся и образующих огромные залы или гроты.

44. Плывуны. Меры борьбы с ними при проходке котлованов.

Плывун — насыщенный водой грунт обычно пески или супеси, который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии их котлованами и другими выработками. Плывуны бывают истинные и ложные.

Истинные плывуны

Часто плывунные свойства проявляют пылеватые пески и супеси, насыщенные водой, содержащие в большом количестве очень мелкие частицы глинистые и коллоидные, которые начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Вследствие наличия глинистых и более мелких коллоидных частиц эти грунты обладают гидрофильнымисвойствами и слабо отдают воду. Даже при небольшом гидравлическом градиенте они переходят в плывунное состояние и перемещаются с водой в выработки. Коэффициент фильтрации таких грунтов обычно менее 0,5 мсут.

При промерзании истинный плывун подвергается сильному пучению, слабо фильтрует воду. При высыхании приобретает связность. В образовании истинных плывунов большую роль играют микроорганизмы.

Ложные плывуны

Ложный плывун — мелкий пористый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован и выносит с собой песок.

Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов.

Борьба с плывунами сводится к их осушению. При проходке тоннелей, горных выработок и др. применяют особые меры защиты их от плывунов специальные щиты, кессоны, замораживание и т.п..