Структурные грунты

Структурные грунты – собирательный термин для обозначения более или менее симметричных форм (полигонов, кругов, полос и др.), развитие которых обычно ограничено поверхностным чехлом отложений, испытывающих интенсивное морозное воздействие. Формирование этих комплексов обусловлено парагенезом процессов морозобойного растрескивания, вымораживания и пучения, которые протекают на фоне общей морозной денудации.

Для классификации структурных грунтов применяется описательная терминология, основанная на геометрии элементарной ячейки и наличии/отсутствии заметной сортировки материала, которая проявляется в наличии/отсутствии каменистого бордюра.

Выделяют следующие виды структурных грунтов:

• полигоны

  • несортированные,

  • сортированные (каменные),

• круги

  • несортированные,

  • сортированные (каменные),

• сети

  • несортированные,

  • сортированные (каменные),

• ступени

  • несортированные,

  • сортированные (каменные),

• полосы

  • несортированные,

  • сортированные (каменные).

Полигоны, круги и сети представляют собой ячеистые структуры изометричного в плане рисунка. Они обычно встречаются на почти горизонтальных поверхностях, а на склонах крутизной до 7° становятся вытянутыми, имея тенденцию преобразовываться в полосы. Все полосы без исключения размещаются на склонах.

Разные виды структурных грунтов обнаруживают связь с конкретными типами почв.

СЛАЙД 23

Морозобойные полигоны и полигонально-блочный рельеф

Морозобойные полигоны представляют собой блоки в приповерхностной толще, разделенные трещинами с повторно-жильными льдам. Правильность их очертаний зависит от однородности пород, а также от наличия ориентирующей вертикальной поверхности. В однородных песчано-глинистых отложениях речных долин часто формируются правильные тетрагоны, очертания которых подчиняются ориентирующим поверхностям. В однородных породах без ориентирующих поверхностей преобладают гексагональные формы. Полигоны морозного растрескивания могут развиваться и вне областей подземного оледенения.

Как уже говорилось, в образовании ячеистых форм ведущее значение имеет парагенез процессов морозной сортировки, пучения и полигонального растрескивания. При проникновении жил льда в слой многолетнемерзлых пород, СТС распадается на ряд закрытых систем. Расширении ледяных жил и ореола мерзлых пород создают в них напряжения, способствующие выдавливанию и вытеканию пластичного материала, слагающего талую часть СТС. Мелкие ячеистые формы возникают и при небольших размерах ледяных жил, когда закрытые системы не образуются. В зависимости от механического состава и однородности пород варьируют детали строения форм.

СЛАЙД 24

Полигоны несортированные

Несортированные полигоны – это структурные грунты, характеризующиеся преимущественно полигональной формой ячейки и отсутствием каменного бордюра. Они образуют группы, ячейки которых (или границы между полигонами) обычно маркируются ложбиной с трещиной. Чаще всего встречаются на плоских поверхностях, много реже – на склонах крутизной порядка 30°.

Несортированные полигоны подразделяются на

• мелкие – диаметром менее 1 м (могут иметь в поперечнике 5 см),

• крупные – диаметром более 1 м (могут превышать 100 м).

Могут быть сложены хорошо сортированным мелкоземом, песком, гравием или диамиктоном – несортированным терригенным материалом широкого диапазона крупности. Крупные формы требуют хорошего дренирования грунтов, хотя на прибрежных низменностях это условие по отношению к крупным полигонам с повторно-жильными льдами не выполняются.

Полигоны с повторно-жильными льдами содержат ледяные жилы, совпадающие с границами полигонов, которые лежат выше или ниже центральной площади полигонов.

Если граница приподнята, то разделяющая ложбина обрамлена валиками. Образование этих валиков связано с деформациями, вызванными ростом ледяной жилы и последующим расширением многолетнемерзлых грунтов при повышении температуры или возникают в результате внедрения и замерзания воды, выжатой из ложбины криостатическим давлением. Появление валиков свидетельствует о развитии вогнутых полигонов – возникает рельеф валиковых вогнутых полигонов.

Понижение границы обусловлено протаиванием, если протаивание ледяных жил зашло достаточно далеко, формируются выпуклые полигоны. Размер ложбин обычно отражает ширину ледяных жил. Иногда ложбины возникают над песчаными жилами.

В течение сезона протаивания в центре вогнутых полигонов часто стоит вода; у выпуклых полигонов вода накапливается в разделяющих их ложбинах.

Мелкие несортированные полигоны, обусловленные иссушением, развиты повсеместно. Крупные формы встречаются в основном в контрастных засушливых обстановках – холодной и жаркой. Сопряженные с холодными условиями характерны для полярных областей; полигоны с повторно-жильными льдами и, скорее всего, песчаными жилами, требуют условий вечной мерзлоты.

СЛАЙД 25