также используется метод постепенного спуска воды из гляциальных озер в долины рек. Для борьбы с селями ливневого характера осуществлены и разработаны другие мероприятия. К их числу относятся: стабилизация ру­ сел рек, фитолесомелиоративные и травокультурные мероприятия, и ряд организационно-хозяйственных мероприятий, в частности ограничение выпаса скота на сельскохозяйственных участках.

3.3.2.2. Основные определения экзогенных отложений

Коллювий (коллювиальные отложения) - продукты выветривания, смещенные вниз по склону под влиянием силы тяжести. Накапливаются на склонах и в виде шлейфов у их подножия в результате осыпания обломоч­ ного материала. Типичный пример современного коллювия глыбовые и щебнисто-глыбовые осыпи, широко развитые на горных склонах. Встре­ чаются также в ископаемом состоянии.

Пролювий - отложения временных, текущих с гор потоков. Слагают конусы выноса и образующиеся от их слияния пролювиальные шлейфы. От вершины конусов к их подножию механический состав обломочного материала изменяется от гальки и щебня до более тонких и отсортирован­ ных осадков, нередко лессовидных супесей и суглинков (пролювиальные лессы).

Элювий - продукты выветривания горных пород, оставшиеся на месте своего образования. В зависимости от характера материнских пород и типа выветривания может иметь различный механический состав, от глыб до глин. Более или менее постепенно переходит в подстилающие по­ роды. Отличается отсутствием слоистости и сортировки. Иногда наблюда­ ется реликтовая слоистость, отражающая текстуру исходной породы.

Делювий - отложения, возникающие в результате накопления смы­ тых со склонов дождевыми и талыми снеговыми водами рыхлых продук­ тов выветривания. Залегает в виде шлейфов, выклинивающихся вверх по склону. Вниз по склону в зависимости от состава коренных пород проис­ ходят изменения состава, от щебнистого, дресвянистого, супесчаною до лессовидных суглинков и глин.

Аллювий - отложения, формирующиеся постоянными водными по­ токами в речных долинах. Гранулометрический и минералогический со­ став и структурно-текстурные особенности их сильно варьируют в зависи­ мости от гидрологического режима рек, характера размываемых пород во­ досбора и геоморфологических условий. Различается аллювий горных и равнинных рек. Для первого характерны: грубообломочный материал с преобладанием галечника, полимиктовый состав с очень непостоянным соотношением основных породообразующих компонентов, слабая сорти­ ровка материала, отсутствие четкой слоистости. Для аллювия равнинных рек характерны: значительно более днородньф минеральный состав, крупная косая слоистость, сменяющаяся в верхних горизонтах мелкой ко­

сой. В долинах рек вниз по течению крупность материала уменьшается и повышается степень сортировки песчаных осадков; одновременно может ухудшаться сортировка алевритовых и тонкопесчаных осадков, выпадаю­ щих из взвеси.

Схема расположения экзогенных отложений показана на рис. 3.4.

Элювиальные отложения

Русловые аллювиальные

отложения

Рис. 3.4. Схема расположения экзогенных отложений

Различают три основные фации аллювия: русловую, пойменную и старичную. Русловым аллювием образованы отмели, острова и косы. Они сложены хорошо промытым ритмично сортированным песчаным материа­ лом с крупной косой слоистостью; в меженное время обычно перекрыва­ ются более тонким материалом (прослои заиления). Пойменные отложения формируются в половодья. Для них характерна меньшая сортировка пес­ чано-алевритовых осадков со слоистостью ряби волнений и течений взму­ чивания. Старичные отложения формируются в отмерших руслах рек и по своим особенностям весьма близки к озерным отложениям.

3.3.2.3. Процессы, связанные с деятельностью подзе* чых вод

Суффозия - это процесс выноса частиц грунта током подземных вод с образованием пустот. Различают химическую и механическую суффозии. Химическая суффозия основана на растворении и выносе солей, содержа­ щихся в породах, подземными водами, а механическая - на размывании породы подземным потоком и выносом из нее мельчайших частиц.

A T . Лыкошин (1976) подразделяет механическую суффозию на кон­ тактную и внутрипластовую. При контактной суффозии происходит про­ никновение мелких частиц, выносимых фильтрационным потоком из од­ ного слоя в толщу другого, контактирующего с ним. Внутрипластовая суффозия выражается в переносе мелких частиц внутри слоя или выносом всей массы грунта, вмещающей фильтрационный поток, развивающийся вдоль ослабленных зон (трещины, контакты с другими породами или бе­ тонными сооружениями и др.).

Результатом суффозионных процессов являются пустоты, которые на земной поверхности могут проявляться в виде воронок. По стадиям раз­ вития суффозионных форм выделяются три типа. Первый тип - «живу­ щие» воронки, слабозадернованные, с крутыми (до 60°), часто обрывисты­ ми склонами размером в поперечнике от 5 - 10 м до 30 - 35 м, с выходами известняков, интенсивно поглощающие воды. Второй тип - «отмершие» воронки, представляющие собой блюдцеобразные понижения со сравни­ тельно пологими (5 - 15°) склонами, сильнозадернованными и даже зале­ сенными, без обнажений известняков, слабопоглощающие воду, в резуль­ тате чего в них могут образоваться болота и даже озерки. Третий тип - «ожившие» воронки, образующиеся на месте отмерших воронок, что вы­ ражается в верхней части склона воронок в выполаживании и задерноватости, а в нижней части - в обрывистости стенок, в которых выходят извест­ няки.

Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и по берегам водохранилищ. Они нарушают устойчивость склона и тем самым способствуют возникновению оползней. Суффозия отрицательно сказывается на устойчивости зданий и сооружений.

3.3.2.4. Процессы, связанные с совместным действием поверхностных и подземных вод

Карст - это процесс воздействия подземных и поверхностных внерусловых вод на растворимые и проницаемые горные породы (карбонаты, гипс, ангидрит, соли, соду и др.), в результате которого возникают поверх­ ностные пустоты. Образование и разрушение подземных полостей сопро­ вождается обвалами, провалами и даже землетрясениями.

Наличие карста затрудняет строительство и эксплуатацию сооруже­ ний, а иногда является и серьезным препятствием для их возведения.

Карстовые полости, расположенные близко к земной поверхности, могут представлять реальную угрозу в связи с возможностью развития провальных явлений. Зафиксированы провалы железнодорожных насыпей, возведенных на гипсовых породах. Нередко карстовые пустоты вскрыва­ ются при тоннельных работах; при значительных размерах пустот возни­ кают серьезные трудности по их перекрытию, а при вскрытии подземных

потоков может произойти внезапное, катастрофическое затопление соору­ жений.

Как правило, карст развивается в результате растворения карбонат­ ных и сульфатных пород, реже - галоидных. Известно, что карбонатные, сульфатные и галоидные породы имеют различную растворимость. Наи­ меньшая ее величина характерна для карбонатных пород. Растворимость сульфатных пород, и особенно галоидных, значительно больше. Поэтому выщелачивание их в основании напорных сооружений требует специаль­ ного изучения и прогноза.

Известняки, доломиты, гипсы и другие породы этой группы в боль­ шинстве случаев водопроницаемы только по трещинам. Поэтому трещино­ ватость пород, и в частности тектоническая трещиноватость, способствует возникновению карста. Тектонические трещины, расширенные выветрива­ нием, могут обусловливать очень большую величину Кфв закарстованных породах (по данным А.Ф. Якушевой, коэффициент фильтрации воды в за­ карстованных известняках серпуховского яруса в районе Боровичей дости­ гал 200 - 1000 м/сут). При таких скоростях движения воды растворение уже теряет свое первоначальное значение и начинают действовать процессы эрозии. Подземные реки иногда с большими расходами и большими скоро­ стями производят под землей такую же работу, как и открытые водотоки на поверхности земли. В результате их действия образуются огромные под­ земные пещеры, достигающие многих километров в длину и больших раз­ меров в поперечном сечении.

Большие скорости движения подземных вод обычно бывают вблизи склонов и уступов, поэтому здесь развитие карстовых пустот идет особен­ но сильно. В верхней части склона и в прилегающих частях водораздель­ ных пространств образуются воронки и провалы, связанные с круто ухо­ дящими вглубь карстовыми ходами, которые, в свою очередь, связаны с тектоническими трещинами. Внизу, у подножия склона, выходят на по­ верхность горизонтальные ходы, часто в виде пещер, которые образова­ лись при движении воды по трещинам напластования. Эта закономерность указывает на зависимость карста от характера рельефа, влияющего на движение подземных вод. Карст развивается в большей степени в условиях влажного климата и расчлененного рельефа, способствующего поступле­ нию воды в горные породы.

Низкий уровень, до которого возможна циркуляция воды в карстующемся массиве, называется базисом карста или базисом коррозии. Часто таким базисом является речная долина.

С изменением базиса эрозии зона интенсивного развития карста за­ нимает новое положение. В этом случае карст будет располагаться этажа­ ми. В соответствии с возрастом выделяют древний карст, который может быть погребенным, и карст современный.

Инженерно-геологическое изучение карста должно проводиться в неразрывной связи с изучением химико-минерального состава и структур­ но-текстурных особенностей пород, тектоники района, геоморфологиче­ ских особенностей местности, условий циркуляции подземных вод, изме­ нения базисов коррозии и эрозии в ходе общей геологической истории оп­ ределенной территории. Поэтому изучение карста должно быть комплекс­ ным, проходить с применением различных методов, среди которых веду­ щая роль должна принадлежать геофизическим методам.

При обработке материалов исследований следует осуществлять ин­ женерно-геологическое районирование территории по условиям, степени и характеру развития карста. При районировании должны использоваться установленные по результатам исследований категории устойчивости тер­ риторий относительно карстовых провалов по интенсивности провалообразования и по средним диаметрам карстовых провалов.

Категории устойчивости территории относительно карстовых прова­ лов по интенсивности провалообразования (среднегодовое количество провалов на 1 км2 территории в год):

IСвыше 1,0

II Свыше 0,1 до 1,0 III Свыше 0,05 до 0,1

Категории устойчивости территории относительно средних диамет­ ров карстовых провалов, м:

АСвыше 20

БСвыше 10 до 20

ВСвыше 3 до 10

ГДоЗ.

Категории устойчивости территории обозначаются на картах рай­ онирования двойным индексом, состоящим из цифры и буквы в соответст­ вии с вышеприведенными, например В-V В зависимости от категории ус­ тойчивости территории проектные и строительные организации применя­ ют те или иные противокарстовые мероприятия, которые в основном сво­ дятся:

1)к изменению естественного протекания карстовых процессов (ре­ гулированию поверхностного стока вод, сооружению водонепроницаемых покрытий, обрушению кровли карстовых полостей, их тампонажу и др.);

2)к выполнению архитектурно-планировочных работ (рационально­ му регулированию плотности застройки, расположению зданий вне зон карстовых воронок, кольцеванию трубопроводов, применению специаль­ ных видов фундамента и др.);