Вопрос 20

Под карстом понимается химический процесс растворения горных пород подземными водами с образованием в них пустот, пещер. С пустотами часто связано образование провалов, воро­нок, оседание поверхности земли. Основными условиями для развития карста являются: 1) наличие растворимых в воде горных пород. Как известно, легче в воде растворяются галоиды (галит, сильвин), среднерастворимые — сульфаты (гипс) и труднорастворимые — карбона­ты (известняки и мрамор) (см. гл. 2); 2) наличие в грунтах трещин, пустот; 3) присутствие в трещинах подвижных подземных вод. Интенсивность развития карста в значительной степени зави­сит от положения местного базиса эрозии. При понижении бази­са эрозии происходит углубление карстового процесса и раство­рение пород протекает более интенсивно, захватывает более глу­бокие горизонты пород. В зависимости от условий залегания карстующих пород раз­личают открытый карст, когда растворимые породы обнажены с поверхности, что характерно для горных районов, и закрытый (глубинный). В районах с закрытым карстом карстующиеся по­роды перекрыты толщей рыхлых четвертичных отложений (Рус­ская равнина). Для карстовых областей характерной формой рельефа явля­ются воронки округлой формы диаметром до 100 м и сравни­тельно небольшой глубины — 15-20 м. Провальные воронки возникают в результате обрушения кровли над пещерами. Воронки просасывания наблюдаются в районах с закрытым карстом. Они имеют коническую форму, возникают в результате осыпания, сноса рыхлых песчано-глинистых пород в карстовые полости ниже лежащих растворимых пород. Карстовые воронки свидетельствуют о наличии скрытого кар­ста, о возможности оседания, провалов естественных основании под инженерными сооружениями и их деформации. Строительная оценка карстовых районов. При строительстве транспортных сооружений карстовые районы являются неблагоприятными. При трассировании дорог и их эксплуатации в кар­стовом районе необходимо учитывать степень закарстованности пород, возможность оседания кровли над пустотами Суффозия — механический вынос мелких частиц подземны­ми водами из рыхлых грунтов (песков, гравия, галечника). В итоге грунты разрыхляются, в них увеличиваются поры, образу­ются пустоты. Пустоты заполняются вышележащими грунтами, происходит оседание поверхности, формируются суффозионные воронки. Наиболее благоприятным для развития суффозии является неоднородный гранулометрический состав грунтов при отноше­нии диаметров частиц D/d > 20, где D и d — диаметры крупных и мелких частиц, и при гидравлических градиентах более 5, т.е. при турбулентном движении воды. Суффозия крайне опасна для инженерных сооружений. Она может быть причиной осадки земляного полотна железной доро­ги, неравномерной осадки и обрушения зданий, разрушения гид­ротехнических плотин и оседания поверхности городских терри­торий вдоль линий подземных метрополитенов. Мероприятия по предупреждению суффозии заключаются в предотвращении поступления поверхностных вод в грунты; уст­ройстве обратных фильтров для прекращения выноса минераль­ных частиц грунта в дренажные сооружения; искусственном уменьшении фильтрационных свойств грунтов путем силикати­зации и цементации.