5. Физико-геологические процессы и явления.

5.1. Выветривание.

Выветривание – это разрушение горных пород, изменение их минерального и химического состава на земной поверхности и в верхних слоях земной коры под воздействием колебаний температуры воздуха, воды и жизнедеятельности организмов, в том числе и человека.

Различают физическое, или механическое, и химическое выветривание. Особо выделяют еще органическое (биологическое) выветривание; оно совершается при участии растений и животных. В природе указанные процессы так тесно переплетаются между собой, что обособить их очень трудно.

Одним из факторов физического выветривания являются колебания температуры воздуха. Кристаллы минералов имеют неодинаковый коэффициент объемного и линейного расширения и сжатия, поэтому поры при колебаниях температуры испытывают внутренние напряжения. В результате этого в них возникают волосные трещины, которые со временем расширяются и по которым породы раскалываются на обломки.

Большую разрушительную, чисто механическую работу в породах производят и растения, корни которых проникают по трещинам, и действуя в них подобно клину, по мере своего роста расширяют их. На левом берегу реки Ини, в районе Дач, мы встретились с примером биологического выветривания – дерево своими корнями разрушает глинистые сланцы. Это способствует образования в каменных породах больших и малых обломков. Причем зерна и обломки пород и минералов остроребристые, неокатанные, а петрарафическии состава их ничем не отличается от состава пород, из которых они образовались.

Под химическим выветриванием подразумеваются процессы, изменяющие химический состав минералов горных пород, т.е. процессы разложения пород. При этом одна часть продуктов изменения минералов переходит в раствор и уносится водой, а другая образует нерастворимые остатки, в том числе и коллоиды. Химическое выветривание состоит из ряда процессов которые протекают совместно.

Гидратация- присоединение воды к различным веществам. Этот процесс влечёт за собой увеличение объема пород в 1,3 раза.

Окисление обычно сопровождается гидратацией. Оно свойственно всем породам, содержащим закисные формы железа, сернистые соединения.

Каолинизация – процесс разложения алюмосиликатов, приводящих к образованию каолинита.

Изменения горных пород, обусловленные выветриванием и распространяющиеся на разную глубину, называются их выветрелостью.

Изменения горных пород, обусловленные выветриванием и распространяющиеся на разную глубину, назы­ваются их выветрелостью. Она имеет огромное значение при строи­тельной оценке пород. Определение степени их устойчивости в от­косах выемок и оползневых склонов, глубина съема разрушенных пород при заложении фундаментов сооружений и степень водопроницаемости пород при строительстве гидротехнических соору­жений, выбор камня для облицовочных и других работ, возмож­ность производства тоннельных работ без крепления выработок и другие подобные вопросы нельзя правильно решить без данных о степени выветрелости горных пород.

Как известно, при выветривании горных пород происходит накопление коллоидных частиц, увеличение пористости, разрушение существующих между частицами связей и увеличение влажности. Все это резко снижает прочность выветрелых пород, делает их при определенных условиях малоустойчивыми и даже неустойчивыми системе сооружений.

При изучении выветривания необходимо выявлять степень и характер выветрелости пород, глубину ее распространения и скорость этого процесса. Выветрелость пород зависит от климата, их состава, структуры, состояния и других факторов

При оценке кристаллически-зернистых пород строитель при прочих равных условиях должен предпочитать мелко- и среднезернистые породы. Сланце­ватая текстура пород содействует их выветриванию и тем больше, чем менее ровны плоскости сланцеватости. Плотное сложение за­медляет выветривание.

Она имеет огромное значение при строительное оценке пород. Определение степени их устойчивости в откосах выемок и оползневых склонов, глубина съема разрушенных пород при заложении фундаментов сооружений и степень водопроницаемости пород.

Как известно, при выветривании горных пород происходит накопление коллоидных частиц, увеличение пористости, разрушение существующих между частицами связей и увеличение влажности продуктов разрушения по сравнению с невыветрелой породой.

При изучении выветривания необходимо выявлять степень и характер выветрелости пород, глубину ее распространения и скорость этого процесса.