Процесс выветривания

Выветривание - процесс механического разрушения и химического изменения горных пород и минералов на земной поверхности и в самых верхних частях земной коры под воздействием:

- различных атмосферных агентов: атмосферных осадков, ветра, колебаний температуры воздуха, воздействия на породы атмосферного кислорода и др.;

- грунтовых и поверхностных вод;

- жизнедеятельности растительных и животных организмов и продуктов их разложения.

Главной особенностью процесса выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы.В результате этого горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химический состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.

Воздействию на земную поверхность, на толщи скальных горных пород процесса выветривания приводит к образованию коры выветривания, которая состоит из видоизмененных выветриванием горных пород или продуктов их разрушения. Различают физическое и химическое выветривания, а также биологическое выветривание.

Физическое выветривание

Физическое выветривание — это механическое измельчение горных пород без изменения их химического строения и состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра, ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которые возникают в процессе роста корней растений и.т.д..

Морозное выветривание - разновидность физического выветривания; разрушение горных пород в результате замерзания воды, попавшей в трещины. Морозное выветривание распространено в приполярных странах и в высокогорье. Особенно интенсивно морозное выветривание идет тогда, когда часты переходы температуры через 0 градусов.

Химическое выветривание

Химическое выветривание - процесс разрушения горных пород и минералов под воздействием кислорода, углекислоты, солей, кислот, щелочей и других веществ, содержащихся в воздухе, водах, почвах, горных породах, а также вследствие химического воздействия организмов. При химическом выветривании меняется химический состав горных пород, образуются новые соединения. Наиболее благоприятными условиями для химического выветривания являются условия влажного теплого климата. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ, кислород и органические кислоты.

Биологическое выветривание

Биологическое выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. 9Механическое разрушение производят растения своей корневой системой. Многие живые организмы активно разрушают горные породы. Растения и животные, особенно микроорганизмы и низшие растения, выделяют различные соки и кислоты, которые активно взаимодействуют с минералами горных пород.

Процессы выветривания влияют на инженерно-геологические свойства горных пород. Выветривание, как геологический процесс, приводит к разрушению и преобразованию первичных минералов. С инженерно- геологической точки зрения основная направленность процесса выветривания состоит в изменении физического состояния и физико- механических свойств горных пород, что приводит к снижению устойчивости пород в основании сооружений, естественных и искусственных откосах, подземных выработках и.т.д.

Физико-механические свойства коры выветривания зависит от степени выветрелости исходной породы, ее петрографо- минерального состава и структуры. Глубинные магматические породы, разрушаясь на поверхности земли, быстро теряют свою прочность и превращаются в так называемые рухляки., обладающие меньшей несущей способностью и большей деформативностью. При дальнейшем разрушении магматических пород образуются крупнообломочные элювиальные грунты, прочность которых зависит от заполнителя и механической прочности самих обломков.

Наибольшему разрушению подвергаются осадочные породы, образовавшиеся в условиях, отличных от тех, в которых действуют факторы выветривания. Породы химического и органогенного происхождения большей частью полностью растворяются в воде или быстро дробятся до частиц песчаных и глинистых размеров.

Степень выветрелости пород и строительных материалов оценивается коэффициентом выветрелости, отношением плотности выветрелой к плотности невыветрелой породы (материала).

Процессы выветривания могут настолько изменить свойства горных пород и инженерно- геологические условия строительной площадки, что строить здания и сооружения без специальных мероприятий не представляется возможным.

Для предотвращения выветривания или улучшения свойств уже выветрелых пород применяют различные мероприятия:

• Покрытие горных пород непроницаемыми для агентов выветривания материалами;

• Пропитание пород различными веществами;

• Нейтрализацию агентов выветривания;

• Планировку территорий и отвод воды.

В строительстве следует использовать породы наиболее устойчивые к выветриванию.