Навигация
Суффозия и меры по её предотвращению
60864
знака
3
таблицы
16
изображений
6. Суффозия и меры по её предотвращению
При фильтрации подземная вода совершает разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок. Этот процесс выноса частиц, а не его последствия, называют суффозией. Различают два вида суффозии – механическую и химическую. При механической фильтрующаяся вода отрывает от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы (глинистые, пылеватые, песчаные); при химической вода растворяет частицы пород (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения.
При одновременном действии этих двух видов суффозия называется химико-механическая. Такая суффозия может быть в лессовых породах, где растворяется карбонатное цементирующее вещество и одновременно выносятся глинистые частицы. Основной причиной суффозионных явлений следует считать возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышение величины некоторой критической скорости воды. Это вызывает отрыв и вынос частиц во взвешенном состоянии. Взвешивание частиц происходит при критическом напоре, который можно определить по формуле:
Iкр = (
где 
- плотность породы (песка); n – пористость породы, доли единицы.
Гидродинамическое давление, г/см3, действующее по касательной к депрессионной кривой дренируемого потока, определяют по формуле:
D = 
где 
– плотность воды; n – пористость, доли единицы; I – гидравлический уклон (градиент).
Суффозия наиболее свойственна гранулиметрически неоднородным породам. Процесс механической суффозии в разнозернистом песке происходит следующим образом. Песок состоит из частиц различного размера – больших и малых. Большие частицы создают структурный каркас породы. Поры достаточно велики и через них под действием фильтрующей воды свободно проходит мелкие частицы (глинистые, пылеватые). Суффозия в таких песках возникает с момента появления критического напора Iкр
5.
Суффозия может происходить в глубине массива пород или вблизи поверхности земли. В глубине массива перенос мелких частиц осуществляется водой из одних пластов в другие или в пределе одного слоя. Это приводит к изменению состава пород и образованию подземных каналов. В глубине массива суффозия может возникать также на контакте двух слоев, различных по составу и пористости. При этом мелкие частицы одной породы потоком воды переносятся в поры другой породы. При суффозии на контакте между слоями иногда формируются своеобразные прослои или вымываются пустоты. Это можно наблюдать на контакте глинистых и песчаных слоев, когда соотношение коэффициентов фильтрации этих пород больше 2. Характерными являются пустоты лессовых пород, в частности, на контакте с подстилающими их кавернозными известняками-ракушечниками. Размер пустот иногда достигает нескольких метров. Такие небольшие пещеры развиты, например, на склонах долины р. Темерник в г. Ростов-на-Дону (рис. 19).
Рис. 19 Суффозионная полость (1) в лессовых породах, залегающих на склоне рельефа, сложенном известняками-ракушечниками (2); 3 – здания.
Развитие пещер нередко сопровождается провалом поверхности земли, повреждением зданий и подземных коммуникаций. Следует отметить, что в лессовых породах суффозия развивается не только на контактах, а и в самых толщах, образуя так называемый «глиняный карст». Развитие пустот начинается с ходов землемеров при условии возникновения в них турбулентных завихрений фильтрующей воды. Порода разрушается и образуются пустоты размыва.
Как механическая, так и химическая суффозия активно проявляется также вблизи поверхности земли при естественном или искусственном изменении гидродинамических условий – формировании воронок депрессии, колебаниях уровня подземных и поверхностных вод, откачках, дренировании. Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и откосах котлованов и берегах водохранилищ при быстром спаде паводковых вод или сбросе лишних вод, в местах выхода на прверхность грунтовых вод, на орошаемых территориях.
В откосах строительных выемок суффозионный вынос частиц приводит к оседанию поверхности, образованию провалов, воронок, оползней.
Химическая суффозия может проходить длительное время и выщелачивает не только карбонаты и другие, сравнительно легко растворимые вещества, но и кремнезем. При значительном растворении пород химическая суффозия переходит в карстовый процесс.
При исследовании пород, в которых наблюдается или возможна фильтрация воды, необходимо выявлять их способность к суффозии. Следует учитывать, что при малом гидродинамическом давлении в породах может происходить только фильтрация воды, при повышении давления начинается суффозия. Для выявления этих свойств определяют критические градиенты и давление воды, при которых начинается процесс суффозии. Эту работу проводят в лабораторных и полевых условиях.
При проектировании объектов необходимо установить возможность проявления суффозионной осадки. Определять величину и характер протекания суффозионной осадки (Sс). При этом следует определять всю суммарную величину вертикальной деформации засоленного основания, которая складывается из осадки, вызванной уплотнением грунтов от нагрузки объектов и суффозионной осадки.
При прогнозе величины суффозионной осадки следует учитывать:
- в глинистых грунтах с содержанием глинистых частиц более 40 % осадка практически не проявляется;
- наибольшая осадка наблюдается при высокой засоленности и большой пористости грунтов;
-величина и характер протекания осадки во времени во многом зависят от химического состава фильтрующейся в грунте воды.
Величина суффозионной осадки определяется по результатам полевых испытаний засоленных грунтов статической нагрузки (штампом) после длительного замачивания.
Строительство на суффозионных грунтах имеет свои трудности и осуществляется по своим строительным нормам и правилам. При возведении объектов используются различные приемы строительства. Выбор того или иного приема строительства зависит от геологического строения и гидрогеологической обстановки строительной площадки, типа и вида грунтов оснований, характера засоления, конструкции объекта и технических возможностей строительной организации.
Суффозионные явления отрицательно сказываются на устойчивости зданий и сооружений. С суффозией следует активно бороться. Основой всех мероприятий является прекращение фильтрации воды. Это достигается различными путями: регулированием поверхностного стока атмосферных вод и гидроизоляцией поверхности земли; перекрытием места выхода подземных вод тампонированием или присыпкой песка; устройством дренажей для осушения пород или уменьшением скорости фильтрации воды; упрочнением ослабленных суффозией пород методами силикатизации, цементации, глинизации, применением особых видов фундаментов, например, свайных.
Заключение
Изложенные основы инженерной геологии применяются на практике горно-строительных и горно-эксплуатационных работ.
Развитие геологических процессов и явлений на той или иной территории связано с особенностями ее геологического строения, распространения определенных комплексов горных пород, с историей геологического развития.
Как следует из данных работы, изучение закономерностей развития геологических процессов возможно только на широкой геологической основе, т.е. с учетом развития рельефа того или иного района, его геологического строения, гидрогеологических условий, условий формирования свойств горных пород, развития сопутствующих геологических процессов и явлений.
Всесторонний учет инженерно-геологических факторов таит в себе значительные резервы и возможности улучшения технико-экономических показателей работы.
Список используемой литературы
1. Ажгирей Г. Д. Структурная геология. – М.: Изд. МГУ, 1966- 228 с.: ил.
2. Белецкий Б. Ф. Технология и механизация строительного производства. – 2003. [Электронный ресурс]URL: http://www.sbh.ru/articles/art1_2.htm
3. Горшков Г. П., Якушева А. Ф. Общая геология. – М.: Изд. МГУ, 1976- 314 с.: ил.
4. Ершов В.В., Новиков А. А., Попов Г. Б. Основы геологии. Учебник для вузов. – М.: Недра, 1986- 310 с.: ил.
5. Ломтадзе В. Д. Инженерная геология. Инженерная геодинамика. – Л.: Недра, 1977- 436 с.: ил.
6. Панюков П. Н. Инженерная геология. – М.: Недра, 1978-296 с.: ил.
7. Шепард Ф. П. Морская геология. – Л.: Недра, 1976 – 412 с.: ил.
8. Чаповский Е. Г. Инженерная геология. Учебное пособие для студентов геолог. спец. вузов. – М.: Высшая школа, 1975 – 296 с.: ил.
Похожие работы
... служат обоснованием проекта, поэтому в них освещаются геологические условия и оцениваются все факторы, влияющие на выбор места расположения сооружения, условия его строительства, эксплуатации и реконструкции. Основными задачами инженерной геологии являются: · изучение горных пород как грунтов основания, среды для размещения сооружений и строительного материала для различных сооружений; · ...
... 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика”. СНиП 2.01.15-90 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования”. СНиП 2.06.15-85 “Инженерная защита территорий от затопления и подтопления”. СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах”. При проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений, а также ...
... строительства и архитектуры необходимо включить в план работ Института экономики вопрос о переходе от планирования по стоимости готовой продукции к планированию по стоимости строительно-монтажных работ Задание 6.Определить и описать инженерно-геологические процессы, которые могут возникнуть при фильтрационном воздействии на них подземных вод. Указать мероприятия по борьбе с этими процессами. ...
... сооружений на данной территории с учетом экологического, экономического и других критериев эффективности). В процессе геологических работ (или исследований) изучают инженерно-геологические условия некоторой территории. Для инженерной геологии важнейшее значение имеет гидрогеологическое строение верхней части геологической среды, включающей первый от поверхности водоносный горизонт и ...
0 комментариев