ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Подземные воды, движущиеся в порах, пустотах и трещинах горных пород, в определенных условиях могут разрушать структуры, передвигать мелкие частицы, переводить частицы дисперсных грунтов во взвешенное состояние. Часто все это происходит одновременно, но в зависимости от состава пород и условий движения воды, с различной интенсивностью.

Возможные последствия разрушительной работы учитывают при проектировании объектов, а также принимают во внимание возможность их проявления в период эксплуатации сооружений.

Среди геологических процессов, порождаемых подземными водами, важнейшими являются суффозия, карст и плывуны.

Суффозия

Под этим процессом чаще всего понимают механический вынос потоком подземных вод глинистых, пылеватых, а иногда и песчаных частиц из рыхлых горных пород во взвешенном состоянии. В некотором смысле суффозию можно назвать подземной эрозией, т. е. размывом горных пород движущимися подземными водами, в связи с этим процесс именуют механической суффозией.

Для возникновения и протекания этого процесса необходимо выполнение двух основных условий:

  • 1) наличие разнородных по гранулометрическому составу пористых горных пород, например, супесчано-суглинистых со значительной примесью песчаных и пылеватых частиц;
  • 2) наличие достаточно высокой скорости движения подземных вод, т. е. поток подземных вод должен иметь значительные по величине гидравлические градиенты (гидравлические уклоны).

Суффозионные процессы наиболее часто возникают на склонах речных долин, берегах водохранилищ, в откосах дорожных выемок, на орошаемых территориях, т. е. там, где гидравлические градиенты повышаются по сравнению с окружающей территорией. Они могут также возникнуть и при откачке подземных вод, а иногда при прокладке дренажных и водоотводящих систем.

В результате выноса мелких частиц на поверхность земли или в другие породы, обладающие повышенной пористостью, трещиноватостью или пустотностью, в массиве происходит разуплотнение пород, что ведет к проседанию поверхности, а иногда даже к ее провалам. Достаточно часто суффозионные процессы на естественных склонах или в откосах искусственных выемок являются причиной возникновения оползней.

Суффозия может происходить в разных породах, но особенно этому процессу подвержены лессовые отложения, которые на равнинах России имеют широкое распространение, на них располагаются широко разветвленная сеть автомобильных дорог и аэродромы. Например, на орошаемых землях дельт рек Терека и Сулака (Прикаспий) за счет инфильтрации воды и перепада ее скоростей на границе супесчано-суглинистых отложений (лессов) с озерно-аллювиальными трещиноватыми глинами в ряде мест образовались крупные провалы земли, что нарушило работу оросительных систем и частично дорожной сети. В районе Волгограда многие оползни связаны с суффозион-ным выносом песка грунтовыми водами из лессовых толщ. На рис. 75 показан случай образования суффозионной полости в лессовой толще. Лессовидные суглинки залегают на водоупоре (скифская глина), в суглинках расположен поток грунтовой воды. На склоне рельефа водоупор выклинивается, и грунтовая вода падает вниз в известняки-ракушечники. В месте перепада скоростей образуется сильный суффозионный процесс, который создает в лессовой толще полости и в конечном итоге провалы на поверхности земли.

/

Суффозионная полость с провалом в толще лессовых пород

Рис. 75. Суффозионная полость с провалом в толще лессовых пород:

/ — автодорога; 2 — лессовидный суглинок; 3 — водоупор; 4 — известняк-ракушечник; 5 — провал

Меры борьбы с суффозией довольно разнообразны, но основаны на уменьшении влияния, а в идеальном случае на полном устранении указанных выше условий ее образования. В первую очередь проводят изменение свойств грунтов методами технической мелиорации — упрочнение силикатизацией, цементацией, глинизацией и т. д., уплотнение трамбованием и другими способами.

Той же цели достигают изменением фильтрационных параметров потока подземных вод — регулированием стока поверхностных вод, уменьшением гидравлических градиентов подземного потока откачкой или дренажами иногда до полного прекращения фильтрации подземных вод, тампонированием выходов подземных вод на поверхность земли и другими методами.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >