Основы геодинамики (Гравитационные процессы. Гидродинамические процессы), страница 2

Если строительство ведется в оползневых районах, то необходимо проводить определенные мероприятия. Противооползневых мероприятий достаточно много, они зависят от стадии развития оползня.

При СТАДИИ РАВНОВЕСИЯ, когда оползень характеризуется предельным равновесием.

Смещения пород еще нет, но некоторые признаки начала смещения уже наблюдаются, например, имеются трещины в тыльной части намечающегося оползня, ОСУЩЕСТВЛЯЮТ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ и ПРЕНУДИТЕЛЬНЫЕ меры. Например, создают пригрузку в нижней части склона, уполаживают верхнюю часть склона, не производят строительных работ вблизи оползня, не производят взрывных работ рядом и т.д.

При СТАДИИ ДВИЖЕНИЯ, характеризующейся перемещением горных пород на склоне, применяют АКТИВНЫЕ  меры, например, сооружают различные специальные сооружения, в зависимости от причин, вызванных движение горных пород на склонах. Так, если оползень связан с ЭРОЗИОННЫМИ процессами/ размывкой нижней части склона речной водой/, то устраивают берегоукрепительные и струенаправляющие сооружения. Если же связано с поверхностными водами, то устраивают различного рода ЛИВНЕСТОКИ, НАГОРНЫЕ КАНАВЫ и т.д. Иногда устраивают различного рода ПОДПОРНЫЕ СТЕНКИ.

При СТАДИИ СТАБИЛИЗАЦИИ, характеризующем отсутствие смещения в данный момент времени, но указывающий различными формами рельефа на существование оползня /оползневые ступени, оползневая чаша и т.д./, применяют меры, аналогичные стадии РАВНОВЕСИЯ – т.е. ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ и ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНЫЕ.

2.3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ.

Гидродинамические процессы связанные сдвижением воды в реках, морях, озерах, горных породах. По своему характеру их делят на: СУФФОЗИОННЫЕ, ПЛЫВУННЫЕ, ЭРОЗИОННЫЕ, АБРАЗИОННЫЕ.

СУФФОЗИЯ

СУФФОЗИЯ – это процесс вымывания мелких частиц из горных пород фильтрующей водой, часто сопровождается оседанием вышележащих пород с образованием воронок, провалов и т.п.

Различают суффозию МЕХАНИЧЕСКУЮ и ХИМИЧЕСКУЮ.

МЕХАНИЧЕСКАЯ суффозия происходит за счет выноса частиц породы фильтрующейся водой.

ХИМИЧЕСКАЯ суффозия связана с процессами ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ, она играет как правило, вспомогательную роль. В процессе ХИМИЧЕСКОЙ суффозии разрушаются кристаллические связи, в следствии чего частицы породы освобождаются от связей и получают возможность перемещаться под действием воды. При ХИМИЧЕСКОЙ суффозии в первую очередь растворяются соли, находящиеся на стенках пор, затем – легко растворимые карбонатные частицы. В результате растворения солей и карбонатных частиц поры в породе увеличиваются, что в свою очередь облегчает процесс выноса мелких нерастворимых частиц водой.

Явление СУФФОЗИИ может возникнуть также на контакте двух слоев в тех случаях, когда величины коэффициентов фильтрации для них будут отличаться более чем в два раза. СУФФОЗИОННЫЙ процесс возможен также на контакте между прослойками глинистых, песчаных и гравелистых.

СУФФОЗИОННЫЕ процессы в основном проявляются в несвязных рыхлых породах. В связных породах СУФФОЗИЯ проявляться не может так как переносу тонкозернистых фракций в порах будут препятствовать связи между глинообразующими минералами.

В трещиноватых скальных породах СУФОЗИЯ может развиваться в заполнители трещин, представленном несвязным материалом /дресва, песок, гравий, галька/. СУФФОЗИЯ может проявляться только при ОПРЕДЕЛЕННОМ ГИДРАВЛИЧЕСКОМ давлении фильтрующей воды.

СУФФОЗИОННЫЕ явления отрицательно сказывается на устойчивости зданий и сооружений.

Для борьбы с суффозией применяют:

- ОСУШЕНИЕ породы или УМЕНЬШЕНИЕ скорости движения воды в породе до безопасных величин;

- ПЕРЕКРЫТИЕ мест выноса частиц породы, фильтрующей водой, например, путем присыпки песком;

- ИСКУССТВЕННАЯ цементация рыхлой породы.

ПЛЫВУНЫ

При определенном ГИДРОДИНАМИЧЕСКОМ давлении в горных породах происходит ФИЛЬТРАЦИЯ воды, при увеличении гидродинамического давления в некоторых горных породах проявляется СУФФОЗИЯ, а некоторые породы теряют связность между частицами и переходят в ПЛЫВУНЫ.

ПЛЫВУНЫ – это рыхлые, преимущественно песчаные породы, проявляющие при определенных гидродинамических давлениях большую подвижность.

Явление плывунности выражается в приобретении водонасыщенных пород свойств очень вязкой жидкости.

Различают ИСТИННЫЕ и ЛОЖНЫЕ плывуны.

К ИСТИННЫМ плывунам относят тонкозернистые пески с пылеватыми, илистыми, коллоидными и ограниченными фракциями /содержащие гидрофильные коллоиды/.

К ЛОЖНЫМ плывунам относят породы, лишенные структурных связей, которые могут под влиянием гидродинамического давления перейти в ТЕКУЧЕЕ состояние.

          ИСТИННЫЕ плывуны когда породы переходят в плывунное состояние при незначительных напорных градиентах и приобретают устойчивое плывунное состояние. ЛОЖНЫЕ плывуны когда породы переходят в плывунное состояние при значительных напорных градиентах, при изменении гидрогеологических условий могут легко отдавать воду, после чего не проявлять плывунных свойств.

ПЛЫВУНЫ могут обнаруживаться в ЕСТЕСТВЕННЫХ обнажениях, например, в оврагах; горных выработках; в СТРОИТЕЛЬНЫХ КОТЛОВАНАХ; КАНАЛАХ; ТУННЕЛЯХ№ ШАХТАХ; В БУРОВЫХ скважинах и т.д.

ОБРАЗОВАНИЕ ИСТИННЫХ плывунов зависит от:

- количества и состава высокодисперсных частиц;

- формы и строения частиц /особенно глинистых минералов/;

 - состава, состояния и активности ОРГАНИЧЕСКОГО  вещества;

- минерализации поровых растворов;

- состава обменных катионов и ряда других факторов.

ОБРАЗОВАНИЕ ЛОЖНЫХ плывунов зависит от:

- вибрации скелета горных пород;

- волновых колебаний грунтовых вод;

-гидравлических ударов;

- фильтрационных сил;

- воздействия динамических нагрузок;

- изменение статических напряжений, деформирующих породу и др.

ПЛЫВУНЫ сильно осложняют строительство.