Основы геодинамики. Геологическая работа ледника, страница 5

Бугры пучения – это крупные формы рельефа, высотой от 1-2 до 25-30 м, диаметром от нескольких метров до 50-60 м и более. Их формирование протекает несколько лет и связано с промерзанием надмерзлотной воды, которая постепенно выпирает вверх мерзлые пласты деятельного слоя. При протаивании на месте бугров образуются небольшие озера.

ТЕРМОКАРСТЫ – это пустоты в толщах мерзлых пород, образованные в результате вытаивания подземного льда при изменении температурного режима мерзлоты под влиянием естественных или искусственных факторов.

СОЛИФЛЮКАЦИЯ – это смещение по склонам мерзлых пород в результате температурных изменений. Они относятся к группе гравитационных процессов, типа ОПОЛЗЕНЬ.

Строительство зданий и сооружений в ОБЛАСТИ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ весьма затруднено в связи со специфичекими свойствами мерзлых грунтов. В мерзлом состоянии грунты могут быть прочными основаниями. Но если они оттаивают, то они в большинстве случаев имеют малую несущую способность.

СКАЛЬНЫЕ грунты, малольдистые пески, гравий, галечники /при глубоком залегании подземных вод/ при оттаивании изменяют свои строительные свойства незначительно.

А такие грунта, как ГЛИНИСТЫЕ, тонко и мелкозернистые пески с прослойками льда, при оттаивании переходят в ПЛАСТИЧНОЕ и даже разжижженое состояние.

В области МНОГОЛЕТНЕМЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ строительство ведется в соответствии с требованиями СНиП /проектирование оснований и фундаментов зданий и сооружений на многолетнемерзлых грунтах/.

Строительство ведется одним из ДВУХ ПРИНЦИПОВ:

1.СОХРАНЕНИЕ ГРУНТОВ В МЕРЗЛОМ состоянии в течении всего периода строительства и эксплуатации зданий. Одним из методов сохранения мерзлоты в основании зданий является применение воздушной теплоизоляционной прослойки, в практике получило название ПРОВЕТРИВАЕМОГО или 2.ОХЛАЖДАЮЩЕГО подполья. Для этого дом поднимает над землей на 0,5-1,0 м, ставят дом как бы на «курьи ножки», вернее на столбовые фундаменты.

УСТРАНЕНИЕ МЕРЗЛОГО состояния грунта:

– постепенным ОТТАИВАНИЕМ мерзлых грунтов в процессе строительства;

- предварительное ИСКУССТВЕННОЕ ОТТАИВАНИЕ грунтов до воздействия здания;

- замена льдосодержащих грунтов талыми.

3. АНТРОПОГЕННЫЕ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Антропогенные процессы – это экзогенные и эндогенные процессы в верхней части земной коры, которые порождаются или активируются деятельностью человека при использовании поверхности земли в качестве его ОСНОВАНИЯ, СТРОЙПЛОЩАДКИ или СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА.

Подобно ЕСТЕСТВЕННЫМ экзогенным и эндогенным процессам, в результате АНТРОПОГЕННЫХ процессов происходят: УПЛОТНЕНИЕ, УПРОЧНЕНИЕ, РАЗУПРОЧНЕНИЕ, РАЗЛОЖЕНИЕ, ОСАДКОНАКОПЛЕНИЕ или ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЗЕМЛЯНЫХ МАСС.

Вследствие деятельности человека достаточно часто активизируется ЕСТЕСТВЕННОЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ процессы.

Между естественными геодинамическими и антропогенными процессами много общего, но и есть существенное различие:

Антропогенные процессы – более ИНТЕНСИВНЫЕ;

- более кратковременные по времени;

- более разнообразны по характеру.

Антропогенные процессы обычно протекают на небольших участках, например, на строительной площадке. Но они вызывают значительные изменения в природной обстановке и сами интенсивно воздействуют на нее, в частности на состояние и свойства горных пород.

К основным видам инженерно-хозяйственного воздействия на геологическую среду можно отнести:

1. Строительство и эксплуатация зданий и сооружений;

2. Временные строительные выемки /котлованы/;

3. Использование массива как основания под сооружения;

4. Устройство гидротехнических сооружений;

5. Подземные сооружения;

6. Дороги и аэродромы;

7. Мелиорация земель;

8. Добыча полезных ископаемых и т.д.

По площади воздействия антропогенные процессы подразделяются на:

- КОМПАКТНЫЕ – отдельные сооружения – здания, мосты и т.д.;

- ЛИНЕЙНЫЕ – железная дорога, туннели и т.д.;

- ПЛОЩАДНЫЕ – города, промышленные комплексы.

По продолжительности воздействия подразделяют на:

- МГНОВЕННЫЕ /секунды, минуты/ - взрывы, обвалы;

- КРАТКОВРЕМЕННЫЕ /от нескольких часов до нескольких дней – катастрофические прорывы воды из поверхностных водоемов, горные удары в подземных выработках и т.д.;

- ВРЕМЕННЫЕ /несколько лет/ - строительные котлованы;

- ДЛИТЕЛЬНЫЕ /многие годы, десятки лет/ - эксплуатация сооружений.

Из всех перечисленных видов инженерно - хозяйственного воздействия рассмотрим только КОТЛОВАНЫ, применяемые при возведении многих видов наземных сооружений.

КОТЛОВАНЫ разрабатываются вследствие необходимости опереть сооружение на однородные и не подвергавшиеся ВЫВЕТРИВАНИЮ горные породы или по конструктивным соображениям, когда все сооружения или часть его должны быть заглублены ниже поверхности земли.

Одним из важных факторов техногенного воздействия на геологическую среду при устройстве КОТЛОВАНА является ОСУШЕНИЕ

- которое может быть либо непосредственно из котлована;

- либо с помощью систем водопонизительных скважин.

Особенности воздействия КОТЛОВАНОВ на массив горных пород заключается в следующем:

- РАЗУПЛОТНЕНИЕ пород вследствии снятия нагрузки /грунта/;

- ВЫВЕТРИВАНИЕ пород на дне и в откосах КОТЛОВАНОВ вследствии обнажения ранее недоступных для агентов пород;

- НАРУШЕНИЕ условия подземного и поверхностного стока так как КОТЛОВАН становится дерном;

- УМЕНЬШЕНИЕ устойчивости склонов при устройстве КОТЛОВАНОВ у подножья склонов;

- УХУДШЕНИЕ физико-механических свойств горных пород вследствии неправильно выбранных способов строительных работ;

- ПРОМОРАЖИВАНИЕ или наоборот РАСТЕПЛЕНИЕ массивов горных пород из-за нарушения сложившегося теплообмена.