Ложный плывун — мелкий пористый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован и выносит с собой песок.
Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов.
Борьба с плывунами сводится к их осушению. При проходке тоннелей, горных выработок и др. применяют особые меры защиты их от плывунов (специальные щиты, кессоны, замораживание и т.п.).
45. Лёсс. Распространение лёссовых отложений.
Лёсс — осадочная горная порода, неслоистая, однородная известковистая, суглинисто-супесчаная, имеет светло-жёлтый или палевый цвет.
В лёссе преобладают частицы 0,002—0,05 мм (пылеватые частицы); глинистые частицы менее 0,002 мм присутствуют в количестве 5—30 %; некоторое количество частиц 0,01-0,05 мм представлено агрегатами, образовавшимися при коагуляции коллоидной части породы.
Пористость лёсса 40—55 %. Обычно он пронизан тонкими канальцами (макропорами, следами растительных остатков). По своему составу лёсс относится обычно к суглинкам, реже к супесям. Крупные частицы в лёссе состоят преимущественно из кварца и полевого шпата, в меньшем количестве — из слюд, роговой обманки и т. д. В отдельных прослоях изобилуют зёрна вулканического пепла, переносившегося ветром на сотни километров от места извержения. Тонкие частицы в лёссе состоят из различных глинистых минералов (гидрослюда, каолинит, монтмориллонит). В лёссе иногда встречаются известковистые конкреции, раковины наземных моллюсков и кости млекопитающих, особенно грызунов и мамонта.
Лёсс распространён в Европе, Азии, Северной и Южной Америке, преимущественно в степных и полупустынных районах умеренного пояса.
Лёссовые породы на Русской равнине покрывают территории от Польши до Урала. Почти полностью покрыты лёссовым чехлом Средняя и Южная Украина, Предкавказье. Обширные массивы лёссовых пород имеются в Белоруссии, в центральных районах и на юго-востоке (бассейн нижнего Дона, Среднее Поволжье). Лёссовые породы большой мощности имеются в Средней Азии. Они широко представлены на равнинах Южной Сибири.
46. Просадочные явления в лёссовых породах.
Просадка связана с воздействием воды на структуру пород с последующим ее разрушением и уплотнением под весом самой породы или при суммарном давлении собственного веса и веса объекта. Уплотнение пород приводит к опусканию поверхности земли в местах замачивания водой. Форма опускания зависит от особенностей источника замачивания. Инфильтрация воды через траншеи и каналы приводит к продольным оседаниям поверхности. Площадные источники замачивания, в том числе и при поднятии уровня подземных вод, приводят к понижению поверхности на значительных территориях. Вследствие опускания поверхности земли здания и сооружения претерпевают деформации, характер и размер которых определяется величинами просадок. Величина оседания поверхности (величина просадки) может быть различной и колеблется от нескольких до десятков сантиметров, что зависит от особенностей замачивания толщи. Структура лессовых пород по своей прочности неодинакова. В одних случаях она разрушается после водонасыщения и при одновременном приложении к ней нагрузки от объекта. При определении величины просадочной деформации породы не следует забывать об осадке. Под весом сооружения грунт несколько уплотняется, происходит осадка сооружения. Величина осадки в значительной степени зависит от природной влажности грунта - чем больше влажность грунта, тем больше он сжимается и тем больше величина осадки. Просадка проявляется уже как дополнительное к осадке уплотнение. Таким образом, деформация породы складывается из «осадки - просадки». Для конкретных условий эта величина обычно постоянная. Соотношение между осадкой и просадкой может меняться. В более сухих грунтах осадка будет уменьшаться, а просадка возрастать, и наоборот. В состоянии природной влажности и ненарушенной структуры лессовые породы являются достаточно устойчивым основанием. Однако потенциальная
возможность проявления просадки, что приводит к деформациям зданий и сооружений, требует осуществления различного рода мероприятий.
47. Вечная мерзлота: её строение, распространение и свойства.
«Вечная мерзлота» (многолетняя криолитозона, многолетняя мерзлота) — часть криолитозоны, характеризующаяся отсутствием периодического протаивания. Распространение — север Аляски, Канады, Европы, Азии, острова Северного Ледовитого океана. Районы многолетней мерзлоты — верхняя часть земной коры, температура которой долгое время (от 2—3 лет до тысячелетий) не поднимается выше 0 °C. В зоне многолетней мерзлоты грунтовые воды находятся в виде льда, её глубина иногда превышает 1 000 метров.
По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять:
· кратковременномерзлые породы (часы, сутки),
· сезонномерзлые породы (месяцы),
· многолетнемерзлые породы (годы, сотни и тысячи лет).
Между этими категориями могут быть промежуточные формы и взаимные переходы. Например, сезонномерзлая порода может не протаять в течение лета и просуществовать несколько лет. Такие формы мерзлой породы называются «перелетками».
65% территории России — районы многолетней мерзлоты. Наиболее широко она распространена в Восточной Сибири иЗабайкалье.
Учёт многолетней мерзлоты необходим при проведении строительных, геологоразведочных и других работ на Севере.
В районах вечной мерзлоты промерзший грунт никогда при современных климатических условиях не оттаивает.
В летнее время самые верхние горизонты вечномерзлой толщи оттаивают, зимой снова замерзают. Неоднократный переход воды из одного фазового состояния в другое сообщает неустойчивость, подвижность поверхностной толще. В результате возникают различные формы движения грунта и различные формы рельефа, свойственные только областям вечной мерзлоты. Слой сезонного промерзания и оттаивания, мощность которого изменяется от 1 до 4м, получил название деятельного слоя. Ниже его залегает собственно вечномерзлый слой. Слои отличаются друг от друга в летнее время, зимой они не имеют четко выраженной границы. Лед в мерзлом грунте присутствует в различных формах: в форме ледяного цемента (замерзшие поровые и капиллярные воды), ледяных включений и крупных ледяных тел — линз или жил. По условиям образования вечномерзлые грунты могут быть сингенетическими и эпигенетическими. Сингенетические мерзлые грунты образуются одновременно с осадконакоплением. Эпигенетическими мерзлыми грунтами называются такие отложения, которые промерзли уже после накопления.