Состав и строение мерзлых пород - Геологические процессы и строительство сооружений

Лед в мерзлых породах может находиться:

    1 - Как породообразующая часть - в виде Цемента, т. е. в тонкодисперсном виде; в виде Отдельных кристаллов или их Скоплений, Мелких прослойков и жилок (Микроформы); 2 - Как порода - В виде Слоев, залежей, крупных прослойков, гнезд, жил и других форм залегания (макроформы).

Как породообразующая часть - лед влияет на строение собственно мерзлых пород, а как порода в толщах мерзлых пород - определяет особенности их строения.

Мерзлая порода строительство сооружение

При инженерно-геологических изысканиях и проектировании сооружений очень важно выявлять эти особенности строения толщ сильнольдистых мерзлых пород (СН 450-72), чтобы правильно определять места расположения сооружений, их компоновку, глубину заложения фундаментов и прогнозировать возможные их осадки и устойчивость.

Талики - талые, в большинстве случаев водоносные породы, могут образовывать отдельные горизонты или пронизывать толщи мерзлых пород полностью (Сквозные талики) или частично, обусловливая слоистое строение или Прерывистость распространения мерзлых толщ. Они определяют строение, тепловой режим мерзлоты, распространение надмерзлотных, межмерзлотных горизонтов и зон подземных вод и их связь с подмерзлотными водами, развитие некоторых мерзлотных геологических процессов и условия строительства.

Суммарное содержание льда в породе (льдистость) определяется по формуле:

ЛС = ЛМикр + ЛМакр,

Где ЛМикр - минимальная льдистость, обусловленная содержанием в породе микроскопического льда (в виде цемента); ЛМакр - максимальная, обусловленная содержанием макроскопического льда в виде слоев, линз, прослоев, жил, включений и др.

Лед-цемент в мерзлых породах имеет Кристаллически-зернистую структуру и, в зависимости от контакта с частицами породы, подразделяется на Контактный, пленочный, поровый и базальный.

Оттаивание мерзлых пород с микроскопической льдистостью вызывает меньшие их деформации, чем оттаивание с макроскопической льдистостью, что проявляется в значительных и неравномерных осадках (просадках) сооружений. Если макроскопическая льдистость ЛМакр = 0,2-0,3, то это значит, что в каждом метровом слое мерзлой породы находится 20-30 см льда. При оттаивании таких пород осадка сооружения будет 20-30 см, что значительно превышает допустимую (СНИП П - 15 - 74).

В любой мерзлой породе всегда содержится незамерзшая вода, количество которой изменяется в зависимости от температуры, ее минерализации и степени влажности породы. При замерзании и оттаивании пород выделяются области Интенсивных (от 0 до - 2, - 3° С) и Затухающих (ниже - 3° С) фазовых превращений воды.

Таблица 1

Содержание незамерзающей воды в мерзлых породах (по Н. А. Цытовичу)

Кол - во незамерзающей воды (% от массы сухой навески)

Температура пород,°С

Песок средне-

Зернистый

Супесь

Суглинок покровный

Глина покровная

Глина

Кинельская
    -0,3 1 5 10 30
    0,5 0,3
    - 4,5 3,5 3,5 3,2
    12 9,5 7 6,5
    17 14 9,3 6,8
    34,3 26 15,3

По СНиП ІІ-Б.6 - 66 количество незамерзающей воды в мерзлых породах можно определять по формуле:

WH3 = КН WР,

Где WH3 - Количество незамерзающей воды, доли единицы; WР - Влажность породы на пределе пластичности, доли единицы; КН - Коэффициент, зависящий от вида породы, числа пластичности и температуры мерзлой породы.

Строение мерзлых пород выражает их неоднородность и анизотропность, обусловленные распределением льда и формирующихся в процессе промерзания пород и замерзания в них имеющейся воды - без притока новой, свободно движущейся, иммобилизованной и физически связанной в тонкодисперсных глинистых породах. Замерзание сопровождается перераспределением и миграцией воды в жидком и парообразном состояниях к поверхности охлаждения.

Похожие статьи




Состав и строение мерзлых пород - Геологические процессы и строительство сооружений

Предыдущая | Следующая