Суффозионный процесс

Суффозия — это процесс выщелачивания минеральных частиц и веществ водой, которая находится в толще пород. Специалисты, как правило, различают основные два вида суффозионных процессов: механические и химические.

Проявления механической суффозии обычно характеризуются вымыванием мелкозема водами, которые есть под землёй из толщи песчаника и трещиноватых известняков. Вследствие вышеупомянутого процесса вся вышележащая толща оседает, и на этой территории поверхности земли возникают впадины, воронки, провалы.

Данные явления чрезвычайно опасны для зданий и различных строений. В зависимости от факторов развития, эти необратимые процессы относят к категории природных процессов. Оседание грунта над карстовой полостью происходит как от своего, так и от веса всевозможных сооружений.

Суффозия, как правило, развивается в естественных и в техногенных условиях. Суффозионные провалы образовываются при крупных авариях водопроводов, при постоянных водопроводных и канализационных утечках.

Суффозионные процессы в природных условиях очень часто являются причиной образования оползней. Исходя из вышеизложенного, основные характеристики карстовой опасности поделили на три категории в зависимости от критерия выделения.

Процесс механической суффозии в разнозернистом песке происходит следующим образом. Песок состоит из частиц различного размера — больших и малых. Большие частицы создают структурный каркас породы. Поры достаточно велики и через них под действием фильтрующейся воды свободно проходят мелкие частицы (глинистые, пылеватые). Суффозия в таких песках возникает с момента появления критического напора Ад, > 5.

Суффозия может происходить в глубине массива пород или вблизи поверхности земли.

В глубине массива перенос мелких частиц осуществляется водой из одних пластов в другие или в пределах одного слоя. Это приводит к изменению состава пород и образованию подземных каналов. В глубине массива суффозия может возникать также на контакте двух слоев, различных по составу и пористости. При этом мелкие частицы одной породы потоком воды переносятся в поры другой породы. При суффозии на контакте между слоями иногда формируются своеобразные прослои или вымываются пустоты. Это можно наблюдать на контакте глинистых и песчаных слоев, когда соотношение коэффициентов фильтрации этих пород больше двух. Характерными являются пустоты лессовых пород, в частности, на контакте с подстилающими их кавернозными известняками-ракушечниками. Размер пустот иногда достигает нескольких метров. Такие небольшие пещеры развиты, например, на склонах долины р. Темерник в г. Ростове-на-Дону (рис. 157). Развитие пещер нередко сопровождается провалом поверхности земли, повреждением зданий и подземных коммуникаций.

Как механическая, так и химическая суффозия активно проявляется также вблизи поверхности земли при естественном или искусственном изменении гидродинамических условий — формировании воронок депрессии, колебаниях уровня подземных и поверхностных вод, откачках, дренировании. Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и откосах котлованов и берегах водохранилищ при быстром спаде паводковых вод или сбросе лишних вод, в местах выхода на поверхность грунтовых вод, на орошаемых территориях В откосах строительных выемок суффозионный вынос частиц приводит к оседанию поверхности, образованию провалов, воронок, оползней. Например, в районе Волгограда многие оползни связаны с суффозионным выносом песка грунтовыми водами. На орошаемых землях дельт рек Терека и Сулака (Прикаспий) за счет инфильтрации воды и перепада ее скоростей на границе супесчано-суглинистых отложений с озерно-аллювиальными трещиноватыми глинами образуются крупные провалы, разрушается оросительная сеть, магистральные каналы.

Химическая суффозия может проходить длительное время и выщелачивает не только карбонаты и другие, сравнительно легко растворимые вещества, но и кремнезем. При значительном растворении пород химическая суффозия переходит в карстовый процесс.

При исследовании пород, в которых наблюдается или возможна фильтрация воды, необходимо выявлять их способность к суффозии. Следует учитывать, что при малом гидродинамическом давлении в породах может происходить только фильтрация воды.

Схема формирования суффозионной каверны под насыпной плотиной

Поиск по сайту: