Загрузил Александр Заболотнов

Заболотнов. Суффозия

реклама
Суффозия
Студент 3 курса группы
РГК-20-2
Заболотнов Александр Андреевич
Москва, 2023
Определение
Суффозия – процесс механического выноса мелких частиц из грунтов,
заполнителя трещин и полостей фильтрационным потоком подземных вод.
Последствия
• Данный процесс, на территориях застройки практически всегда развивается
мгновенно и способен привести к природно-техногенным катастрофам разного
масштаба, а также к значительным экономическим потерям. Последствиями которой
являются провалы грунта и проседание вышележащей толщи, а также образование
отрицательных форм рельефа на территории застройки и прилегающих территориях.
• По размерам суффозионные воронки достигают до 10, а иногда, и 100 м
Проявление суффозии в рельефе
• Суффозионные проявления поверхностные, как правило, это отрицательные формы рельефа, и подземные –
структурные элементы массива горных пород.
Поверхностные суффозионные формы могут быть как аккумулятивными (конусы суффозионного выноса), так
и деструктивными (поноры, провалы, оседания). Наиболее типичные поверхностные проявления
суффозионного процесса – оседания и провалы, представляющие собой замкнутые понижения земной
поверхности округлой формы. Склоновые поверхностные проявления суффозии подразделяются на два
типа.
К первому относятся различные ниши. Ко второму типу склоновых суффозионных проявлений относятся
оползни.
Механизм
• Механизм развития механической суффозии можно сравнить с песочными
часами. По мере выноса частиц грунта, сначала образуется область
разуплотнения, потом возникает полость. Ее рост происходит как в стороны, так
и вверх. Постепенно формируется свод, который «перемещается» вверх,
становясь все тоньше. Наступает момент, когда свод обрушается, и мы
наблюдаем очередной провал.
Механизм
• При фильтрационном разрушении горных пород происходит свободное
перемещение частиц более мелкозернистого грунта в порах более
крупнозернистого или при пересечении потоком поверхности контакта со
стороны более мелкозернистого грунта.
Механизм
• Если внутри толщи горных пород или на ее контакте с искусственным
образованием имеется сквозной канал, соединяющий источник
поступления воды с какой либо полостью или зоной разгрузки, суффозия
принимает вид подземной эрозии, т.е. размывания дна и стенок канала
текучей подземной водой.
Механизм
• При осуществлении суффозионного процесса подземные воды не только производят
разрушительную работу, но и транспортируют материал, образующийся в результате
деструкции горных пород, из одного места в другое, иногда на значительные расстояния.
Этот материал может аккумулироваться в порах, трещинах и полостях горных пород,
либо выноситься на земную поверхность.
Виды
Суффозия
Внутренняя – вынос
материала в трещины и
полости горных пород
Внешняя – вынос материала
на земную поверность
Факторы развития суффозии
Для начала отметим, что процессам суффозии подвержены:
преимущественно пылеватые и мелкозернистые пески
лессовые и реже пылеватые и глинистые грунты
Факторы развития суффозии:
Суффозионному процессу благоприятствуют восходящие современные тектонические движения
Развитию суффозии способствует наличие в геологическом разрезе песчаных и лессовых грунтов
Развитие суффозии тем больше, чем более контрастен рельеф данной местности
Деревья и кустарники укрепляют своими корневыми системами толщи дисперсных грунтов
Виды
• Виды суффозии по
перемещению:
Причины суффозии
• Основной причиной развития суффозионных процессов является силовое
воздействие гравитационной воды, свободно движущейся в дисперсных и
сцементированных обломочных горных породах и производящей
разрушительную работу.
Условия
• Создание условий,
необходимых для
проявления суффозии
Условия
Факторы
• Факторами
инициирующеми
суффозию могут быть
природные и техногенные
процессы:
Оценка
• Для развития суффозионного процесса необходимы определенные скорость и
величины градиентов. Для расчета начальной скорости фильтрационного потока при
которой может начаться суффозионный вынос, можно воспользоваться формулой
Зихарда:
• Наиболее важным условием развития
суффозионного процесса является наличие
неустойчивых горных пород, т.е. с
коэффициентом неоднородности
гранулометрического состава:
Оценка
• Зависимость минимальных градиентов от степени неоднородности
породы при фильтрации снизу вверх ( по В.И. Истоминой):
Схематическая карта развития суффозии на территории РФ (2003 год)
Суффозия в Москве
Специалисты геологической службы
Мосэкомониторинга Департамента
природопользования и охраны окружающей
среды Москвы постоянно отслеживают
суффозионные процессы в городе. Наиболее
активно такие процессы развиваются в
северо-западных районах около станций
метро «Беговая», «Полежаевская» и
«Октябрьское Поле»
Изучение суффозии
• Суффозия на сегодня является актуальной
геотехнической проблемой, так как
устранение ее последствий требует
проведения технологически сложных и
дорогостоящих работ. В частности,
изучаются: геологическое строение;
свойства пород: гранулометрический
состав, растворимые соли, трещиноватость
и т.д.; условия движения поверхностных и
подземных вод; рельеф.
Используются методы: инженерногеологическая съёмка; опытное изучение
критических скоростей и градиентов в поле
и в лаборатории.
Прогноз
• Для прогноза возможного обрушения дисперсных пород в результате
образования суффозионных полостей используется следующая формула:
Прогноз
• Важнейшей задачей при прогнозе развития суффозионного процесса
является предсказание местоположения ожидаемого провала. Для этого
используют информацию, получаемую в ходе динамического и
статического зондирования.
Прогноз
Лабораторный
метод
Мероприятия по защите
Все меры по локализации суффозионного процесса
разделены на пассивные и активные.
Пассивные мероприятия
связаны с рациональным
размещением инженерных
сооружений, их
конструктивными
особенностями и
проведением мониторинга
природно-технических систем,
расположенных в зонах
возможного развития
суффозии.
Мероприятия по защите
Активные меры направлены на устранение причин развития процесса
суффозии:
• Осушение или уменьшение скоростей фильтрации;
• Перекрытие мест выноса частиц породы фильтрующим грунтом –
обратный фильтр;
• Искусственная цементация.
Мероприятия по защите
Противосуффозионные
мероприятия
Профилактические –
используются до начала
строительства сооружения
Оперативные – используются в
условиях взаимодействия
сооружения с окружающей
средой.
Крупные примеры
Провал грунта в Москве на
Большой Дмитровке в 1998
году
Крупные примеры
Провал грунта в Самаре
на улице Нагорная
Крупные примеры
Провал грунта в Самаре, 1999 год.
Спасибо за внимание!
Скачать