Опасные геологические процессы

Согласно СП 116.13330.2012 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов» [6] к опасным геологическим процессам относят оползни, обвалы, карст, селевые потоки, снежные лавины, переработку берегов морей, водохранилищ, озер и рек, подтопление и затопление территорий, морозное пучение, наледеобразование, термокарст и их сочетания (приложение Д).

Оползни – это смещение горных пород со склонов, бортов карьеров, строительных выемок под действием веса грунта и объемных и поверхностных сил. Различают оползни скольжения, оползни выдавливания, вязко-пластические оползни, оползни внезапного разжижения, оползни гидродинамического разрушения.

Обвалы - это отрыв масс горных пород склонов, бортов и их падение вниз под влиянием силы тяжести с опрокидыванием и перекатыванием без воздействия воды.

Карст - это комплексный геологический процесс, обусловленный растворением подземными и (или) поверхностными водами горных пород, проявляющийся в их ослаблении, разрушении, образовании пустот и пещер, изменении напряженного состояния пород, динамики, химического состава и режима подземных и поверхностных вод, в развитии суффозии (механической и химической), эрозий, оседаний, обрушений и провалов грунтов и земной поверхности.

Сели – это процесс изливания с огромной скоростью грязекаменных потоков, насыщенных твердым материалом, возникающих при выпадении обильных дождей или интенсивном таянии снега в предгорных и горных районах. Различают связные и текучие сели.

Снежные лавины - это сосредоточенное движение больших масс снега, падающих или соскальзывающих с горных склонов в виде сплошного тела (мокрые лавины) или распыленного снега (сухие лавины).

Переработка берегов морей, озер, водохранилищ, рек - это размыв и разрушение пород берегов под действием прибоя и русловых процессов.

Подтопление – это комплексный гидрогеологический и инженерно-геологический процесс, при котором в результате изменения водного режима и баланса территории происходят повышения уровней (напоров) подземных вод и/или влажности грунтов, превышающие принятые для данного вида застройки критические значения и нарушающие необходимые условия строительства и эксплуатации объектов.

Затопление – это образование свободной поверхности воды на участке территории в результате повышения уровня водотока, водоема или подземных вод.

Морозное (криогенное) пучение – это процесс, вызванный промерзанием грунта, миграцией влаги, образованием ледяных прослоев, деформацией скелета грунта, приводящих к увеличению объема грунта и поднятию его поверхности.

Наледь – это слоистый ледяной массив на поверхности земли, льда или инженерных сооружений, образовавшийся при замерзании периодически изливающихся подземных или речных вод.

Термокарст - это процесс оттаивания льдистых грунтов, подземного льда, сопровождающийся их осадкой и образованием понижений рельефа.

Наиболее вероятными опасными геологическими процессами, возникающими в долинах равнинных рек, являются оползни на склонах и уступах террас, карстовые явления, подтопление и затопление территорий, морозное пучение.

Оползни

К оползнеопасным и обвалоопасным относятся территории, на которых возможно возникновение или активизация оползневых смещений и обвалов в течение периода строительства, эксплуатации и ликвидации объекта. В пределах оползнеопасных территорий отдельно выделяют оползневые зоны, где имеются или ранее возникали активные оползни. Схема оползня приведена на рисунке 10.

Рис. 10. Схема оползня

При выполнении геологических изысканий на оползневых склонах производят качественную и количественную оценку возможности появления и степени распространенности активных (двигающихся) оползней.

Количественная оценка предполагает проведение расчетов на устойчивость склонов.

Качественная оценка наличия или возможности возникновения на рассматриваемом склоне оползней определенного типа проводится путем сопоставления инженерно-геологической обстановки данного склона со специфическими особенностями оползней разных типов, охарактеризованными в таблице приложения Г.

Различаются склоны следующих трех категорий:

устойчивые - на которых формирование оползней завершилось давно и при сохранении наблюдающейся ныне природной обстановки опасность развития оползневых подвижек отсутствует;

условно устойчивые - формирование которых закончилось недавно и запас устойчивости еще очень невелик;

неустойчивые - формирование которых продолжается и сопровождается развитием оползней.

Качественную оценку устойчивости необходимо производить с учетом генетического типа, морфологии (характера рельефа), возраста и стадии формирования склона и его морфологических элементов, анализируя следующие данные:

- характерные профили рельефа: если склон очень крутой, крутой или средней крутизны, то на нем возможно возникновение оползня;

- положение (границы) относительно однородных по литологии и механическим свойствам слоев и толщ, слагающих склон – необходимо рассматривать однородность напластования склона, наклон слагающих его пластов в сторону поверхности склона;

- генетические типы слагающих склон пластов – наличие выветривающихся пород или коренных, взаимное их расположение;

- положение поверхностей (или зон) ослабления в массиве склона (трещины различного происхождения, старые и свежие поверхности оползневых смещений, контакты слоев, прослои и зоны малопрочных пород, зоны тектонического дробления);

- верхние и нижние границы водоносных горизонтов и обводненных зон в массиве пород.

В курсовой работе необходимо провести качественную оценку оползневых явлений, описать склоны речной долины и уступы террас, охарактеризовав их по вышеприведенным признакам на возможность возникновения оползней.

Карст

Карст это комплексный геологический процесс, обусловленный растворением подземными и (или) поверхностными водами горных пород (приложение Д).

Схема карстовых процессов приведена на рисунке 11.

Противокарстовые мероприятия следует предусматривать при проектировании зданий и сооружений на территориях, в геологическом строении которых присутствуют растворимые горные породы (известняки, доломиты, мел, обломочные грунты с карбонатным цементом, гипсы, ангидриты, каменная соль) и имеются карстовые проявления на поверхности (карры, поноры, воронки, котловины, карстово-эрозионные овраги, полья) и (или) в глубине грунтового массива (разуплотнения грунтов, полости, каналы, галереи, пещеры, воклюзы).

Рис. 11. Схема карстовых процессов: 1 – карры; 2 – воронки; 3 – естественные шахты; 4 – горизонтальные пещеры; 5 – вертикальная пещера; 6 – сталактиты; 7 – сталагмиты; 8 – сталагнат; 9 – подземные реки и ручьи; 10 – сифон; 11 – подземный водопад; 12 – грот; 13 – вход в пещеру

При проектировании зданий и сооружений на закарстованных территориях назначаются противокарстовые мероприятия в соответствии с [3].

По характеру карстовой опасности для строительных объектов следует выделять следующие основные ее виды:

Карстоопасность вида А обусловлена повышенной чувствительностью закарстованных территорий к загрязнению геологической среды (в первую очередь, подземных вод) вследствие образования провалов, наличия карстопроявлений (карстовых воронок, мульд оседания, разуплотненных зон в грунтовой толще и т.д.). Карстоопасность вида А необходимо учитывать, прежде всего, при проектировании и эксплуатации полигонов захоронения промышленных и бытовых отходов, нефтепроводов, канализационных коллекторов, автомобильных и железных дорог, химических предприятий, атомных электростанций и т.п.

Карстоопасность вида В обусловлена вероятностью повреждения строительных объектов или земельных участков поверхностными карстопроявлениями (провалами, локальными и общими оседаниями и др.).

Карстоопасность вида С обусловлена возможными осложнениями при строительстве и эксплуатации подземных сооружений и фундаментов глубокого заложения вследствие наличия и развития карстопроявлений (обводненных карстовых полостей и зон повышенной трещиноватости горных пород, локальных разуплотненных зон в грунтовой толще и др.).

Карстоопасность вида D обусловлена недопустимыми утечками воды из водоемов, каналов, водоотводных канав и др.

В курсовой работе необходимо выявить наличие карстовых проявлений в породах, наличие трещиноватых пород. В соответствии с их залеганием, оценивается вид карстовой опасности и делается вывод о возможности дальнейшего строительства на данной территории.