Глава 28 суфозійний І карстові процеси
Суфозійними процеси. При фільтрації підземна вода робить руйнівну роботу. З порід вимиваються складові їх дрібні частинки. Це супроводжується осіданням поверхні землі, утворення великих провалів, воронок (рис. 156). Цей процес виносу частинок, а не його наслідки, називають суфозія.
Розрізняють два види суффозии - механічну і хімічну. При механічний фільтр вода відриває від породи і виносить в підвішеному стані цілі частки (глинисті, пилуваті, піщані); при хімічної вода розчиняє частинки породи (гіпс, солі, карбонати) і виносить продукти руйнування.
При одночасній дії цих двох видів суффозии іноді застосовують термін - хіміко-механічна суфозія. Така суффозія може бути в лесових породах, де розчиняється карбонатное цементуюче речовина і одночасно виносяться глинисті частинки.
Основною причиною суффозіонних явищ слід вважати виникнення в підземних водах значних сил гідродинамічного тиску і перевищення величини деякої критичного
ської швидкості води. Це викликає відрив і винос частинок в підвішеному стані.
Суффозія найбільш властива гранулометричні неоднорідним породам. Процес механічної суффозии в разнозерністимі піску відбувається наступним чином. Пісок складається з частинок різного розміру - великих і малих. Великі частинки створюють структурний каркас породи. Пори досить великі і через них під дією фільтрується води вільно проходять дрібні частинки (глинисті, пилуваті). Суффозія в таких пісках виникає з моменту появи критичного напору Пекло,> 5.
Суффозія може відбуватися в глибині масиву порід або поблизу поверхні землі.
В глибині масиву перенесення дрібних частинок здійснюється водою з одних пластів в інші або в межах одного шару. Це призводить до зміни складу порід і утворення підземних каналів. В глибині масиву суффозія може виникати також на контакті двох шарів, різних за складом і пористості. При цьому дрібні частинки однієї породи потоком води переносяться в пори іншої породи. При суффозии на контакті між шарами іноді формуються своєрідні прошарки або вимиваються порожнечі. Це можна спостерігати на контакті глинистих і піщаних шарів, коли співвідношення коефіцієнтів фільтрації цих порід більше двох. Характерними є порожнечі лесових порід, зокрема, на контакті з подстилающими їх кавернозними вапняками-черепашнику. Розмір пустот іноді досягає декількох метрів. Такі невеликі печери розвинені, наприклад, на схилах долини р. Темернік в м Ростові-на-Дону (рис. 157). Розвиток печер нерідко супроводжується провалом поверхні землі, пошкодженням будинків і підземних комунікацій.
Слід зазначити, що в лесових породах суффозія розвивається не часточки на контактах, айв самих товщах, утворюючи так званий глиняний, або лесовий, карст.
Розвиток пустот починається з ходів землероев і за умови виникнення в них турбулентних завихрень фільтрує води. Порода руйнується і утворюються порожнечі розмиву.
Як механічна, так і хімічна суфозія активно проявляється також поблизу поверхні землі при природному або штучному зміні гідродинамічних умов - формування воронок депресії, коливаннях рівня підземних і поверхневих вод, откачках, дренуванні. Суфозійними процеси часто виникають на схилах річкових долин і схилах котлованів і берегах водоймищ при швидкому спаді паводкових вод або скиданні зайвих вод, в місцях виходу на поверхню грунтових вод, на зрошуваних територіях (рис. 158).
На схилах будівельних виїмок суфозійний виносу частинок призводить до осідання поверхні, утворення провалів, воронок, зсувів. Наприклад, в районі Волгограда багато зсуви пов'язані з суфозійний виносом піску грунтовими водами. На зрошуваних землях дельт річок Терека і Сулака (Прикаспий) за рахунок інфільтрації води і перепаду її швидкостей на кордоні супесчано-суглинистих відкладів з озерно-алювіальними тріщинуватими глинами утворюються великі провали, руйнується зрошувальна мережа, магістральні канали.
Хімічна суфозія може проходити тривалий час і вилуговує не тільки карбонати та інші порівняно легко розчинні речовини, але і кремнезем. При значному розчиненні порід хімічна суфозія переходить в карстовий процес.
При дослідженні порід, в яких спостерігається або можлива фільтрація води, необхідно виявляти їх здатність до суффозии. Слід враховувати, що при малому гидродинамическом тиску в породах може відбуватися тільки фільтрація води,
Мал. 158. Схема формування суфозійного каверни під насипний греблею (по М.Васічу) (позначення зрозумілі з малюнка)