Суффозия
Текущие в пустотах и прослойках горных пород воды в некоторых случаях способны растворять или размывать слагающую массу. Когда растворенные частицы породы уносятся с подземным водным потоком, говорят о возникновении суффозии.
Что такое суффозия
Суффозия – это вынос определенных грунтовых частиц подземными водами. Она сопровождается проседанием грунтового слоя, формированием суффозионных впадин, блюдец, воронок (диаметр до 100 м), пещер. Вследствие явления может измениться гранулометрическая структура пород как подвергшихся размытию, так и фильтровавших выносимый материал.
Чаще всего суффозионный процесс отмечается на участках лёссов и суглинков лёссовидного типа. В карбонатах, гипсе, мергелях, песчано-глинистых грунтах возможно дополнение выноса карстом. Это называется глинистый псевдокарст.
Провоцирующий фактор – движущиеся грунтовые воды. Явление возможно при сложении следующих условий:
Виды суффозии
По способу воздействия на породы выделяют:
Химический тип подразумевает выщелачивание минеральных элементов. Он наблюдается, когда фильтрующаяся вода наталкивается на растворяющиеся в ней вещества.
Механическая суффозия – размытие и перемещение пород, даже не содержащих растворяющихся веществ, интенсивно текущей подземной водой. Явление наблюдается преимущественно на речных склонах и оврагах.
В большинстве случаев химический и механический процессы совмещены. Смешанный тип чаще всего отмечается в лёссах.
По действию водного потока в грунте выделяют процесс:
В первом случае размытие происходит между грунтовыми слоями, не захватывает внутренность грунта. Во втором случае оно осуществляется под действием водного потока внутри слоя, обуславливается значительным ускорением фильтрации подземных вод.
Для борьбы с суффозией грунта применяются активные и пассивные меры. В первом случае осуществляют мероприятия, направленные на устранение причины явления:
Во втором случае рационально размещают строящиеся объекты, учитывают их конструкцию. Перед инженерными и строительными работами осуществляют мониторинг территории, на которой высока вероятность суффозионного процесса.
Механическая суффозия
Механическая суффозия а также химическая это процесс выноса частиц породы подземными водами вызывающий оседание поверхности земли в данных условиях.
◊ Растворимость и размываемость горных пород
Осадочные породы, в состав которых входят соли угольной и соляной кислоты ( например, кальцит, каменная соль), сравнительно легко растворяются водой. Содержание соли серной кислоты ( ангидрит, гипс) растворяются водой значительно медленнее. В результате совместного действия размывания и растворения горных пород в них могут образовываться очень большие пустоты-подземные пещеры.
Суффозия механическая и химическая
В процессе химической суффозии разрушаются кристаллические связи, вследствие чего частицы породы освобождаются и получают возможность перемещаться. В первую очередь растворяются соли, находящиеся на стенках пор, затем-легко растворимые карбонатные частицы. В результате растворения солей и карбонатных частиц поры в породе увеличиваются, что в свою очередь облегчает процесс выноса мелких нерастворенных частиц.
Наблюдая суффозионные явления, И.И. Бочков установил, что наибольшее развитие они получают при условии, что основная масса породы состоит из двух резко различных по размеру фракций. В песчаных породах отношение размера частиц D к размеру поры dпор по данным И.Б. Бочкова, примерно равно 2,5. Для того, чтобы мелкие песчинки могли свободно передвигаться в порах, размер поры dпор должен быть больше размера движущейся частицы примерно в 8 раз.
Следовательно, необходимым условием суффозионного выноса должно соотношение размеров крупных частиц D и мелких частиц d не менее чем:
Известно, что крупные частицы породы выносятся при больших значениях градиента фильтрации, чем мелкие.Объясняется это явление тем, что гидродинамическая сила принадлежит к числу объемных сил и действует по поверхности сопротивления.Следовательно, если принять частицы породы шаровидными, то можно прийти к выводу, что величина гидродинамического давления, необходимого для передвижения частицы, должна быть пропорциональна ее диаметру.
Н.Н. павловский считает, что для частиц со средним диаметром ( от 0,25 до 1,0 мм) величина критического градиента фильтрации равна среднему диаметру частиц: I кр=dср. Зависимость между гидродинамической силой и диаметром частиц установлена Н.Н. Павловским для свободного перемещения частиц породы.
V kp=0,002(0,75n+0,23)(Re/de), где
Диаметр частиц, мм … 1,000 0,500 0,100 0,050 0,010 0,005 0,001
На основе произведенных экспериментальных исследований Д. Джастин указал критические размывающие скорости фильтрации для песка и гравия различного размера:
Диаметр частиц, мм …. 5,0 3,0 1,0 0,8 0,5 0,1 0,08 0,05 0,03 0,01
Значения критических скоростей и градиентов фильтрации в однородных песках различной крупности, по данным И.Ф. Володько, следующие:
Диаметр, мм … 0,57 0,90 1,35
Критическая скорость м/сут (см/с) … 890(1,03) 530(0,61) 300(0,35)
Критический градиент … 6,67 1,63 0,54
Для определения возможности суффозии по формулам приходится часто пользоваться понятием среднего размера частиц породы.По данным В.С. Истоминой, могут быть получены следующие соотношения: действительная пористость породы в долях единицы:
d расч=(1,9√γв/√(γуд-γв)]·√(vкр·γуд),
где γуд-удельная сила тяжести частиц породы, Н/м³; γув-удельная сила тяжести воды,Н/м³; средний диаметр пор в породе, мм:
dср.пор=3,1√Кф.ср·γв·η/n′,
где Кф.ср-средний коэффициент фильтрации, см/с; η-динамический коэффициент вязкости воды, см²/с.Используя данные, полученные из экспериментов, В.С. истомина установила, что фильтрационное разрушение породы в восходящем потоке воды начинается при критическом градиенте
Iкр=4,5 (dрасч/dср.пор)²
Явление суффозии может также возникнуть на контакте двух слоев в тех случаях, когда величина коэффициентов фильтрации для них будет отличаться более чем в два раза. Таким образом, устанавливается возможность суффозионного выноса на контакте между прослойками глинистых и песчаных пород или песчаных и гравелистых.
Для того чтобы найти для этого случая критическую скорость суффозионного выноса, С.В. Избаш предложил формулу:
Vкр=V0+f(d²/D²),
Vкр=0,26d²60[1-1000(d60/D60)²],
а)Какие породы и в каких местах и условиях теряют свою прочность вследствие выщелачивания солей, создающих структурные связи или ослабление коллоидных структурных связей при периодическом высыхании и увлажнений.
в) Где, за счет каких источников и по каким внутренним путям возможно движение воды через легко размываемую породу.
***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях!
Суффозионные процессы и их последствия как факторы риска в строительстве.
С увеличением темпов развития градостроительства, и как следствие, городской инфраструктуры, а также всевозможных подземных коммуникаций, увеличивается и техногенная нагрузка на застраиваемые территории. Поэтому, все чаще возникает необходимость оценки развития (возникновения, наступления) геологических процессов, связанных именно с техногенным воздействием.
По размерам суффозионные воронки достигают до 10, а иногда, и 100 м. Сам же процесс может протекать как на значительной глубине, так и вблизи поверхности. Глубинные суффозионные процессы, являются одной из причин образования подземных пещер, что в свою очередь ведет к проседанию всей вышележащей толщи грунтов и пород, а в условиях увеличения нагрузки на поверхность (при строительстве различных объектов) способно привести к провалу всей грунтовой толщи.
Суффозия – процесс выноса частиц грунта водами естественных подземных горизонтов, а также водами искусственных техногенных горизонтов. Данный процесс, на территориях застройки практически всегда развивается мгновенно и способен привести к природно-техногенным катастрофам разного масштаба, а также к значительным экономическим потерям.
Как правило, образованию суффозионных проявлений на жилых территориях способствует изменение гидродинамической обстановки в ходе проведения строительных мероприятий, а также вследствие утечек из городских коммуникаций. Также, зачастую этому процессу способствует изменения химического состава подземных вод, вследствие которого происходит растворение частиц грунта и их последующий вынос.
В настоящее время, при проектировании объектов промышленного и гражданского строительства принято выполнять оценку рисков, в том числе оценивают вероятность проявления опасных геологических процессов, а также техногенное влияние на территорию предполагаемого строительства и последствия, связанные с ним.
Известно, что такой процесс как суффозия может возникать только в определенных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях. Основополагающим фактором является наличие пород с определенным текстурно-структурным составом. Также важную роль, определяющую возможность возникновения данного явления, играют такие факторы, как фильтрационная способность пород, величина градиента напора (гидродинамическая сила потока), химический состав вод горизонта и скорость подземного потока, а также наличие области выноса.
В случае, если процесс суффозии носит природно-техногенные характер, то все чаще источниками утечек воды, являются объекты водоснабжения и канализации, для обратной засыпки которых, чаще всего используют неоднородные по гранулометрическому составу насыпные грунты, наиболее подверженные суффозионному разрушению. А при плохом их уплотнении процесс происходит быстрее. Например, в случае если коммуникации проходят под транспортными магистралями, то формирование полости невозможно заметить до момента разрушения асфальтового покрытия под нагрузкой от транспорта.
На территории строительства новых зданий, изменение режима потока ПВ, в большинстве случаев, происходит вследствие вскрытия грунтовой толщи при организации строительных выемок. Образовании искусственной полости выноса (котлована, траншеи и др.), и отлив воды через ее поверхность приводит к увеличению скорости потока, которое и влечет за собой свободный вынос частиц грунта в образовавшуюся полость.
Суффозия на сегодня является актуальной геотехнической проблемой, так как устранение ее последствий требует проведения технологически сложных и дорогостоящих работ. Поэтому оценка риска, с целью предотвращения возможности возникновения данного явления играет значительную роль при проектировании строительства.
Наиболее оптимальным вариантом является использование комплекса методов оценки.
Для выполнения расчетов и последующего прогнозирования необходимо учитывать информацию, полученную в ходе предварительного обследования участка строительства.
Как правило, оценивают:
Подпись
Для московского региона проведена оценка и последующее картирование опасных и потенциально опасных суффозионных районов, что изначально позволяет предварительно охарактеризовать район застройки по степени развития и активности процесса.
2. Гидрологические условия
Наличием естественных водотоков на территории строительства обусловлена гидрогеологическая обстановка участка строительства. Химический состав подземных вод.
3. Естественные горизонтов ПВ
Изучение гидрогеологических условий дает возможность определить максимально возможные значения напорных градиентов, скорости потоков, состав и фильтрационные особенности пород.
4. Текстурно-структурные особенности пород
Исследования водопроницаемости грунтов предполагают изучение свойств техногенных грунтов и грунтов естественного залегания зоне эксплуатации.
Сюда входит определения фильтрационных свойств грунтов, а также исследования грунтов на виброползучесть.
5. Техногенную нагрузку
Определяют количество коммуникаций на единицу площади и др. факторы, которыми может быть обусловлено развитие аварийной обстановки.
С учетом некоторых из вышеперечисленных факторов, в лабораторных условиях, выполняется физическое моделирование суффозионного процесса. Для данного моделирования используются специальные трехмерные установки, позволяющие воссоздать условия, характерные именно для исследуемой территории.
Однако, минусом данного метода, несомненно является невозможность учета всех исходных параметров из-за их многообразия. Непредсказуемость факторов техногенного происхождения и скорость их изменения особенно влияют на объективность данного прогнозного расчета.
По итогам прогнозной оценки, в зависимости от факторов, влияющих на суффозионный процесс, определяют методы его предотвращения, а также даются рекомендации, позволяющие контролировать его развития на территории застройки.
На сегодня, методы борьбы с суффозией заключаются в предотвращении движения воды через размываемый массив и включают в себя:
— Регулирование стока ПВ и организация дренажных систем
— Организация противофильтрационных завес и шпунтовых стенок
— Увеличение пути фильтрации и уменьшение скорости движения ПВ
— Искусственное изменение свойств пород путем изменения их состава (цементация, силикатизация), для снижения фильтрационных свойств
— Организация обратных фильтров.
Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Что такое химическая суффозия
Процесс выноса грунтовыми водами мельчайших частиц породы и растворенных веществ называется суффозией. Суффозия приводит к просадке поверхности и появлению таких форм рельефа, как степные блюдца (поды), суффозионные овраги, воронки, провалы, поля просадки. Особо благоприятные условия возникновения просадочных форм существуют там, где в мощных толщах рыхлых отложений (особенно лёсса) при общем незначительном их увлажнении происходит вертикальная циркуляция вод.
Степные блюдца (поды) — пологие овальные понижения, часто возникающие в степных районах на поверхности лёссовых равнин. Дно степных блюдец опущено по сравнению с ненарушенным положением поверхности на 2—3, а иногда на 7 м, диаметр понижения редко бывает более 100 м.
Степные блюдца обычно приурочены к бессточным участкам лессовых равнин и к водоразделам. Возникают они чаще всего на месте первичных неровностей, в которых временно скапливается вода. Просачиваясь, вода, выносит мелкие частицы из рыхлых пород, делая их менее плотными, и создает условия для возникновения просадки. Степные блюдца типичны для лёссовых равнин Украины, Западно-Сибирской низменности и т. д.
Суффозионные воронки. Энергичный вынос частиц породы может привести к образованию пустот, а обвалы над пустотами создают воронки диаметром в несколько метров. Обычно такие воронки расположены группами. При дальнейшем выносе подземными водами пород на месте воронки образуется провал — впадина, ограниченная обрывами. Co временем провалы углубляются и расширяются. Сливаясь, суффозионные воронки и провалы могут образовать овраг. При большом скоплении воронок и провалов создается суффозионное поле — сравнительно пониженное пространство с очень сложным изрезанным рельефом.
В условиях сухого климата образование просадочного рельефа может быть вызвано искусственным орошением. Такой просадочный рельеф очень распространен в Средней Азии.
СУФФОЗИЯ
B. T. Tрофимов.
Смотреть что такое СУФФОЗИЯ в других словарях:
СУФФОЗИЯ
(от лат. suffossio — подкапывание, подрывание) выщелачивание, вынос мелких минеральных частиц и растворимых веществ водой, фильтрующейся в толще. смотреть
СУФФОЗИЯ
суффозия ж. Вынос растворимых веществ и мелких минеральных частиц из горных пород потоком фильтрующейся в их толще воды.
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
3.21 суффозия : Разрушение и вынос потоком подземных вод отдельных компонентов и крупных масс дисперсных и сцементированных обломочных пород, в том чи. смотреть
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
суффо́зия (лат. suffosio подкапывание, подрывание) вынос растворимых веществ и мелких частиц водой, фильтрующейся в толще рыхлых горных пород или грун. смотреть
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
выщелачивание растворимых солей и вынос частиц породы потоками грунтовых вод, вызывающие образование подземных пустот и последующее оседание вышележащих толщ
(Болгарский язык; Български) — суфозия
(Чешский язык; Čeština) — sufóze
(Немецкий язык; Deutsch) — Suffosion; Erdstoffausspülung
(Венгерский язык; Magyar) — szuffózió
(Монгольский язык) — суффози
(Польский язык; Polska) — sufozją
(Румынский язык; Român) — afuiere; sufozie
(Сербско-хорватский язык; Српски језик; Hrvatski jezik) — sufozija
(Испанский язык; Español) — sifonamiento
(Английский язык; English) — suffosion; subsurface erosion
(Французский язык; Français) — suffosion; érosion interne
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
(по А. П. Павлову) оседание поверхности земли вследствие выщелачивания и выноса растворимых составляющих подземными водами из нижележащих пород. II. М. Бочков (1936 г.) различает суффозии следующих видов: 1) химическую — вымывание растворимых солей; 2) коллоидную — вымывание частиц грунта с разрушением микроагрегатов коагулированных глинистых частиц; 3) механическую — вымыла пне мелких частиц грунта из пор части скелета более крупных частиц грунта. Показателем механической суффозии является критическая величина вымывающих скоростей. В настоящее время термин «суффозия» обычно употребляют для обозначения механического выноса подземными водами мельчайщих частиц из породы.
Синонимы:
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
эрозионный процесс вымывания (выщелачивания) фильтрующейся водой микрочастиц из растворимых горных пород, сопровождающийся образованием просадочных деф. смотреть
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
(грунта) boil, internal erosion, erosive leakage, blowout piping, piping* * *суффо́зия ж.suffosionсуффо́зия ма́ссы — piping by heaveСинонимы: вынос
СУФФОЗИЯ
— выщелачивание и вынос мелких минеральных частиц потоками грунтовых вод, фильтрующихся в толще горных пород. Суффозия приводит к образованию подземных. смотреть
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
Ударение в слове: суфф`озияУдарение падает на букву: оБезударные гласные в слове: суфф`озия
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
ж. геол. erosione f interna
СУФФОЗИЯ
(1 ж), Р., Д., Пр. суффо/зииСинонимы: вынос
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
суффо’зия, суффо’зии, суффо’зии, суффо’зий, суффо’зии, суффо’зиям, суффо’зию, суффо’зии, суффо’зией, суффо’зиею, суффо’зиями, суффо’зии, суффо’зиях
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ ж. Вынос растворимых веществ и мелких минеральных частиц из горных пород потоком фильтрующейся в их толще воды.
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
suffosion– суффозия массыСинонимы: вынос
СУФФОЗИЯ
СУФФОЗИЯ
— см. просадка. Синонимы: вынос
СУФФОЗИЯ
Фифо Суффозия Соя София Сиф Сиу Оффис Офис Ося Озу Зоя Фузия Узи