Механическая суффозия методы защиты реферат

Обновлено: 02.07.2024

1. СУФФОЗИЯ процесс механического выноса мелких частиц из породы (как правило, обломочных пород: песков, гравия, галечника и др.), заполнителя

СУФФОЗИЯ
процесс механического выноса мелких частиц
из породы (как правило, обломочных пород:
песков, гравия, галечника и др.), заполнителя
трещин и полостей фильтрационным потоком
подземных вод
1

2. Суффозия наблюдается на склонах и откосах, когда они дренируют пески, содержащие подземные воды. В результате длительного развития суффоз

Суффозия наблюдается на склонах и откосах, когда они
дренируют пески, содержащие подземные воды. В
результате длительного развития суффозионного
процесса происходит разрыхление песчаного слоя у самого
выхода фильтрационного потока на склон, там, где
гидравлический градиент характеризуется высокими
значениями. В результате этого может произойти
обрушение вышележащих пород.
2

3. Суффозия часто развивается в трещиноватых скальных или полускальных породах при выносе заполнителя из трещин и карстовых полостей. В глин

Суффозия часто развивается в трещиноватых
скальных или полускальных породах при выносе
заполнителя из трещин и карстовых полостей.
В глинистых породах, не имеющих крупных
сообщающихся друг с другом пор, размыв породы
может происходить по трещинам выветривания
или по ходам землеройных животных
3

4. Условия и факторы развития механической суффозии 1) наличие водоносного песка определенной неоднородности Суффозия развивается преимуще

Условия и факторы развития
механической суффозии
1) наличие водоносного песка определенной
неоднородности
Суффозия развивается преимущественно в породах, у
которых коэффициент неоднородности
гранулометрического состава Сu = Кн = d60 / d10 > 20
2) наличие фильтрационного потока в песке
Гидравлический градиент J > 5
3) наличие среды, в которой может
аккумулироваться выносимая водой
мелкозернистая песчаная масса
Определяющий фактор – энергия водного
фильтрационного потока
4

5. Для определения начальной скорости потока, при которой начинается суффозия, используют формулу Зихарда: где Кф - коэффициент фильтрации по

Для определения начальной скорости потока, при
которой начинается суффозия, используют
формулу Зихарда:
Vраз
Кф
15
где Кф - коэффициент фильтрации породы, м/с
Для определения критических градиентов
фильтрационного потока используют формулы
К. Терцаги и Е.А. Замарина:
Iкр = (ρm – 1)(1 – n);
Iкр = (ρm – 1)(1 – n) + 0,5n;
где ρm – плотность минеральных зерен песка, г/см3;
n – пористость грунта, д.ед.
5

Плывуны осложняют производство работ, могут привести к различным нарушениям при строительстве и эксплуатации сооружений и даже авариям.

Способы борьбы:

осушение грунтов с помощью забивных и опускных фильтров, откачка воды из скважин;

защита котлованов, шурфов и т.д. от заплывания с помощью шпунтовых стенок и забивной крепи. Шпунты забиваются до водоупора или плотных пород;

закрепление плывунов до потери плывучести, путём замораживания или силикатизацией (жидким стеклом и т.д.).

Суффозия – разрушение горных пород потоками фильтрующейся воды. Суффозия, как инженерно-геологический процесс, проявляется на участках расположения гидротехнических сооружений (плотин, каналов) и при вскрытии подземных вод котлованами и карьерами. Различают механическую и химическую суффозию.

Механическая суффозия – это вынос мелких частиц фильтрующейся водой – вода выносит частицы во взвешенном состоянии. Она происходит в рыхлых, насыщенных водой и мягких связных породах при повышении напорного градиента в фильтрационном потоке до некоторых величин. Эти градиенты могут создаваться в нижнем бьефе плотин, тогда частицы породы будут выноситься из-под основания плотины, и устойчивость последней будет нарушена. При вскрытии насыщенных подземными водами рыхлых, несвязных грунтов, происходит движение всей грунтовой массы (грунт + вода) в направлении действия напорного градиента. Этот процесс получил название плывучести, а грунты, насыщенные водой и обладающие этими свойствами – плывунами. Обычно, плывуны вскрываются котлованами, карьерами, колодцами, при проходке скважин и туннелей.

22. Виды деформаций оснований и сооружений.

Деформации оснований подразделяются на:

- осадки - деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

- просадки - деформации, происходящие в результате уплотнения и сопровождающиеся коренным изменением структуры грунта под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительных факторов (замачивание просадочного грунта, оттаивание ледовых прослоек в замершем грунте и др.);

- подъемы и осадки, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или воздействии на них химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

- оседания - деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, понижением уровня грунтовых вод, проявлением карста;

- горизонтальные перемещения - деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных конструкций, подпорные стены) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса

Наиболее опасны для конструкций зданий и сооружений неравномерные деформации основания, которые вызывают дополнительные усилия в конструкциях. При этом чем больше деформация, тем больше могут быть усилия, которые при определенной их величине приводят к возникновению трещин в конструкциях.

Основными причинами возникновения неравномерных деформаций являются:

- неравномерная сжимаемость грунтов из-за их неоднородности, выклинивания и непараллельности залегания отдельных слоев (рис.Ф.10.3); Рис.Ф.10.3. Выклинивание разных по сжимаемости пластов грунта под сооружением

- неодинаковая нагрузка на фундаменты, вынуждающая предусматривать различные размеры их подошвы, а это при одной и той же интенсивности давления на основание вызывает неравномерные осадки уплотнения;

- неравномерное увлажнение просадочных и набухающих грунтов, приводящее к различным деформациям (просадки или подъема фундаментов);

- неодновременное загружение фундаментов в процессе строительства и эксплуатации зданий, особенно при строительстве зданий вблизи существующих;

- неравномерное распределение нагрузок на полы производственных зданий, а также наличие различающейся пригрузки вблизи здания или сооружения.

Различаются следующие виды деформации фундаментов:

а) абсолютная осадка отдельного фундамента;

б) средняя осадка здания или сооружения, определяемая по абсолютным осадкам не менее чем трех его отдельных фундаментов или трех участков общего фундамента;

в) перекос — разность осадок двух соседних фундаментов, отнесенная к расстоянию между ними (характерен для зданий каркасной системы);

г) крен — разность осадок двух крайних точек фундамента, отнесенная к расстоянию между этими точками; характерен для абсолютно жестких сооружений компактной формы в плане;

д) относительный прогиб или перегиб фундамента — отношение стрелы прогиба к длине изогнувшейся части здания или сооружения.

Подземные воды играют большую роль в развитии верхней части земной коры: в перераспределении химических элементов и соединений в земной коре, в образовании некоторых полезных ископаемых, в изменении состава, состояния и свойств горных пород. Подземные воды представляют собой сложные растворы с меняющимся во времени химическим и газовым составом.
Процесс разрушения горных пород и выноса из них продуктов разрушения носит название суффозии. Разрушение пород подземными водами может происходить при механических и химических процессах
Актуальность темы реферата заключается в том, что 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. Один из таких процессов - суффозия грунта, последствиями которой являются провалы грунта и проседание вышележащей толщи, а также образование отрицательных форм рельефа на территории застройки и прилегающих территориях.
Цель работы – более полное изучение суффозии.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть общие сведения о суффозии, виды суффозии, условия развития суффозии факторы ее вызывающие, динамику суффозионных процессов, оценку суффозионной опасности, прогноз суффозионных процессов, а также противосуффозионную защиту и другие моменты.
Структура реферата включает в себя несколько частей: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из пяти источников литературы.
1. Суффозионные процессы и их проявления
1.1 Общие сведения о суффозии
Суффозия (от лат. suffosio — подкапывание) — вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой.
Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Одна из характеристик размываемости грунтов.
Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин) диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Другим следствием может быть изменение гранулометрического состава пород как подверженных суффозии, так и являющихся фильтром для вынесенного материала.
Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и лёссовидных суглинков, под склонами долин рек, часто по ходам роющих животных. Одним из необходимых условий суффозии является наличие в породе как крупных частиц, образующих неподвижный каркас, так и вымывающихся мелких. Вынос начинается лишь с определенных значений напора воды, ниже которых происходит только фильтрация.1
1.2 Виды суффозии
Разрушение пород подземными водами может происходить при механических и химических процессах (Рисунок 1.1).2
Механическая суффозия заключается в перемещении подземными водами под действием гидродинамического давления наиболее мелких частиц, входящих в водоносную породу. Перемещаемые частицы (песчаные, пылеватые, глинистые) могут вмываться в расположенные ниже по потоку подземных вод породы или выноситься на поверхность земли, в водоем или водоток. Первый процесс обычно имеет место при движении воды через зону аэрации вниз, особенно в почвенных горизонтах, а также при резкой смене водопроницаемости водоносных пород по потоку. Второй процесс происходит при выходе подземных вод в виде источников на поверхность земли или в реки, водохранилища и озера при резком падении в них уровня воды.
При механической суффозии наблюдается увеличение пористости и уменьшение механической прочности пород, из которых выносятся частицы. Наиболее интенсивно механическая суффозия происходит на склонах и участках, примыкающих к берегам рек, озер и водохранилищ, где наблюдаются наибольшие уклоны депрессионной поверхности. В их пределах могут иметь место деформации, проявляющиеся в оседании склонов, образовании суффозионных оползней.
Рисунок 1.1 - Классификация суффозии по характеру разрушения горных пород
Химическая суффозия происходит в породах, содержащих в своем составе растворимые в воде минералы (кальцит, доломит, арагонит, гипс, ангидрит, галит, сильвинит и др.). При растворении и выносе этих соединений подземными водами возникает карст. Карст получил название от одноименного известкового плато, расположенного в Словении (плато Крас) вблизи Адриатического моря. Развитие карста в породах зависит как от состава и состояния пород, так и от направления и скорости движения, температуры, химического и газового состава подземных вод. Наибольшей растворимостью обладают галоиды (каменная и калийная соль), в меньшей степени растворяются сульфаты (гипс, ангидрит).
Кроме растворения и переноса в закарстованных породах происходят процессы отложения минерального вещества и обмена растворенных минералов и минералов в породе

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

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:

Гранулометрическая неоднородность грунта. Наличие крупных частиц, через отверстия между которыми движутся мелкие частички.
Определенное значение интенсивности водного потока, ниже которого наблюдается только фильтрация.
Наличие области выноса грунтовых частиц. Ею может быть природная или искусственная полость, выходящее на поверхность отверстие.

Виды суффозии

По способу воздействия на породы выделяют:

химическую суффозию;
механическую;
смешанную (химико-физическую).

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:

осушают или уменьшают фильтрационную скорость;
перекрывают участки выноса фильтрующим грунтом (делают обратно направленный фильтр);
цементируют.

Во втором случае рационально размещают строящиеся объекты, учитывают их конструкцию. Перед инженерными и строительными работами осуществляют мониторинг территории, на которой высока вероятность суффозионного процесса.

Читайте также: