Механическая суффозия

Методы определения абсолютного и относительного возраста горных пород.

Установление возраста горных пород необходимо для оценки их свойств и определения положения среди других пород. Вся геологическая документация, в частности геологические карты и разрезы, требуют применения показателей возраста пород. Различают абсолютный и относительный возраст горных пород.

Абсолютный возраст — это продолжительность существования породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радиоактивных превращений, которые имеют место в некоторых химических элементах (уран, калий, рубидий и др.), входящих в состав пород. С помощью одних элементов устанавливают возраст в миллионах лет(обр-е свинца из урана), другие дают возможность вычислить более короткие отрезки времени.(по полураспаду углерода).

Относительный возраст позволяет определять возраст пород относительно друг друга, т. е. устанавливать, какие породы древнее, какие моложе. Для установления относительного возраста используют два метода: стратиграфический и палеонтологический.

1) Стратиграфический метод применяют для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие(рис на стр 84)

2)Палеонтологический метод позволяет определять возраст осадочных пород по отношению друг к другу независимо от характера залегания слоев.В основу метода положена история развития органической жизни на Земле. Животные и растительные организмы развивались постепенно, последовательно. Остатки вымерших организмов захоронялись в тех осадках, которые накапливались в тот отрезок времени, когда они жили. Зная последовательность и период жизни вымерших организмов, по их остаткам можно определить относительныйвозраст слоев осадочных пород.

Зоны (эоно- темы)	Эры (эратемы)	Периоды (сис­темы)	Индексы периодов	Типичные организмы	Абсолютный возраст, млн. лет
Неохрон (фанерозой)	Кайнозойс­кая Kz	Четвертич­ ный Неогеновый Палеогено­ вый	Q N Р	Человек, млеко­питающие, цветко­вые растения	1,5—2 90—95
	Мезозойс­	Меловой	К	Головоногие
	кая Mz	Юрский Триасовый	J т	Моллюски, прес­мыкающиеся	550—570
	Палеозойс­	Пермский	р	Амфибии и споро­	600—620
	кая Рг	Каменно* угольный	с	вые
		Девонский	D	Рыбы, плече но гие	400—410
		Силурийский	S	Первые беспоз­воночные	> J500
		Ордовикский	О
		Кембрийский	в
Палеох-	PR	-	-	-	__
рон (крип- тозой)	AR

Стр 84-таблица

!Рис на стр 369!

При фильтрации подземная вода совершает разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок Этот процесс выноса частиц наз-т суффозией.Различают два вида суффозии —механическую и химическую.

При механической фильтрующаяся вода отрывает от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы(глинистые,пылеватые,песчаные);

Осн. причина Суф. -возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышение величины некоторой критической скорости воды. Это вызывает отрыв и вынос частиц во взвешенном состоянии. Взвешивание частиц происходит при критическом напоре, который можно определить по формуле

I_кр = (дельта—1)(1 —n) + 0,5 п,

где дельта—плотность породы (песка); п—пористость породы, доли единицы.

Гидродинамическое давление, г/см³, действующее по касательной к депрессионной кривой дренируемого потока, определяют по формуле

D = дельта нулевое*N*I

где Д₀ = 1 —плотность воды; п—пористость, доли единицы; I — гидравлический уклон (градиент).

Суффозия наиболее свойственна гранулометрически неоднородным породам.

Суффозия может происходить в глубине массива пород или вблизи поверхности земли.

В глубине массива перенос мелких частиц осуществляется водой из одних пластов в другие или в пределах одного слоя. Это приводит к изменению состава пород и образованию подземных каналов. В глу­бине массива суффозия может возникать также на контакте двух. слоев, различных по составу и пористости. При этом мелкие частицы одной породы потоком воды переносятся в поры другой породы. При суффозии на контакте между слоями иногда формируются своеобразные прослои или вымываются пустоты Размер пустот иногда достигает нескольких метров.

Суффозия активно проявляется также вблизи поверхности земли при естественном или искусст­венном изменении гидродинамических условий-формировании воронок депрессии, колебаниях уровня подземных и поверхностных вод, откачках, дренировании. Суффозионные процессы часто возникают на склонах речных долин и откосах котлованов и берегах водохранилищ при быстром спаде паводковых вод или сбросе лишних вод, в местах выхода на поверхность грунтовых вод, на орошаемых территориях.

В откосах строительных выемок суффозионный вынос частиц приводит к оседанию поверхности, образованию провалов, воронок,оползней.

При исследовании пород, в которых наблюдается или возможна фильтрация воды, необходимо выявлять их способность к суффозии. Следует учитывать, что при малом гидродинамическом давлении в породах может происходить только фильтрация воды, при повышении давления начинается суффозия. Для выявления этих свойств определяют критические градиенты и давление воды, при которых начинается процесс суффозии. Эту работу проводят в лабораторных и полевых условиях.

Суффозионные явления отрицательно сказываются на устойчиво­сти зданий и сооружений. С суффозией следует активно бороться. Основой всех мероприятий является прекращение фильтрации воды.