Суффозионные процессы

Суффозия песчаных грунтов распро­странена в толще глинистых, суглинистых покровных отложений.

Основной причиной развития суффозионных процессов является воздействие гравитационной воды, свободно движущейся в песчано-глинистых породах и выносящей мелкие частицы.

В результате горные породы теряют свою структурную прочность, что приводит к формированию в них ослабленных зон с повышенной пористостью и полостей.

Основными условиями, способствующими развитию процесса в пределах изучаемой территории, являются:

· наличие суффозионно-неустойчивых песчаных пород;

· высокие скорости фильтрационного потока;

· утечки из водонесущих коммуникаций.

Суффозионные процессы в пределах городского округа являются причиной образования ниш и полостей, что может быть причиной разрушения инженерных сооружений

Карст

Территория городского округа г. Челябинск относится к карстовым районам Российской Федерации. Карст здесь достаточно широко развит, о чём свидетельствуют многочисленные карстовые воронки.

В районе Челябинского городского округа имеются все основные предпосылки для образования карста: широкое распространение растворимых известняков и доломитов, песчаников с известковым цементом, их высокая трещиноватость, обилие подземных вод и др.

Известковистые песчаники, доломиты и известняки прослеживаются полосой субмеридианного простирания на восток до западного берега озер Первое и Смолино.

 В зоне тектонических разломов залегают карбонатные породы, в которых развиваются карстовые явления. Многие карстовые полости заполнены глинистым материалом.

Всё это предопределяет необходимость проведения тщательных инженерно-геологических изысканий, предшествующих строительству, по выявлению карстовых полостей и карстующихся пород.

Подтопление

Из опасных геологических процессов подтопление один из самых широко развитых и опасных процессов на территории города Челябинск.

На рассматриваемой территории возможно проявление процесса подтопления, связанного, как с природными факторами, так и с техногенными.

Повышение уровня подземных вод наблюдается после паводков в долинах рек.

На затопленной ранее паводковыми водами территории уровень подземных вод часто достигает поверхности земли, и длительное время находится на этом уровне.

На этой территории после паводка уровень подземных вод не опускается ниже 2-3 м.

На некоторых участках городской территории наблюдается повышение уровня подземных вод за счёт техногенных факторов (утечки из водонесущих коммуникаций, «мокрый» технологический режим производства, ухудшение условий дренированности рассматриваемой территории и т.д.).

При наличии местного водоупора формируется верховодка.

В настоящее время процесс подтопления активно развивается в зоне селитебной застройки, особенно в северо-западной части города.

В пределах застройки, локализуясь в насыпных грунтах, верховодка создает дополнительные сложности при эксплуатации, а иногда и аварийные ситуации, подтапливая целые микрорайоны, используя в качестве путей миграции траншеи коммуникаций.

Особую опасность в условиях города представляет активизация дру­гих опасных геологических процессов: оползнеобразования (в западной, северной частях территорий); суффозии песчаных пород, распро­страненных в толще глинистых, суглинистых покровных отложений; карстообразования (в восточной части территории) и др, вызванных подтоплением.

Заболачивание. На территории городского округа процесс заболачивания не имеет особо широкого распространения. Наиболее часто заболоченные участки отмечаются в поймах рек.

Гравитационные процессы

К гравитационным процессам на территории городского округа относятся оползни, обвалы и осыпи.

Оползни, осыпи и обвалы на рассматриваемой территории наиболее широко развиты по склонам речных долин, многочисленных оврагов, рассекающих склоны, в выемках дорог.

На территории городского округа имеются все условия для развития оползней: крутизна склонов, глинистый состав пород, слагающих их, наличие водонасыщенных прослоев. Образованию обвалов способствует высокая крутизна склонов и высокая трещиноватость пород, слагающих коренные склоны. Причины возникновения оползней и обвалов при существующих условиях определяются как природными, так и техногенными факторами.

К природным факторам относится речная и овражная эрозия, которая приводит к подсечке основания склона, тем самым способствуя увеличению его крутизны и снижению его устойчивости.

К техногенным факторам относятся всевозможные искусственные подрезки склонов, их пригрузка, обводнение, повреждение и уничтожение растительного покрова.

Осыпи в пределах изучаемой территории образуются в результате развития процесса выветривания в песчано-глинистых отложениях склонов речных долин и оврагов.

В основании склонов осыпи формируют конуса выноса, сложенные песчано-глинистыми отложениями с обломками коренных пород.

Криогенные процессы

На территории Челябинского городского округа из криогенных процессов развиты процессы, обусловленные морозной пучинистостью грунтов.

Процессы, обусловленные морозной пучинистостью грунтов

Деформации влажных грунтов при промерзании причиняют серьезные повреждения малонагруженным фундаментам различных зданий и сооружений, полузаглубленным резервуарам, наземному оборудованию средств связи, мостам, трубам, покрытию автомобильных дорог и т.д.

Эффект деформации грунта от морозного пучения происходит из-за качественного изменения свойств грунтов.

Морозное пучение грунтов происходит при содержании в грунте определенного количества пылеватых и глинистых частиц, увлажнения грунта свыше нижнего предела пластичности перед замерзанием и при возможности подсоса влаги из нижележащих слоев, отрицательной температуры воздуха и температурных градиентов.

Опытным путем установлено, что:

· водонасыщенные пески мелкие и пылеватые, супеси, суглинки и глины, а также крупнообломочные грунты с содержанием в виде заполнителя частиц размером менее 0,1 мм в количестве более 30 % по весу при замерзании дают деформации до десятков сантиметров;

· грунты, обладающие высокой степенью уплотнения, при промерзании вспучиваются значительно меньше, чем менее уплотненные;

· все виды глинистых грунтов в пластичном состоянии при промерзании без подтока воды вспучиваются за счет содержащейся в них влаги;

· подсос влаги в промерзающий слой грунта из нижележащих слоев оказывает решающее значение для величины морозного пучения.

Поскольку грунты, слагающие слой сезонного промерзания, в пределах изучаемой территории характеризуются супесчано-суглинистым составом, часто являются водонасыщенными, то их потенциально можно отнести к пучинистым.

Степень пучинистости грунтов на рассматриваемой территории изменяется в широких пределах от практически непучинистых до чрезвычайно пучинистых

Необходимо отметить, что при изменении гидрогеологических условий, температуры воздуха, количества атмосферных осадков, выпавших за осенний период, перед промерзанием, грунты из одной группы по степени пучинистости могут перейти в другую.

Анализ пучинистости грунтов и гидрогеологических условий, с учетом прогноза капиллярного поднятия показал, что в различной степени пучинистыми являются аллювиальные грунты поймы и надпойменных террас.

Наличие в верхней части геологического разреза пучинистых грунтов осложняет условия строительства рассматриваемой территории