Проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот

Растения и животные, особенно микроорганизмы (бактерии, мик­робы и др.) и низшие растения (водоросли, мхи, лишайники), вьщеляют различные кислоты и соки, которые, в свою очередь, весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, форми­руют минеральные новообразования.

Действие биологического выветривания повсеместно. Ему принад­лежит ведущая роль в образовании почв.

Процессы выветривания влияют на инженерно-геологические свойства горных пород. Выветривание, как геологический процесс, приводит к разрушению и преобразованию первичных пород. С инже­нерно-геологической точки зрения основная направленность процесса выветривания состоит в изменении физического состояния и физико-механических свойств горных пород, что приводит к снижению устой­чивости пород в основании сооружений, естественных и искусственных откосах, подземных выработках и т. д.

Физико-механические свойства коры выветривания зависят от степени выветрелости исходной породы, ее петрографо-минерального состава и структуры. Глубинные магматические породы, разрушаясь на поверхности земли, быстро теряют свою прочность и превращаются в так называемые «рухляки», обладающие меньшей несущей способ­ностью и большей деформативностью по сравнению даже с трещино­ватой скалой. Рухляки кислых и средних магматических пород состоят в основном из кварца, одного из самых устойчивых минералов к процессам выветривания; рухляки основных и ультраосновных пород сложены из полевых шпатов — неустойчивых минералов, в коре вы­ветривания превращающихся в глинистые продукты. Механические свойства этих рухляков ниже, чем рухляков кислых и средних пород.

При дальнейшем разрушении магматических пород образуются крупнообломочные элювиальные грунты, прочность и сжимаемость которых зависит от заполнителя и механической прочности самих обломков, т. е. от степени их выветрелости.

Крупнообломочные грунты элювия кислых пород, имея в качестве заполнителя песок, состоящий в основном из кварца и прочных обломков, обладают большей механической прочностью, чем подобные грунты коры выветривания основных и ультраосновных пород.

Характерной особенностью элювиальных глин является набухание, представляющее собой увеличение объема породы при увлажнении, и усадка—уменьшение объема при высыхании. Эти процессы значи­тельно ухудшают условия эксплуатации зданий и сооружений.

Элювий метаморфических пород по своим физико-механическим показателям близок к коре выветривания основных и ультраосновных магматических пород.

Кора выветривания осадочных пород отличается своим своеобра­зием. Наибольшему разрушению подвергаются осадочные породы, образовавшиеся в условиях, отличных от тех, в которых действуют факторы выветривания. Породы химического и органогенного проис­хождения большей частью полностью растворяются в воде или быстро дробятся до частиц песчаных и глинистых размером. В сцементиро­ванных породах в первую очередь разрушаются природный цемент, песчаник снова превращается в песок, конгломерат — в гальку и гравий с песчаным или глинистым заполнителем (в зависимости от цемента).

Особый интерес представляет поведение глин в зоне выветривания. При выветривании глинистых пород происходит:

• раскрытие существующих и образование новых трещин;

• разрыхление, сопровождающееся возрастанием пористости;

• появление новых минералов.

Эти процессы резко ухудшают физико-механические свойства гли­нистых пород, у них снижается сопротивление сдвигу и повышается сжимаемость.

Степень выветрелости пород и строительных материалов оценива­ется коэффициентом выветрелости k_w отношением плотности вывет-релой к плотности невыветрелой породы (материала). Если k_w = 1 — порода выветрелая, при k_w= 1—0,9—слабовыветрелая, 0,9—0,8 — выветрелая и k_w < 0,8 — сильно выветрелая (рухляки).

В связи с вышесказанным видно, что процессы выветривания могут настолько изменить свойства пород и инженерно-геологические усло­вия строительной площадки, что строить здания и сооружения без специальных мероприятий не представляется возможным.

Борьба с процессом выветривания. При выборе основания для зданий и сооружений кору выветривания прорезают фундаментом до невыветрелой породы, либо используют ее как несущее основание, если элювий имеет достаточную прочность или укреплен после соот­ветствующей обработки способами технической мелиорации. Крутизну откосов выемок назначают с учетом прочности пород коры выветри­вания.

Процесс выветривания необходимо учитывать также на период эксплуатации зданий и сооружений. Порода и строительные материа­лы, не защищенные от агентов выветривания, постепенно будут раз­рушаться, снижая устойчивость и прочность зданий и сооружений.

Для предотвращения выветривания или улучшения свойств уже выветрелых пород применяют различные мероприятия:

• покрытие горных пород непроницаемыми для агентов выветри­вания материалами;

• пропитывание пород различными веществами;

• нейтрализацию агентов выветривания;

• планировку территорий и отвод вод.

Выбор мероприятий по борьбе с выветриванием зависит от степени выветрелости пород, характера выветрелости, конструктивных особен­ностей сооружения и т. д.

Создание защитных покрытий на поверхности горных пород с помощью различных материалов — гудрона, бетона, цементного рас­твора, глины —зависит от преобладающих факторов выветривания.

Например, гудрон, цемент, геосинтетики и другие искусственные покрытия предохраняют породы от проникновения воды, но не защи­щают от влияния колебания температур. Хорошим изолирующим материалом является глина. Уложенная слоем, мощность которого равна глубине проникновения суточных колебаний температур, она становится хорошим водонепроницаемым покрытием, а сама мало изменяется под воздействием выветривания. Широко применяют гид­роизоляцию котлованов, если они должны находиться в открытом; состоянии какое-то время. В ряде случаев дно котлованов специально не доводят до проектной отметки. Выветрившийся слой снимают непосредственно перед началом укладки фундамента.

Пропитывать породы можно жидким стеклом, гудроном, цементом. Жидкое стекло используют для укрепления песчаных и песчано-глинистых пород. Гудрон дает лучшие результаты в щебенистых отложе­ниях. Цементом можно хорошо скреплять трещины в скальных поро­дах. Пески можно пропитывать глинистой суспензией, что приводит к снижению водопроницаемости.

Нейтрализацию агентов выветривания из-за практических неу­добств и дороговизны применяют сравнительно редко. Таким методом, например, является насыщение фильтрующейся воды солями, которые она может растворять в данной породе. Такая вода уже теряет способ­ность растворять такие соли. Действие подземных вод можно нейтра­лизовать дренажами. Поверхностные воды отводят различного рода ливнестоками, нагорными канавами.

Строительные материалы и изделия необходимо изолировать от влияния агентов выветривания различными покрытиями -— красками, лаками, штукатуркой, жидким стеклом, органическими пленками и т. д. В строительстве следует использовать породы наиболее устойчивые к выветриванию.

ГЛАВА 2