Основні типи підземних льодів і процеси, що їх утворюють.

Конституційний лід утворюється в результаті промерзання вологих порід і має декілька різновидів.

Лід-цемент – найбільш широко розповсюджений різновид конституційного льоду. Утворюється він за рахунок замерзання води у вологих, але не насичених водою пухких гірських породах і заповнює пори між мінеральними зернами породи, не порушуючи її структуру і текстуру. Він цементує породи, надає їм міцності і робить їх водонепроникними. В зв‘язку з невиликим його вмістом у породах, перехід льоду в рідку фазу не викликає їх надлишкового зволоження. Тому з інженерно-геологічної точки зору цей різновид льоду є найбільш сприятливим.

Сегрегаційний лід відрізняється від льоду-цементу тим, що при його утворенні відбуваються явища кристалізаційної диференціації, підтягування води і утворення кристалів льоду, які розсувають мінеральні частки. в результаті відбувається зміна початкової структури і текстури породи. Сегрегаційний лід утворює лінзи, прошарки, включення різної форми і розміру. Розподіл льоду може бути різним: від безладного до строго орієнтованого, наприклад, до шаруватості породи. Останній вид розподілу льоду досить поширенний і надає породі своєрідної грубої шаруватості. На глибині 10-20 м льодяні прошарки зазвичай зникають, і текстура породи стає масивною. При переході сегрегаційного льоду в рідку фазу відбувається перезволоження породи і, як наслідок, зниження несучої здатності.

Ін‘єкційний лід утворюється внаслідок проникнення води в породу під тиском. Тиск створюється за рахунок промерзання водовмісної породи і зменшення живого перерізу потоку грунтових вод. Такий тиск може досягати 250 МПа. Форми ін‘єкцій можуть бути різними. Найчастіше вода проникає в породу по тріщинах, контактах, шаруватості і т.д. При цьому утворюються поклади у вигляді лінз, штоків або прошарків. Інколи тиск води виявляється настільки сильним, що вона підіймає верхні шари породи і утворюються бугри пучіння. Перехід ін‘єкційного льоду в рідку фазу може супроводжуватися просіданнями грунту і становить велику небезпеку для споруд, що будуються.

Жильний лід заповнює морозобійні тріщини, які утворюються в гірських породах внаслідок зменшення їх об‘єму при охолодженні. Виникають вони в тих місцях, де напруження перевищують міцність гірських порід на розрив. Утворившись одного разу, тріщини продовжують розширюватися протягом всього морозного періоду і закриваються тільки весною, коли відбувається розширення порід в результаті нагрівання. Тріщини розбивають мерзлі породи на полігональну окремість правильної форми в однорідних і неправильної форми в неоднорідних породах. При подальшому падінні температури і охолодженні всередині великих багатокутників можуть утворюватися багатокутники другого і навіть третього порядку. Потім тріщини заповнюються памороззю або водою, внаслідок чого в них утворюються невеликі льодяні жили або клини. В літній період льодяні жили відтають, і тріщини закриваються, але послаблені поверхні залишаються. Тому в наступні роки жили часто утворюються на попередніх місцях і продовжують рости в ширину і вглиб. В зв‘язку зі збільшенням розмірів, у літній період вони вже не встигають повністю відтанути, а зимою знову продовжують розростатися. В результаті утворюються багаторічні жили, що досягають іноді величезних розмірів. Їх довжина може досягати десятків метрів, в окремих випадках сотень, а глибина від 1-2 до 6-7 м; форма клиновидна (ширина зверху до 3-4 м).

Особливо великих глибин досягають жили льоду сингенетичного характеру, які формуються одночасно із накопиченням осадків. В цьому випадку жили поширюються в товщу порід на десятки метрів за глибиною. Інколи вони розростаються настільки, що гірські породи всередині полігонів набувають форми земляних стовпів або колон, оточених з усіх боків льодом. Жильні льоди утворюються переважно в глинистих породах, торфах і дуже рідко – у пісках та гравійно-галькових відкладах.

Жильні льоди представляють собою велику небезпеку: при зміні температурного режиму відбуваються просідання чи провали поверхні внаслідок відтанення льоду.

Печерно-жильні льоди утворюються в карстових печерах і різних тріщинах (вивітрювання, тектонічних) гірських порід. Великого практичного значення не мають.

Поховані льоди утворюються за рахунок захоронення під шаром наносів льоду рік, озер, морів, наледей, сніжників, відступаючих льодовиків. При цьому потужність шару наносів більша, ніж глибина сезонного відтанення. Такі льоди не мають великого інженерно-геологічного значення через обмежене розповсюдження.

Дата добавления: 2015-10-30