Криогенные процессы

Криогенные процессы связаны с наличием толщи многолетнемерзлых пород. Мощность толщи многолетнемерзлых пород возрастает по мере удаления от русла р. Лена с 10 до 50 на низкой пойме, с 50 до 300 м на высокой, на первой и второй надпойменных террасах - от 200-250 м, вблизи бровок террас до 410-420 м, в их тыловой части - 470 м. Увеличение мощности криолитозоны отмечается в северном от г. Якутска направлении от 210-340 м до 450. На водоразделе р.р. Лена-Кенкеме талые породы вскрыты в покровных и подстилающих их неоген-палеогеновых отложениях в термокарстовых котловинах (аласах) в интервалах 0,0-61,2 м с вскрытой их мощностью от 13,6 до 53,5 м. В верхней части разрезов присутствуют «козырьки» многолетнемерзлых пород мощностью до 47,6 м. Теплофизические свойства грунтов изменяются в сторону понижения температур в ряду: скальные породы – грубообломочные грунты – пески – супеси – суглинки – торф. На глубину оттайки пород и их температурного режима оказывает влияние также «потепление» климата в последние годы: с 1882 по 1992 годы повышение температуры в г. Якутске составило 0,8^оС, а за последние 30 лет – 1,5^оС [Федоров]

С криогенными процессами связано формирование сети морозобойных трещин, ледяных жил, бугров пучения – булгунняхов, явлений солифлюкции и термокарста.

Образование морозобойных трещин происходит вследствие неравномерно объемного изменения грунта при резком и сильном его охлаждении. Морозобойное трещинообразование, криогенное растрескивание грунтов широко развиты, в основном, в супесчано-суглинистых и торфосодержащих грунтах на фодораздельных и пологих склонах. Ширина трещин 5-15 см, глубина до 1,5 м. Расчетная глубина проникновения морозобойных трещин в массив мерзлых пород достигает 9,0 м при значениях влажности грунтов 0,2-0,25 и 6,5 м - при влажности 0,3-0,35 [Петров]. Многократное растрескивание грунтов могут формировать маломощные повторно-жильные льды или грунтовые жилы шириной 0,5-4,0 м, глубиной проникновения до 12-15 м, с залеганием их верхушки на глубине от 1,8 до 4,0 м [136]. Усиление процессов криогенного растрескивания осложняет эксплуатацию подземных коммуникаций (трубопроводов, кабелей) и приводит к их деформациям.

Криогенное пучение на территории практики проявлено в виде сезонного и многолетнего. Сезонное пучение развито, в основном, в пойме и на низких надпойменных террасах р. Лена. Его величины на высокой пойме достигают 26 см, на первой и второй надпойменных террасах не превышают 1,5-3,0 см. К разновидностям сезонного пучения относится и выпучивание предметов, элементов строительных конструкций, под основание которых попадают воды сезонно-талого слоя или надмерзлотных или межмерзлотных таликов. В г. Якутске выпучивание свай объектов старой застройки вызывает деформации асфальтового покрытия автодорог и тротуаров. Величины пучения достигают 12 см/год. Многолетнее криогенное пучение приводит к образованию булгунняхов в результате промерзания замкнутых или полузамкнутых таликовых зон в днищах зрелых термокарстовых котловин (аласах). Высота булгунняхов 3,0-4,0 м (достигает 12,0 м), форма округлая с диаметром в основании от 15,0-20,0 до 60,0-80,0 м.

Процессы многолетнего криогенного пучения ввиду их локального распространения, в основном, в поле покровных отложений на водоразделе р.р. Лена и Кенкеме существенного негативного влияния при строительстве инженерных сооружений не оказывают.

Солифлюкция – процесс медленного течения рыхлых переувлажненных грунтов оттаявшего деятельного слоя, насыщенного водой, по поверхности мерзлых пород под влиянием силы тяжести и увлажнения. Солифлюкция проявляется на пологих склонах, на участках выходов глинистых пород нижней и средней юры и развивается в виде медленного сползания переувлажненных пород и концентрации грунтового материала в серии полос, субпараллельных поверхности склона, в случаях нарушения на склонах надпочвенных покровов под влиянием естественных или техногенных причин. Процессы солифлюкции создают своеобразные формы рельефа, наиболее характерными из которых являются солифлюкационные террасы, представленные уступами на склонах, обращенных к югу. С участием нивации – процесса, связанного с таянием снега, разрушением горных пород вследствие морозного выветривания талыми водами и солифлюкцией образуются нагорные террасы. Как правило, подножья склонов, затронутых солифлюкцией, заканчиваются солифлюкационными шлейфами (увалами), включающими основную массу солифлюкационных отложений, представленных в основном щебнисто-песчано-глинистым материалом.

Солифлюкция играет значительную роль при образовании курумов – каменных потоков, полей, «каменных рек», которые скапливаются на пологих водоразделах и склонах и медленно смещаются вниз. При смещении каменного материала большое значение имеет интенсивность оттаивания деятельного слоя, а сливаясь у подножий склонов курумы образуют каменные развалы.

Термокарст – процесс вытаивания подземного льда, входящего в состав многолетнемерзлых пород с образованием различных просадочных форм на земной поверхности. Необходимым условием развития термокарста является наличие мономинерального льда и высокольдистых образований или превышение мощности сезонно-талого слоя над глубиной залегания кровли льдистых толщ. Термокарст широко проявлен в пределах покровных отложений северной части района. Диаметр термокарстовых котловин составляет от нескольких десятков метров до первых километров, глубина - от 1-2 до 20-30 м. Отдельные термокарстовые котловины иногда соединяются между собой, образуя эрозионно-термокарстовые долины. На поверхностях поймы и низких пойменных террас р. Лена проявления термокарста носят локальный характер и приурочены к льдистым отложениям пойменной и старичной фаций или к площадям вытаивания маломощных жильных льдов. При антропогенном воздействии, удаление или нарушение почвенных покровов приводит к повышению среднегодовых температур пород и увеличению мощности сезонно-талого слоя на 25-70%, что вызывает оттаивание высокольдистых грунтов и верхушек ледяных жил с последующими просадками поверхности. На пашнях в окрестностях с.с. Кильдямцы, Сырдах зафиксированы просадки пород глубиной от 0,2-0,4 до 1,8-2,2 м. На просеках ЛЭП и магистральных трубопроводов формируются локальные, часто заболоченные понижения размером 20х50 м глубиной от 0,2-0,4 до 1,8-2,2 м. Вдоль насыпных автодорог развивается. термокарст длиной до 10,0-80,0 м. В г. Якутске и других населенных пунктах утечка воды из коммуникационных систем при отсутствии надежной гидро- и теплоизоляции оснований приводит к деформациям и разрушениям инженерных сооружений.

Заболоченные участки, болота развиваются в пойменных частях речных долин, днищах термокарстовых котловин, тыловых участках надпойменных террас р. Лена и на плоских водораздельных пространствах. В поймах рек – низинного, на водоразделе р.р. Кенкеме, Лена - верхового и переходного типов. Общая заболоченность не превышает 1-2%. Формированию болот способствует близкое залегание к поверхности кровли многолетнемерзлых пород, малая глубина сезонного оттаивания (0,4-0,8 м), низкие фильтрационные свойства вмещающих пород и их обводненность. Болота, заболоченные участки также возникают вдоль насыпей автодорог, на просеках линий электропередач, на трассах магистральных трубопроводов, в днищах карьеров, на территориях населенных пунктов.

Дата добавления: 2015-07-15