Файл: Общее мерзлотоведение..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 114

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

поровых каналов породы. Влияние минерализации поровой воды значительнее для более грубодисперсных и влажных пород. При достаточно высоких концентрациях оно чрезвычайно велико и со­ вершенно меняет картину распределения удельного сопротивления.

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Основы геокреологии (мерзлото ведения), т. II. Ипженерная геокрио­ логия. М., Изд-во АН СССР, 1959.

2.Строительные нормы п правила. Основания и фундаменты зданий и со­ оружений на вечномерзлых грунтах. Нормы проектирования, СНиП,

П-Б, 6-66. М., Стройиздат, 1967.

3.Ц ы т о в и ч Н. А. Принципы механики мерзлых грунтов. М., Изд-во АН СССР, 1952.

4.

Ц ы т о в и ч Н. А.

Основания л

фундаменты на мерзлых грунтах

5

М., Изд-во АН СССР, 1958.

и др . Пособие по проектированию

В я л о в С.С., П о р х а е в Г.Б.

 

оснований и фундаментов зданий и сооружений на вечномерзлых грун­

 

тах. М., Стройиздат,

1969.

 

6.Мероприятия против деформаций зданий и сооружений от действия сил морозного выпучивания фундаментов. М., Стройиздат, 1971.

7.Строительные нормы и правила. Основания зданий и сооружений.

8.

Нормы проектирования, СНиП, П-Б, 1-62.

М., Стройиздат, 1967.

В я л о в

С. С. Реологические свойства и несущая способность мерз­

9.

лых грунтов. М., Изд-во АН СССР, 1959.

Г о р о д е ц к и й С. Э.

В я л о в С. С., Г м о ш п н с к и й В. Г.,

 

и д р .

Прочность л ползучесть мерзлых грунтов п расчеты ледогрун­

10.

товых ограждений. М., Изд-во АН СССР, 1962.

Прочность и ползучесть мерзлых грунтов. М., Изд-во АН СССР, 1963.

11.

В я л о в

С. С., Г о р о д е ц к и й С. Э., Е р м а к о в В. Ф. и др.

 

Методика определения характеристик ползучести, длительной прочности

и сжимаемости мерзлых грунтов. М., «Наука», 1966.

12.Б р о д с к а я А. Г. Сжимаемость мерзлых грунтов. М., Изд-во АН

СССР, 1962.

13.П е к а р с к а я Н. К. Прочность мерзлых грунтов при сдвиге и ее за­ висимость от текстуры. М., Изд-во АН СССР, 1969.

14. В о й т к о в с к и й К. Ф , М е л ь н и к о в П.

И., П о р х а е в Г. В.

и д р.

Фундаменты сооружений на мерзлых

грунтах в Якутии. М.,

«Наука»,

1968.

 

15.Д а л м а т о в Б. И. Воздействие морозного пучения грунтов на фун­ даменты сооружений. М.—Л., Госстройиздат, 1957.

16.Материалы по лабораторным исследованиям мерзлых грунтов, сб. 1,

1953; сб. 2, 1954; сб. 3, 1957. М., Изд-во АН СССР.

17. Б е й н б е р г Б. В. Лед. М,—Л., Гостехтеориздат, 1940.

18.К е р с т е н М. С. Тепловые свойства грунта.— В кн.: Мерзлотные явления в грунтах. М., ИЛ, 1955.

19.И в а н о в Н. С. Тепло- и массоперенос в мерзлых горных породах.

20.

М., «Наука», 1969.

Р. И. Теплофизические свойства

И в а н о в Н.

С., Г а в р и л ь е в

21.

мерзлых горных пород (справочное

пособие). М., «Наука», 1965.

Л у к ь я н о в

В.С., Г о л о в к о

М.Д. Расчет глубины промерзания

 

грунтов. Трансжелдориздат, 1957.

 

22.Я к у п о в В. С. Электропроводность и геоэлектрический разрез мерзлых толщ.—«Тр. СВКНИИ», вып. 20. М., «Наука», 1968.

23.А к и м о в А. Т. Закономерности пространственного изменения неко­ торых физических параметров многолетнемерзлых горных пород тер­ ритории Болыпеземельской тундры.— В кн.: Физико-химические про­ цессы в промерзающих и мерзлых горных породах. М., Изд-во АН СССР,

1961.


Г л а в а I X

ПОДЗЕМНЫЕ И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДЫ ТЕРРИТОРИИ

РАСПРОСТРАНЕНИЯ МЕРЗЛОЙ ЗОНЫ

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Типы подземных вод. По отношению к мерзлым породам под­ земные воды (жидкая фаза) можно подразделить на три типа [1]:

1.Надмерзлотные воды, залегающие над мерзлыми породами, на их поверхности. Для них в большинстве случаев мерзлые по­ роды служат водоупорным основанием.

2.Межмерзлотные воды, находящиеся между мерзлыми поро­

дами.

3. Подмерзлотные воды, залегающие ниже мерзлых по­ род. Для верхнего горизонта этих вод мерзлые породы являются водоупорной кровлей.

Все три типа подземных вод в той или иной мере связаны друг с другом, а также с поверхностными водами ,и атмосферой.

Существуют и более детальные классификации подземных вод мерзлой зоны [2, 3, 4, 5], однако указанные основные три типа подземных вод сохраняются (табл. 35).

Надмерзлотные воды. Они обычно приурочены к отрицатель­ ным формам рельефа и к широким плоским водоразделам. Реже их местонахождением являются склоны (пологие чаще, чем кру­ тые, северные чаще, чем южные). В большинстве случаев над­ мерзлотные воды залегают в четвертичных отложениях. По усло­ виям залегания и режиму они разделяются на три подтипа:

1)сезоннопромерзающие, находящиеся в пределах деятель­ ного слоя;

2)сезоннополупромерзающие, верхняя часть которых на­ ходится в пределах деятельного слоя;

3)сезоннонепромерзающие, поверхность которых залегает ниже деятельного слоя. Возможны и более сложные случаи (рис. 65).

С е з о н н о п р о м е р з а ю щ и е

н а д м е р з л о т н ы е

в о д ы (1-й

п о д т и п). По своему режиму эти воды могут быть

определены

как верховодка. Специфические условия залегания

в пределах деятельного слоя обусловливают характерную особен­ ность вод 1-го подтипа — сезонное существование в жидкой фазе. В Арктике длительность существования надмерзлотного водонос­ ного горизонта определяется двумя-тремя летне-осенними месяцами.

192


 

 

 

 

Т а б л и ц а 35

 

Классификация гравитационных подземных вод мерзлой зоны

rt

 

 

 

 

 

1 с

 

 

 

 

 

Н os

 

Местонахожде­

 

Преобладающие

 

с

Положение в

Основной источ-

Темпера-

**

ние водоносных

напоры, элемен-

►яS

разрезе

пород

ник питания

ты режима

тура

В £

 

 

 

 

 

еЗ»

ф

3

g

о

со

CD

гС

СО

Деятельный

Каменистые

Осадки, кон-

Сезотшопро-

+

слой (верховодроссыпи и гольденсация

мерзающие, без-

 

ка)

цы

 

 

 

 

напорные, при

 

 

Горные скло-

Осадки

промерзании

+

 

11Ы

 

во-

Осадки, па-

могут приобре-

+ , редко

 

Плоские

тать напор, ни-

 

доразделы, равводковые реч-

сходящие

 

нины,

речные ные воды

 

 

 

 

 

террасы и пои-

 

 

 

 

 

 

 

мы

 

 

 

 

 

 

 

 

Деятельный

Равнины

и

Осадки

Сезоннополу- + , редко

слой и песквозречные

терра-

 

 

промерзающие,

иые талики

сы, основания

 

 

безнапорные,

 

 

склонов

гор,

 

 

при

промерза-

 

 

озерных котло-

 

 

нии приобрети-

 

 

вин (выше ме-

 

 

ют временный

 

 

стного

базиса

 

 

напор,

нисхо-

 

 

эрозии)

 

 

 

 

дящие

 

 

Несквозные

Конусы

BJJ-

Осадки и но-

Пепромерза-

+

талики

носа

 

 

верхностиые

ющие,

безна-

 

 

Под озерами

воды (речные)

порные

или

 

 

Иоверхност-

слабонапорные

+ >

 

 

 

 

ные воды

(в подозерных

 

Под речными

(озерные)

и подрусловых

+

 

Поверхност-

таликах)

 

руслами п в

ные пли воды

 

 

 

 

 

низких

терра-

сквозных тали-

 

 

 

 

 

сах

 

 

ков

(в преде­

 

 

 

 

 

 

 

 

лах их надмерз

 

 

 

 

 

 

 

 

лотного рассеи­

 

 

 

 

Морские

по-

вания)

Безнапорные,

+ 1 --

 

Осадки и во-

при

промерза-

 

бепежья

 

Д Ы

М О Р Я

нип напорные

 

3

н

о

ч

п

Рн

g

Ф

<5

Полностью

В различных

Питание из-

Безнапорные

изолированные условиях релье

вне не посту-

или слабона-

талики

фа и геологи-

пает

порные

 

ческого строе-

 

 

 

ния

 

 

Несквозные

Днища про-

Поверхност-

Напорные

 

мерзающих

ные воды

 

 

озерных котло­

 

 

 

вин и аласов

 

 

_

+ , --

13 Заказ Л» 101и

193


О к о н ч а н и е т а б л. 35

 

t

 

 

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

& 3

Положение в

Местонахожде­

Основной источ­

Преобладающие

Темпера­

К ►4

ние водоносных

а

[5

разрезе

пород

ник питания

напоры, элемен­

тура

ты режима

ь

*5

 

 

 

 

 

Ф

И

н

о

о««о , 5!

ф

Несквозпые

Речные тер­

Поверхност­

Напорные

талики

расы

ные

(речные) 1

 

 

реже

воды

 

сквозных таликов

Сквозные та­ лики

Зоны разло­

Поверхност­

Непромерза-

мов, пересекаю

ные воды (на

гощие, безна­

щпх различные участках перепорные, локаль элементы рельесечения разло­ но-папорные

фа

мами речных

 

долин)

Под озерами (подозерные талики)

Долины рек (под руслами и поймами):

горные

Поверхност­ Слабонаиорные воды иые

Подмерзлот­ Напорные, ные воды (озе­ восходящие ра-источника)

Поверхност­ Нисходящие, ные илц подвосходящие, мерзлотные во­ переменного ды движения

+

+

+

+

+

►4ф

м

н

чо

50

ф

S

«

й

равнинные

То же

Нисходящие - Г , -

 

 

или восходящие

Конусы выно

Подмерзлот­

Восходящие + J

са, зоны разло­

ные или по­

или нисходя­

мов

верхностные

щие

 

воды

 

Взаимосвя­

Межгорные

 

занные с вода­

впадины

 

ми сквозных

 

 

таликов

 

 

 

Плоскогорья

Поверхност­

 

и горные мас­

ные воды

 

сивы

 

 

Карстовые

 

 

массивы

 

Напорные,

со

+

сравнительно

 

 

устойчивым на­

 

пором

 

+

Напорные,

с

сильно измен­

 

чивым напором

+

То же

 

Невзаимосвя­

Равнины и Глубинные

Напорные, с - ь -

занные с вода­

плоскогорья

устойчивым ре-

Iми сквозных та-

глатформ

кимом

тиков

 

 

194


По направлению

на юг

 

 

 

 

 

 

длительность

существова­

 

 

 

 

 

 

ния надмерзлотного

водо­

 

 

 

 

 

 

носного

горизонта возрас­

 

 

 

 

 

 

тает до 6 месяцев, а иног­

 

 

 

 

 

 

да и более. Поверхгость

 

 

 

 

 

 

надмерзлотного водоносно­

 

 

 

 

 

 

го горизонта обычно распо­

 

 

 

 

 

 

лагается согласно с поверх­

 

 

 

 

 

 

ностью

мерзлых

пород.

Рис. 65. Схема различных типов надмерз­

Поэтому надмерзлотные во­

 

 

 

лотных вод.

 

ды двигаются в направле­

Н ад м ерзлотн ы й

водоносны й гори зон т : а — п р о ­

м ерзаю щ и й ,

б — п олуп ром ерзаю щ и й , в — н еза ­

нии уклонов

поверхности

м ерзаю щ и й ,

г — д в у х ъ я р у сн ы й н адм ерзлотн ы й

рельефа,

т.е. к речным до­

водоносны й

гори зон т ;

1 — деятельн ы й

слои;

2

— м ерзлы е

породы ; 3 — водоносны й гори зон т;

линам и иным понижениям

I ,

I I — н и ж н и й

и вер х н и й яр у сы , р азделен н ы е

 

слоем

сезонного

п ром ерзан и я .

 

рельефа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глубина оттаивания, а следовательно, и возможная мощность

надмерзлотного

горизонта

увеличиваются с севера на юг.

В* се­

верных

районах

в

песчаных

разностях

пород

деятельного тагоя

глубина оттаивания не превышает 1—1,5 м, южнее она достигает 4 м и более. Там, где надмерзлотные воды’двигаются со значитель­ ной скоростью и, значит, несут достаточное количество тепла, мерзлые породы протаивают более глубоко.

Питание надмерзлотных вод происходит за счет атмосферных осадков, поверхностных потоков и реже за счет более глубоких водоносных горизонтов. Существенное значение в питании над­ мерзлотных вод, по-видимому, имеет конденсация водяных паров на мерзлой поверхности горных пород, особенно если они пред­ ставлены грубым обломочным материалом. В этом случае, по дан­ ным И. Т. Рейнюка, величина конденсации достигает 80 мм, но возможно, и превышает это значение. Роль фактора конденсации в питании до конца не выяснена. В горных районах большое зна­ чение в восполнении ресурсов надмерзлотных вод приобретают гольцовые льды, появляющиеся в каменистых россыпях при про­ мерзании влаги осенних дождей и весенних талых вод, проникаю­ щих на глубину мерзлой россыпи. Некоторое значение в питании может иметь и оттаивание подземных льдов иного генезиса.

Соответственно летом, особенно в период дождей, наблюдается увеличение водоносности надмерзлотного горизонта. По оконча­ нии периода дождей уровень воды в нем понижается, а местами водоносный горизонт осушается полностью. Осенние дожди при­ водят вновь к повышению уровня вод.

В пределах гольцов и каменистых россыпей вследствие конден­ сации и гольцового льдообразования воды деятельного слоя не истощаются в течение всего лета. Сочетание благоприятных усло­ вий питания с сильно расчлененным рельефом, способствующим накоплению этих вод в распадках и верховьях речных долин, приводит к образованию источников со значительными дебитами,

13*

195