ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 14.10.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 1
рениям температуры в скважинах, в горных выработках, глубо ких шурфах и на других доступных объектах. Следует предупре дить, что термометрические замеры в скважинах могут произво диться лишь по прошествии некоторого времени после окончания бурения, когда восстановится естественный температурный режим околоскважинного пространства. Это время, зависящее от глу бины скважины, сроков и длительности ее проходки, температуро проводности и температур горных пород обычно колеблется от не скольких недель до нескольких месяцев, а иногда и лет. Характер кривой распределения температур в стволе скважины позволяет не только показать температуру мерзлых пород па различных глубинах, но и наметить общую тенденцию развития системы мерзлая порода — талик или мерзлая порода — подмерзлотный водоносный горизонт.
И з у ч е н и е с о с т а в а , с л о ж е н и я и к р и о г е н н о г о с т р о е н и я м е р з л ы х п о р о д представляет ин терес как с инженерно-геологической точки зрения, так и с точки зрения восстановления истории формирования мерзлой зоны. Кроме того, состав и криогенное строение мерзлых пород опре деляют те изменения, которые могут произойти в связи с освоением территории и воздействием человека на природные комплексы. Таким образом, изучение состава и строения мерзлых пород — необходимый компонент разработки прогнозов ц соответствую щих мероприятий, связанных с различными видами строитель ства. В результате проведения исследований этого направления
на ключевых |
участках должны быть выявлены: |
а) характер |
и распределение льдистости в мерзлых породах |
в вертикальном разрезе и их изменения на площади; |
|
б) характер и распределение скоплений (тел) мономннерального льда;
в) дешифровочные признаки, отражающие основные зако номерности распределения мономинерального льда и изменения льдистости верхних горизонтов мерзлых пород;
г) характер и природа криогенной текстуры различных гори зонтов мерзлых пород;
д) состав, строение, возраст и генезис минерального скелета мерзлых пород, т. е. эпигенетически промерзших или сингене тически промерзавших геолого-генетических комплексов, слага ющих исследованную территорию.
Решение этих вопросов возможно на основе проведения поле вых маршрутов с описанием естественных обнажений, расчисток и шурфов, бурения и керна скважин, отбора образцов и последу ющего микроскопического, а для льдов кристаллооптического анализа, отбора образцов на спорово-пыльцевой анализ для определ ния возраста мерзлых пород, древесных остатков — для установления абсолютного возраста радиоуглеродным методом. При необходимости более широкого изучения распределения подземных льдов (например, при производстве работ, направ
ленных на обоснование гидротехнического строительства . строи тельства линий газопроводов) могут быть применимы геофизичес кие методы.
И з у ч е н и е к р и о г е н н ы х о б р а з о в а н и й и и н ж е н е р н о - г е о л о г и ч е с к и х я в л е н и й преследует цель выявить закономерности их распространения и формиро вания в связи с различными процессами, обусловленными нали чием мерзлых пород, их льдистостью и строением, динамикой деятельного слоя, формированием таликовых зон, речной и озер ной термоабразией и многими другими факторами, действующими в пределах распространения мерзлой зоны. Изучение криогенных образований и инженерно-геологических явлений дает возмож ность с наибольшей полнотой охватить зависимости между мно гими природными факторами и в конечном итоге лучше понять взаимодействие мерзлых и талых пород. Исследование криоген ных образований п инженерно-геологических явлений преду сматривает:
а) изучение всякого рода полигонального рельефа, широко распространенного на низменностях;
б) изучение процессов пучения, в том числе многолетних бугров пучения — булгунняхов, выпучивания камней (каменные многоугольники и т. д.);
в) изучение |
солифлюкционных процессов, |
многобугристого |
рельефа и других особенностей строения поверхности; |
||
г) изучение |
термоэрозии и термоабразии |
берегов рек, озер |
и морей. |
|
|
Все эти образования и явления хорошо дешифрируются на аэ рофотоснимках, что облегчает их отображение на картографи ческих материалах и выяснение закономерностей распростране ния в пределах картируемой площади. Данные дешифрирования аэрофотоснимков контролируются маршрутными наблюдениями с соответствующим описанием криогенных образований и инже нерно-геологических явлений. При необходимости производятся шурфовочные работы или мелкое бурение. Наиболее сложны в организационном отношении исследования динамики развития криогенных образований и инженерно-геологических явлений. Для выяснения этих вопросов приходится применять двух-трех- кратные аэрофотосъемки объектов или повторное нивелирование, что дает возможность сопоставить строение поверхности в раз личные отрезки времени и оценить происшедшие изменения. Существуют также специальные методы и приборы для изучения пучения грунтов и напряжений, которые сопровождают этот процесс.
И з у ч е н и е р а с п р о с т р а н е н и я и м о щ н о с т и т а л и к о в ы х з о н , и х п р и р о д ы и д и н а м и к и
р а з в и т и я неразрывно связано с изучением |
подземных вод |
мерзлой зоны. Наибольшее внимание должно |
быть обращено |
на следующие моменты: |
|
267
а) выявление региональных и зональных закономерностей в распространении и формировании таликов в связи с высотной поясностью, геологическим строением картируемой территории и другими природными факторами;
б) выявление природы таликов и таликовых зон и их роль в формировании температурного режима и прерывистости мерз лой зоны, а также во взаимодействии надмерзлотных, межмерз лотных и подмерзлотных вод;
в) установление динамики и направленности в развитии та
ликов |
и их воздействия на подземные воды в таликах; |
г) |
определение взаимосвязи надмерзлотных, межмерзлотных |
н подмерзлотных вод как необходимой основы для оценки естест венных ресурсов и эксплуатационных запасов подземных вод различного типа;
д) выявление и оценка влияния криогенного метаморфизма на состав подземных вод и направленности процессов криогенного ме таморфизма как основы изменения состава и минерализации под земных вод (например, при их эксплуатации);
е) определение направленности и масштаба конвективного теплопереноса за счет разгрузки подземных вод и его роли в фор мировании мощности и температуры мерзлых пород.
Широкий круг вопросов, подлежащих изучению в связи с исследованиями таликов и подземных вод, не случаен. Подзем ные воды п мерзлые породы находятся в антагонистическом взаимодействии и образуют систему сложного динамического равновесия. Поэтому малейшие изменения в параметрах какой-то одной части этой системы тотчас отражаются на второй. Так, усиление инфильтрации подземных вод в связи со строительством водозабора может привести к расширению таликовой зоны, от ступанию ее границ. Наоборот, застойный режим подземных вод в таликах, например в озерных котловинах, часто сопровождается промерзанием таликов, их сокращением.
Весь этот сложный комплекс вопросов изучается с примене нием различных методов, включая дешифрирование аэрофото снимков, бурение скважин в целях опробования межмерзлотных (таликовых) и подмерзлотных водоносных горизонтов, гидрологи ческих, гидрохимических и изотопных. Особый интерес представ ляет изучение источников и мощных зон разгрузки подземных вод, наледей и полыней, также являющихся во многих случаях пока зателями выхода подземных вод на поверхность. Наиболее сложна организация режимных гидрогеологических наблюдений, которые производятся в скважинах или на источниках, обычно образующих наледи, п имеют конечной целью выявить основные закономер ности изменения производительности водоносных комплексов, напоров и состава подземных вод в течение года, а также дают возможность уточнить характер взаимосвязи между надмерзлотными, межмерзлотными и подмерзлотными водами и вмещаю щими их мерзлыми породами.
268
Таковы в основных чертах цели, задачи и методы мерзлотных исследований, входящих в комплекс мерзлотных, мерзлотногидрогеологических и мерзлотно-инженерно-геологических съе мок. Результаты этих исследований, обработанные и оформленные в виде соответствующего отчета, должны осветить общую мерзлот но-гидрогеологическую и мерзлотно-инженерно-геологическую об становку, содержать элементы прогнозов направления изменения параметров мерзлых пород и характера подземных вод при осво ении территории, охваченной съемкой, и рекомендации в отноше нии рациональных приемов ее освоения при различных видах строительства. Кроме того, должны быть даны рекомендации по организации промышленного и хозяйственного водоснабжения. Часть вопросов, которые необходимо решить при производстве комплексных съемок, может быть упущена, если мерзлотные исследования имеют специальное назначение и преследуют более узкие цели.
Режимные наблюдения включают широкий комплекс иссле дований, содержание которых определяется конкретными целями и задачами, связанными с освоением районов развития мерзлой зоны. Режимные наблюдения могут проводиться для изучения вопросов тепломассообмена, в связи с водно-тепловой мелиора цией земель, проектированием систем трубопроводов, растепле нием мерзлых россыпей, различного рода гражданским или про мышленным строительством. Режимные наблюдения мерзлотно гидрогеологической направленности проводятся в связи с про ектированием различного рода водозаборов или мероприятий по борьбе с нежелательными проявлениями подземных вод, например наледями. Режимные наблюдения инженерно-геоло гического содержания ориентируются на изучение хода развития инженерно-геологических явлений, могущих оказать отрица тельное влияние на эксплуатацию сооружений или затрудняющие их строительство (оползни, термоабразив речных берегов, термо карст и др.). В соответствии с задачами режимных наблюдений определяются методы их проведения, сроки и объемы работ.
Теплобалансовые исследования проводятся для изучения кру гооборота тепла и влаги в пределах слоя сезонного протаивания и промерзания и слоя годовых колебаний температуры горных пород. Они дают возможность расшифровать природу теплового баланса и водно-теплового режима на участках с естественным покровом (травянистый или моховой, древесная растительность, водный покров, снег) и его преобразования, вызванного мелиора цией территории, нарушением характера покрытия (например, распашка земель, ликвидация лесного покрова, создание водо хранилищ и т. п.) или его изменением (асфальтирование, по крытие пленками ит.п.). Конечным итогом такого рода исследова ний является прогноз поведения горных пород и направленности в них процессов промерзания-протаивания при осуществлении предполагаемых инженерных мероприятий, вызывающих изме-
269