Суффозия, условия и факторы развития суффозии, меры борьбы.

Суффозия (от лат. suffossio – подкапывание) – процесс механического выноса мелких частиц из грунтов, заполнителя трещин и полостей фильтрационным потоком подземных вод или размыв пород внутри толщи, обладающей низкой сопротивляемостью эрозионному воздействию движущихся подземных вод.

Суффозия является результатом силового воздействия движущихся подземных вод на вмещающие их дисперсные грунты. Это либо большие скорости движения фильтрационного потока, который вымывает частицы, либо возникающее в фильтрационном потоке гидродинамическое давление.

Различают химическую суффозию или выщелачивание – вынос воднорастворимых солей (гипс, карбонаты и др.) из нерастворимых осадочных пород, приводящий к разрушению структурных связей и уменьшению прочности, увеличению деформируемости и размываемости пород.

Условия развития суффозии

Для развития суффозии необходимы следующие условия:

1) структурно-текстурная неоднородность (1:20) горных пород, при которой возможно передвижение более мелких частиц среди более крупных и их вынос;

2) определенные градиенты потока (>5), вызывающие повышенные скорости фильтрации воды или определенной величины гидродинамическое давление в массиве грунтов;

3) наличие области выноса, разгрузки толщи от мелких частиц.

Суффозия происходит внутри пласта или путем переноса мелких частиц из одного пласта в другой.

Процессам суффозии подвержены

- преимущественно пылеватые и мелкозернистые пески,

- лессовые и реже пылеватые и глинистые грунты,

- дисперсная составляющая образований из зон тектонических разрывов и накопления в карстовых полостях.

Область выноса образуется при выходе грунтов на поверхность, вскрытии их котлованами, выемками, карьерами, подземными выработками, дренажами или при контактировании с более водопроницаемыми породами, способными поглощать мелкие частицы, выносимые потоком из грунтов, подверженных суффозии

Факторы развития суффозии

Суффозионному процессу благоприятствуют восходящие современные тектонические движения.

Развитию суффозии способствует наличие в геологическом разрезе песчаных и лессовых грунтов.

Развитие суффозии тем больше, чем более контрастен рельеф данной местности, особенно если такая контрастность обусловлена речной и овражной эрозией.

Деревья и кустарники укрепляют своими корневыми системами толщи дисперсных грунтов, делая их более устойчивыми по отношению к суффозионным процессам.

Техногенные факторы развития суффозии

В настоящее время во всех индустриально развитых странах мира техногенная суффозия доминирует над природной [Хоменко, 2003].

Суффозия широко распространена в районах добычи полезных ископаемых: присклоновая суффозия при открытой разработке твердых полезных ископаемых, а закрытая (внутренняя) – при подземной.

В районах добычи нефти и газа способом заводнения нередки проявления псевдовулканической суффозии.

На закарстованных территориях, в пределах крупных депрессионных воронок, сформировавшихся при эксплуатации месторождений подземных вод, часто отмечается интенсивное развитие закрытой суффозии, проявляющейся на земной поверхности в форме провалообразования.

Широкое распространение суффозионных процессов наблюдается на подтопленных территориях и в районах орошаемого земледелия - подъем уровня грунтовых вод.

Суффозия присклонового типа активно развивается на берегах равнинных водохранилищ.

На территориях городов техногенная суффозия связана с подземной урбанизацией, со строительными работами, с утечками из водонесущих коммуникаций и с эксплуатацией подземных вод для целей водоснабжения

Техногенно обусловленная суффозия нередко становилась причиной деформаций памятников истории и архитектуры.

Противосуффозионные мероприятия

Все меры по локализации суффозионного процесса разделены на пассивные и активные.

Пассивные мероприятия связаны с рациональным размещением инженерных сооружений, их конструктивными особенностями и проведением мониторинга природно-технических систем, расположенных в зонах возможного развития суффозии.

Активные меры направлены на устранение причин развития процесса суффозии:

- осушение или уменьшение скоростей фильтрации;

- перекрытие мест выноса частиц породы фильтрующим грунтом – обратный фильтр;

- искусственная цементация.

Противосуффозионные мероприятия делятся также на профилактические и оперативные. Профилактические меры используются еще до начала эксплуатации сооружения, а оперативные – в условиях взаимодействия сооружения с окружающей средой.