Инженерная геология. Карстовые процессы

1. Лекц. № 6.4. КАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Инженерная геология
Лекц. № 6.4. КАРСТОВЫЕ ПРОЦЕССЫ
Карстом называют процесс
растворения поверхностными и
подземными водами некоторых
горных пород и вынос из них
веществ в растворенном состоянии
(выщелачивание).

2.

Инженерная геология
Горные породы, которые
подвержены развитию
карста, называют
карстующимися,
районы, где развивается
карст, — карстовыми.

3.

Инженерная геология

4.

Инженерная геология
Начало карстового процесса
Останцовые горы в виде башен и столбов
Развитие карстового процесса
Формы рельефа после развития карста

5.

Инженерная геология
По характеру растворимых пород различают
три основных типа карста:
карбонатный - труднорастворимый
(известняк, доломит, мел, мергель),
сульфатный –среднерастворимый
(гипс, ангидрит),
соляной-легкорастворимый (каменная и
калийная соли).

6.

Инженерная геология

7.

Инженерная геология

8.

Инженерная геология

9.

Инженерная геология
Сходные процессы, возникающие
в глинистых и лессовых
породах называют
псевдокарстом
(суффозионным карстом).

10.

Инженерная геология
Растворяющее действие
воды зависит от:
температуры,
содержания СО2,
проточности пород.

11.

Инженерная геология
На скорость развития
карстового процесса влияют:
интенсивность водообмена,
особенностей рельефа и
положение карстующихся пород
относительно базиса эрозии
(ближайших рек, водоемов и т. п.).

12. Тайчжун, Тайвань, 1999 год

Инженерная геология
Тайчжун, Тайвань, 1999 год

13.

Инженерная геология
После достижения
уровня местного базиса
эрозии развитие карста
приостанавливается.

14.

Инженерная геология

15.

Инженерная геология
Значение карстово-суффозионных процессов
заключается в их опасности для различных зданий
и сооружений, а также поглощении
поверхностного стока.

16.

Инженерная геология

17.

Инженерная геология
За уровни коррозии
принимают отметки, ниже
которых растворение и
карстование либо полностью
отсутствует, либо
протекает весьма медленно.

18.

Инженерная геология
В большинстве случаев уровнем
коррозии служат:
тоща водонепроницаемых
пород,
поверхность подземных вод,
обладающих высокой
минерализацией.

19.

Инженерная геология
Толща горных пород,
расположенная выше У.Г.В., где
происходит активная циркуляция
воды и активное развитие
карстовых пустот и полостейзона карстообразования.

20.

Инженерная геология
Ниже У.Г.В.располагается
зона цементации (зона
заполнения трещин
природным цементом и
затухание карстового
процесса).

21.

Инженерная геология
Различают карст:
закрытый (подземный, или
глубинный)- карстующиеся породы
покрыты толщей нерастворимых
пород различной мощности,
открытый (поверхностный) -
карстующиеся породы выходят
непосредственно на дневную
поверхность.

22.

Инженерная геология
Формы карстового
рельефа подразделяют
на:
поверхностные,
подземные.

23. 3. Карстовые формы рельефа

Инженерная геология
3. Карстовые формы рельефа
3.1. Поверхностные:
Карта поверхности карстового плато в Крыму

24. Левый берег р. Волга

Инженерная геология
Левый берег р. Волга

25.

Инженерная геология

26.

Инженерная геология
Поверхностные - карры, провальные воронки,
поноры, карстовые котловины, полья и др.
Карры — это мелкие желоба на поверхности
карстующихся пород глубиной от нескольких
сантиметров до 1—2 м.
Воронки — углубления различной формы и глубины.
По происхождению бывают:
поверхностными,
провальными.
На дне карстовых воронок может находиться
водопоглощающее отверстие — понор.

27. Карстовые отложения

Инженерная геология
Карстовые отложения

28.

Инженерная геология
К наиболее крупным
поверхностным карстовым
формам относят замкнутые
впадины — карстовые
котловины и полья.

29.

Инженерная геология
Поверхностные и подземные карстовые формы: 1 — провальная воронка. П— понор;
2 — блюдцеобразная воронка; в — делювий, заполняющий дно воронки; 3 —
карстовая котловина; 4 — карстовый колодец

30.

Инженерная геология

31.

Инженерная геология
К подземным формам карста
относятся пещеры,
естественные шахты, колодцы,
галереи, каналы, каверны и др.

32.

Инженерная геология

33.

Инженерная геология
Карстующиеся породы являются
ненадежным основанием.
Пустотность снижает
прочность и устойчивость
пород.
Развитие карстовых форм
может вызвать недопустимые
осадки и полное разрушение
конструкций.

34.

Инженерная геология
г. Самара, ул. Промышленности, 19

35.

Инженерная геология
г. Самара, ул. Промышленности, 19

36.

Инженерная геология

37.

Инженерная геология
г. Самара ул. Авроры, 20

38.

Инженерная геология
г. Самара ул. Авроры, 20

39.

Инженерная геология

40.

Инженерная геология

41.

Инженерная геология

42. Пересечение ул. Кирова и Физкультурной

Инженерная геология
Пересечение ул. Кирова и Физкультурной

43. Карст и человек

Инженерная геология
Карст и человек

44. В Пскове

Инженерная геология
В Пскове

45.

Инженерная геология

46.

Инженерная геология
В городе Березники на территории одного из предприятий
образовалась воронка: 15-метровой глубины и площадью в
2,5 тыс м2.
Обвал грунта произошёл в промзоне, где под землёй
расположены солевые шахты. В опасной близости фабрика соли, местная ТЭЦ, в километре - жилые дома.

47. В Березниках Пермского края

Инженерная геология
В Березниках Пермского края

48. В Москве

Инженерная геология
В Москве

49. В Тюмени

Инженерная геология
В Тюмени

50. «Малыш» в Березниках

Инженерная геология
«Малыш» в Березниках

51. Москва. Кремль

Инженерная геология
Москва. Кремль

52.

Инженерная геология

53.

Инженерная геология

54.

Инженерная геология
Инженерно-геологические исследования
позволяют:
обнаружить и нанести на карту районы
карстующихся пород,
выделить наиболее опасные участки,
где капитальное строительство
практически невозможно,
определить наличие карстовых форм
под землей.

55.

Инженерная геология
Различают карст:
действующий,
пассивный, или древний.
В последнем отсутствует циркуляция воды.
Такие карстовые формы часто содержат
делювиально-пролювиальный материал,
задернованы, покрыты кустарниковой и даже
древесной растительностью.

56.

Инженерная геология
При изменении базиса
коррозии и других причин
пассивный карст может
перейти в активную стадию.
При активном карсте степень
закарстованности пород
продолжает возрастать.

57.

Инженерная геология
Для растущих карстовых форм
характерны:
четкие очертания,
циркуляция воды,
зияние трещин,
отсутствие древесной
растительности.

58.

Инженерная геология
Возможности
строительства в районе
активного карста
определяют сроком службы и
особенностями его
эксплуатации.

59. Пекин, Китай, 2010 год

Инженерная геология
Пекин, Китай, 2010 год

60. Пичер, США, 2008

Инженерная геология
Пичер, США, 2008

61. Карстовый провал в Гватемале. Вызван подземными водами и дождями.

Инженерная геология
Карстовый провал в Гватемале. Вызван подземными водами и
дождями.

62. Техас, США, 2009: Провал грунта The Devil's Sinkhole,

Инженерная геология
Техас, США, 2009: Провал грунта The Devil's Sinkhole,

63. Гватемала, июнь 2006 года

Инженерная геология
Гватемала, июнь 2006 года

64.

Инженерная геология
Важное значение имеет
определение скорости
развития карстового
процесса.

65.

Инженерная геология
Степень активности
действующего карст (А)
оценивается (в %) по формуле:
А = Vв/V * 100
где: Vв — объем растворенной
породы;
V — общий объем карстующихся
пород в массиве.

66. Противокарстовые мероприятия.

Инженерная геология
Противокарстовые мероприятия.
Для инженерной защиты зданий и
сооружений от карста применяют
следующие основные мероприятия
(СНиП 22-02—2003):
водозащитные,
геотехнические
(укрепление оснований),
конструктивные.

67.

Инженерная геология
Водозащитные:
максимальное сокращение
инфильтрации поверхностных,
техногенных и хозяйственнобытовых вод в грунт:
вертикальная
планировка земной
поверхности,
дренаж агрессивных подземных вод,
ограничение откачек подземных вод
и др.

68.

Инженерная геология
геотехнические:
укрепление оснований путем
тампонажа (заполнения)
карстовых полостей и трещин
песчано-глинистым
материалом, нагнетанием
цементного раствора, горячего
битума, жидких смол;

69. Мероприятия по закреплению грунта

Инженерная геология
Мероприятия по закреплению грунта

70.

Инженерная геология
опирание фундаментов
на надежные
незакарстованные или
закрепленные грунты.

71.

Инженерная геология
Конструктивные решения:
прорезка всей толщи закарстованных
пород глубокими (свайными)
фундаментами,
надфундаментные и поэтажные пояса,
повышение прочности и жесткости
сооружений и др.

72.

Инженерная геология

73. Конструктивные меры

Инженерная геология
г. Самара. ул. Карьерная
Конструктивные меры

74.

Инженерная геология

75.

Инженерная геология