Літогенна основа міских територій

Літосфера включає материки та ложе океанів, не є суцільною твердою оболонкою, вона складається з ряду літосферних плит, які повільно, але безперервно переміщаються відносно одна одної.

Основна частина території України відноситься до структур платформного типу. Їх геологічну будову в схематичному вигляді можна представити як тришарову: поверхневий покрив сучасних і четвертинних відкладень залягає на складчастій осадовій основі, що базується на кристалічному фундаменті, який являє собою масивну товщу магматичних і метаморфічних порід (рис. 2).

Рис. 2. Схема геологічної будови території:

І - чохол сучасних відкладень; ІІ - складчаста підстава; ІІІ - кристалічний фундамент

Основна інженерно-будівельна діяльність у межах міських територій пов'язана з верхнім осадовим чохлом, але в залежності від урболандшафтних умов і специфіки виробничої діяльності життєво важливу роль у формуванні умов міського середовища можуть грати і породи, глибоких структурних ярусів [14].

Усі гірські породи стосовно до будівельної діяльності можна розглядати як основу для будівництва будинку або спорудження, як матеріал для будівництва або як середовище, в якій розміщується споруда. Гірські породи, а також сучасні відклади природного і техногенного походження, які використовуються в будівельних цілях, називаються ґрунтами [1].

З інженерно-геологічних позицій усі гірські породи підрозділяють на два класи - скельні і нескельні. Серед нескельних порід виділяють піщані і великоуламкові породи, взаємодія між частками яких визначається лише тертям і зачепленням, і пило-глинисті, або зв'язкові, породи. Взаємодія між частками зв'язних порід обумовлено наявністю водно-колоїдних зв'язків. Різний характер зв'язків, властивий цим породам, визначає розходження в їх властивостях і поведінці в міському середовищі.

Скельні породи залягають частіше на значній глибині від поверхні землі і відносно рідко, у порівнянні з пухкими осадовими породами, слугують основою міських споруд. Вони є середовищем, у якому здійснюється підземне будівництво (шахти з видобутку корисних копалин, тунелі метро, підземні виробки іншого призначення). Оголення таких порід у межах міста можна бачити, наприклад, у Запорожжі, Севастополі, у містах передгірної зони. Характерною рисою скельних порід є їх монолітність, обумовлена міцними зв'язками між частками. Зв'язки ці носять кристалізаційний або цементаційний характер і визначають високу щільність, малу пористість і високу міцність порід як у сухому, так і у водонасиченому стані.

Зниження міцності порід і зростання водопроникності пов'язане з розвитком у їх масивах тріщинуватості.

Характерною властивістю піщаних та незцементованих порід є їх хороша водопроникність. Вона визначає роль дренуючих чи водовмісних елементів в осадочному комплексі. Показником водопроникності породи є коефіцієнт фільтрації, величина якого залежить від пористості породи і структури порового простору. Пористість уламкових порід коливається звичайно в межах 20-45%. Ці характеристики, у свою чергу, визначаються діаметром і обкатаністю часток, які складають породу, а також однорідністю зернового складу. Зі збільшенням середнього діаметра породоутворюючих часток і їх обкатаності при неоднорідному зерновому складі водопроникність породи зростає.

Величина водопроникності порід змінюється в широких межах. Рух фільтраційного потоку в незв'язній дисперсній породі створює гідродинамічний тиск і може викликати фільтраційні деформації, які звуться суфозійними явищами [14].

Фільтраційні деформації будуть розвиватися в пухкій уламковій породі в тому випадку, якщо в ній є частки, діаметр яких менший від найбільшого фільтраційного ходу, і якщо швидкості фільтраційного потоку достатні для переміщення цих часток.

Власне суфозія, або механічна суфозія, - явище виносу фільтраційним потоком з товщі породи дрібних часток. При цьому збільшується пористість порід і розміри пор.

Контактний випор відбувається у випадку, якщо фільтраційний потік виносить суфозійні частки з деформованого шару породи в глибший за його шар більш грубозернистого матеріалу. Затримуючись в цьому матеріалі, дрібнозернисті частки формують шар, відмінний по складу і властивостям від вихідних порід. Випор - таке руйнування породи, при якому починає рухатися деякий її обсяг із усіма фракціями, які складають породу, що приводить до розпушення частини породи, збільшенню пористості і розмірів пор.

До суфозійних порід відносять такі, з яких суфозійним потоком виноситься більш 3% часток. Швидкість фільтрації, при якій порушується гранична рівновага суфозійних часток у породі, називається критичною швидкістю фільтрації.

Негативні наслідки суфозійних деформацій виявляються у формуванні зон ослабленої міцності, тріщин у зв'язку зі зміною гранулометричного складу, щільності і пористості порід, обваленні бортів котлованів, порушенні покрівлі порід, які перекривають. Наслідком зміни водопроникності порід є збільшення водопритоків у підземні виробки і котловани, кольматація і вихід з ладу зворотних фільтрів і дренажів водопонижаючих пристроїв.

Інші цікаві матеріали

Сучасні проблеми розвитку і розміщення металургійних районів України
Металургійний комплекс є одним з найголовніших комплексів держави. Без металургії як виробника конструкційних матеріалів неможливий розвиток машинобудування, а в зв'язку з цим і розвиток науково-технічного прогресу, її ...

Загальні відомості про топографічні знімання і знімальні мережі
Одним з основних завдань геодезичної галузі в Україні є забезпечення народного господарства топографо-геодезичною і картографічною продукцією. На сьогоднішній день на всю територію України складені топографічні карти ма ...

Експортний потенціал регіонів України
Активна зовнішньоекономічна діяльність виступає одним з основних факторів ринкової трансформації економіки, підвищення її ефективності і конкурентоспроможності. Розвиток експортного потенціалу, збільшення його обсяг ...