Охарактеризуйте процессы морозобойного растрескивания и криогенного выветривания, морозного пучения пород и наледообразования

Криогенное выветривание — это наиболее распространенный процесс в криолитозоне, а также в зоне устойчивого сезонного промерзания пород.

Это процесс физического разрушения пород, происходящий в условиях частых колебаний температуры выше и ниже 0^oС, т.е. фазовых переходов от воды ко льду и обратно. Замерзающая в трещинах вода, увеличиваясь в объеме, действует как клин, отделяющий куски породы от ее основной массы.

Морозобойное растрескивание представляет процесс образования трещин в приповерхностных горизонтах многолетне-мерзлых (или сезонномерзлых) дисперсных отложений, когда под влиянием сезонных и более короткопериодных («вторичных») изменений температуры пород возникающие температурные объемно градиентные напряжения превышают предел прочности мерзлой породы на разрыв.

Условиями морозобойного растрескивания пород являются:

1) монолитность горных пород в мерзлом состоянии в пределах расстояния не менее нескольких полигональных блоков;

2) определенные температурные градиенты, достаточные для трещинообразования;

3) определенные физические свойства монолитных горных пород (сопротивление на разрыв, модуль упругости, коэффициент объемного расширения - сжатия), которые в сочетании с первыми двумя характеристиками способствуют возможности образования морозобойных трещин.

При промерзании грунта происходит его объемное уменьшение, сопровождающие часто образование клинообразных щелей.

Глубины этих щелей – трещин достигают нескольких м.

В трещины проникает вода, которая затем превращается в лёд.

Такие морозобойные трещины приводят к изменению глубины промерзания. Могут нанести ущерб дорожному полотну, зданиям, инженерным сетям.

В плане морозобойные трещины образуют полигоны различного размера и формы. В зависимости от литолого-влажностных и температурных условий, размер полигонов в поперечнике может изменяться от 1 -1,5м до 100-200 м, а их форма в зависимости от степени однородности пород по составу и льдистости изменяется от правильной тетрагональной до пяти-, шестиугольной часто не правильной формы

На режимных площадках выполняются специальные наблюдения.

1. Определяют ориентировочную глубину проникновения морозобойных трещин в массив пород, производя замеры с трех кратной повторностью тонкой стальной мерной лентой путем ввода ее в трещину до упора.

2. Устанавливают время образования морозобойных трещин, для чего в осенний период до начала промерзания вкрест полигонально-жильным структурам и соответственно предполагаемым морозобойным трещинам в слой сезонного оттаивания на небольшую глубину (1—2 см) устанавливают тонкую (0,05—0,1 мм) медную проволоку, которую соединяют с двумя металлическими штырями, заглубленными в грунт. В момент образования морозобоиной трещины проволока обрывается, разрывая цепь, что фиксируется простейшим электрическим прибором.

3. Фиксируют изменение ширины раскрытия морозобойных трещин во времени, используя трещиномеры различных конструкций. Одна из схем устройства и установки трещиномера показана на рис.

4. В каждой наблюдательной точке желательно ставить 3 прибора: один трещиномер должен быть закреплен на расстоянии (х) 3 см, второй — 5 см и третий — 7 см от края трещины.