» » Общие сведения о мерзлых породах

Общие сведения о мерзлых породах

По Н.А. Цытовичу, мерзлыми называют породы, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в которых хотя бы часть поровой влаги превращена в лед, цементирующий минеральные частицы. Их можно рассматривать как особое (мерзлое) состояние связных и раздельнообломочных пород с термонестойкими структурными связями. При положительных температурах они превращаются в мягкопластическое или текучее состояние.
Вечномерзлые породы распространены в областях многолетней («вечной») мерзлоты, занимающей 49% территории бывш. СССР. Нижняя граница вечномерзлых пород проникает в районах высоких широт азиатской части бывш. СССР до глубины 800 м. Сезонномерзлые породы занимают еще более значительную территорию бывш. СССР, но глубина проникновения их невелика и зависит от континентальности и суровости климата, теплофизических свойств пород и некоторых других факторов.
Появление льда, цементирующего минеральные частицы, резко изменяет свойства связных и раздельнозернистых пород. В процессе промерзания последних возникает новая, морозная (криогенная) текстура породы, с которой связаны весьма существенные изменения всех ее характеристик. Различаются следующие основные виды криогенных текстур: слитная, слоистая и ячеистая (рис. 40). Породы со слитной текстурой обладают значительной прочностью, а при оттаивании сохраняют, а иногда даже улучшают прочностные свойства по сравнению с показателями той же породы до промерзания. Слоистая текстура чаще наблюдается в глинистых породах, особенно в пылеватых их разностях. Она возникает при одностороннем промораживании сильно переувлажненных пород. В мерзлом состоянии они обладают значительной прочностью, но при оттаивании прочность их резко падает. По данным Н.А. Цытовича, сопротивление сдвигу при этом снижается до пяти раз. Мерзлая порода ячеистой текстуры при оттаивании также снижает прочность, но в меньшей мере, чем породы слоистой текстуры.

Поровая вода в мерзлых породах не полностью превращается в лед даже при температурах до -30° С (рис. 41). Свободная вода в крупных порах замерзает при отрицательной температуре, близкой к 0°. По мере возрастания степени связанности воды с поверхностью минеральных частиц температура смерзания снижается. Некоторое количество связанной воды в дисперсных породах сохраняется в незамерзшем состоянии. Количество незамерзшей воды в мерзлых породах изменяется под влиянием внешних воздействий (отрицательной температуры, давления и пр.), находясь в динамическом равновесии с последними (принцип равновесного состояния воды и льда в мерзлых породах Н.А. Цытовича).

title-icon Подобные новости