§ 2. Меры борьбы с процессами выветривания
На практике зона интенсивно выветрелых пород (зона повышенной трещиноватости) обычно перед строительством удаляется. В тех случаях, когда мощность этой зоны слишком велика (несколько десятков метров), съем невозможен или экономически нецелесообразен; предусматриваются специальные инженерные мероприятия для обеспечения устойчивости и прочности проектируемых сооружений. К таким мероприятиям относятся:
1. Покрытие горных пород непроницаемыми для агентов выветривания материалами. Наилучшим материалом для защитного покрытия является суглинок, так как он обладает почти универсальными защитными свойствами. Уложенный слоем достаточной мощности, он не пропускает ни жидких, ни газообразных агентов выветривания и может погасить резкие колебания температуры. Кроме того, суглинок, как продукт наиболее поздних стадий выветривания, сам мало подвергается разрушению. Хорошими защитными свойствами обладает бетон, но это более дорогой материал, кроме того, он сам может разрушаться. Песок защитит породу от колебаний температуры, но не задержит жидкие и газообразные агенты выветривания.
2. Пропитывание пород различными веществами. В качестве пропитывающих веществ употребляют жидкое стекло, гудрон и др., а также – цементный раствор. Следует подчеркнуть, что применение пропитывающих веществ ограничено теми или иными условиями (фильтрационными свойствами пород, характером трещиноватости).
3. Искусственная нейтрализация агентов выветривания достигается путем введения в воду, фильтрующуюся в породе, солей с целью уменьшить растворяющую способность воды. Способ довольно дорогой и громоздкий (необходима специальная стационарная установка).
4. Планировка территорий и отвод вод. Проникновение поверхностных вод в горные породы можно предотвратить с помощью планировки территории, мощения, устройства нагорных канав, ливнестоков. Подземные воды могут быть перехвачены путем устройства дренажных галерей, колодцев, искусственных завес (цементации, силикатизации, замораживания).
§ 3. Геологическая деятельность ветра
Геологическая деятельность ветра проявляется на континентах и состоит в разрушении горных пород, переносе и отложении (аккумуляции) продуктов разрушения.
В природе это единый процесс. Исключение составляют пустыни с господствующими ветрами, где в центральных частях преобладает разрушение, а на окраинах пустынь, у препятствий – аккумуляция.
Разрушительная деятельность ветра складывается из выдувания и развевания частиц горных пород – дефляции и механической обработки поверхностей обнаженных горных пород переносимыми ветром частицами – корразии.
Корразия и дефляция взаимосвязаны; в результате их деятельности возникают причудливые фигуры и формы рельефа, например, качающиеся камни (грибы), образовавшиеся в результате разработки горизонтальных трещин в породе.
Скорость дефляции невелика и составляет в среднем 17 см/век, но на отдельных территориях, в зависимости от интенсивности ветров и прочности пород, может быть и больше (например, в Египте скорость дефляции – 60 см/век, что очень плохо для архитектурных памятников).
Перенос ветром возможен, в основном, для песчаных и пылеватых частиц (размером 1мм и менее), хотя при сильных ветрах (ураганах) переносятся даже небольшие камни. При этом частицы либо перекатываются по поверхности земли либо переносятся во взвешенном состоянии. При этом частицы истираются друг о друга, обтачиваются, шлифуются. Перенос иногда осуществляется на очень большие расстояния и в очень больших количествах. Например, песок из Сахары переносится сильными пассатами на 2000-2500км над Атлантическим океаном, а на Канарских островах в 1863г выпало около 10 млн. тонн песка из Сахары и образовались песчаные дюны.
Песчаные отложения, в основном, представляют собой барханы и дюны (см. рис. 7.1).
Барханы – песчаные холмы серповидной формы. С наветренной стороны их склоны пологие, крутизной 8-14°, с подветренной – крутые (30-35°). Барханы образуются в пустынях.
Дюны – длинные вытянутые валы с асимметричными наветренным и подветренным склонами. Часто образуются вдоль побережий.
Рис. 7.1. Барханы: а) общий вид; б) направление ветра при образовании барханов; I – профиль; II – план.
Для дюн и барханов характерно поступательное движение: достигнув определенных размеров, они начинают перемещаться в направлении ветра. Барханы перемещаются со скоростью до 12м/год, дюны – до 20м/год.
Наиболее эффективный и древний метод борьбы с подвижными песками – закрепление песков растительностью. Сейчас он используется с предварительным созданием механических защит. Это – так называемый пассивный метод борьбы.
Активные меры предусматривают управление потоками воздуха, основанное на законах аэродинамики. Сила ветра ослабляется сетью преград – лесополос, щитов, заборов, плетней; при этом меняется и направление переноса рыхлых частиц. Вдоль дорог создаются так называемые отсечные полосы с определенным профилем и с покрытием из фиксирующего материала (битума, отходов переработки нефти и пр.). В результате дороги не заметает.