Дополнительные продажи. 1 страница

Карст

Жерасты сулары мен жер бетіндегі ағын сулар тау жыныстарын ерітіп оның еріген бөлшектерін шайып, ағызып әкету нәтижесінде пайда болған қуыс пішінді бедер түрлері карст деп аталады. Олар жер астында - үлкенді-кішілі қуыстар (каверн мен үңгірлер, ал жер бетінде кішігірім шұңқырлар мен апандар және тұйық пішінді қазан шұңқырлар түрінде байқалады, Карстық әрекеттер нәтижесінде ерекше құрамды континенттік шөгінділер қабаты жинақталады (хемогендік, механикалық-сулы шөгінділер және т.б. қалдықтар).

Карсты бедердің дамуына қажетті жағдайлар:

1) суға оңай еритін жыныстардың (карбонаттар,
сульфаттар және галоидты қосындылар) болуы;

2) карстық әрекеттерге қатысты жыныстардың су өткізгіштігі;

3)жерасты суларының қозғалыс жылдамдығы мен су алмасу әрекеттерінің қарқындылығы мен белсенділігі;

4) судың химиялық құрамында газ ерітінділерінің қатысымен
байланысты, оның агрессивтілігі.

Карстық процестердің қарқынды түрде дамуына әсерін тигізуші себептер:

1) Тау жыныстарының құрылысы мен литологиялық құрамының әр тектілігі;

2) тау жыныстарының жарықшақтығы;

3) құрылымдық ерекшеліктері;

4) неотектоникалық қозғалыстардың сипаты мен қарқындылығы;

5)карсты аудандардың бедер пішіні;

6)гидрогеологиялық және климаттық жағдай ерекшеліктері;

7)тектоникалық жағдай ерекшеліктері.

Судың агрессивтілігі мен жыныстардың ерімталдығы

Карстың түрлері карбонатты, гипсті және тұзды болып ажыратылады. Карстық процестерге талдау жасай отырып, жыныстардың ерімталдығы мен олардың еру жылдамдығын, ерітіндінің сыйымдылығы мен агрессивтік қарқындылығын ажырата білу керек. Судың агресивтілігі көмірқышқылдық, сульфаттық болып ажыратылады. Сулы ерітінділердің еріткіштік қасиеті температураның артуына байланысты жоғарылайды.

Көмір қышқылының тау жыныстарының ерімталдығына тигізетін әсері әр түрлі жағдайлармен байланысты. Сутекті күкірт араласқан сулар карбонатты жыныстарды тез ерітеді. Әсіресе, егер жылы болса, оның агресивтілігі екі есе артады. Гипстің еру жылдамдығы ангидритпен салыстырғанда 5-7 есе жоғары. Галит (NaCl), сильвин (КСl) және карналиттің (МgС1₂КСl6Н₂О) ерімталдығы өте жоғары.

Карстық гидродинамикалық және басқа даму заңдылықтары

Карстың гидродинамикалық зоналылығын зерттеу, оның қалыптасу тарихын түсінуге және карстану процесінің даму жылдамдығын анықтауға мүмкіндік туғызады. Карстық гидродинамикалық зоналылығы Д.С. Соколовтың, А.Г. Лыконинаның, Т.А. Максимовичтің, И.А. Печеркиннің еңбектерінде қарастырылады. Карстың гидродинамикалық зоналылығы тік және көлденең бағыттарда байқалады. Мұндай зоналылық жер бетінің бедерімен, тау жыныстары құрайтын массивтік литологиялық құрамымен және карстық сулардың дренаждық базисінің жағдайымен тығыз байланысты.

Карстық процестер төмендегідей жағдайларда қарқынды түрде байқалады:

1)жерасты сулары деңгейінің маусымдық ауытқулары кезінде;

2)тау беткейлік су алмасу зонасында;

3)құрғай бастаған өзен арнасына жақын маңайда.
Тектоникалық құрылымдарға байланысты карстардың гидродинамикалық зоналығын көрсететін үлгі күрделі өзгерістерге ұшырайды. Таулы аймақтарда, платформамен салыстырғанда, тік бағытталған зоналық басымырақ.

Неотектоникалық режимкарстық процестердің дамуынан байқалады. Бұл әрекеттердің даму бағытына қарай неотектоникалық режимнің жасын, даму заңдылықтарын және жеке сатылардың өзіндік қарқындылығын айқындауға болады.

Жоғарылы-төмен бағытталған көтерілімдер мен ойысулардың кезек алмасуы карстық зоналардың қалыптасуына әкеліп соғады; содан кейін барып бұл аймақтың шөгуі барысында аңғарлардың сазды-құмды шөгінділермен толысуы байқалады. Соның нәтижесінде карбонатты және гипс қабаттарында жиі кездесетін

71 - сурет. Карстың гидродинамикалық зоналылығы.

Тік бағытталған зоналар (Д. С. Соколов бойынша): I — аэрациялық; II— маусымдық ауытқулар; III— суға әбден қаныққан; Д — су ағынының зонасын тікелей дренаждануы; IV — жерасты суларының ағыс жылдамдығы бәсендеген; Көлденең бағытталған зоналар (А.Г. Лыконин бойынша): А — таубеткейлік су алмасу;

Б — аңғарлық;

В — су айрық.

карстық процестер азая бастайды. Мұндай өзгерістерге талдау жасау инженерлік-геологиялық баға беру үшін өте маңызды.

Карстық дамуына тигізетін климаттың әсері әр түрлі бағытта байқалады: I) атмосфералық жауын-шашынның мөлшері; 2) жерасты сулары мен жер беті суларының температуралық режимі және бактериялардың әрекеті; 3) өсімдік жамылғысымен сипатына қарай, инфильтрациялық сулардың көмірқышқылдық режимі өзгеріп отырады. Карстану әрекеттері жылы кезеңдері тектоникалық көтерілімдер жағдайында күшті байқалады.

Техногендік себептер. Адамдардың инженерлік-шаруашылық әрекеттері карстық процестердің дамуына күшті әсерін тигізеді. Оны дәлелдейтін мысалдарды көптеп келтіруге болады. Мысалы, Славянск (Украина) қаласының маңайынан тұз өндіру, немесе Ухта қаласына жақын ауданнан гипс өңдіру, Кизил көмір бассейнінің карбонатты қабаттарында орналасқан шахтадан жерасты суын айдап шығу, сол секілді Камск, Братск, Красноярск су қоймаларын жасау гипсті-карбонатты қабаттардың карстануына әкеліп соғады.

Карсттардың таралуы. Мәскеу синеклизасының қанаттары. Еділ-Жайық, Жигулевск көтерілімі, Донбасс, Кавказ, Қырым жерлері, Карпат алды ойпандары, Сібір жерінде, Тунгусск, Вилюй синеклиздері, Ангара-Лена ойпаңы, Алдан қалқаны, Каспий жағалауы карсты аймақтардың классикалық мысалы бола алады.

Карсты процестердің даму жылдамдығы

Н.В. Родионов карстық процестердің жылдамдығын карстың даму қарқындылығының көрсеткіші арқылы бағалайды. Ақ еріген зат (пайыз есебімен) мөлшерінің карсттанған массив көлеміне мың жыл ішіндегі жалпы қатынасы. Еріген жыныстардың мөлшері маусымдық байқау кезінде айқындалған бұлақ суларының немесе сулы қабаттың минерализациялық косындысы ретінде анықталады. Кейде белгілі бір аймақтың тұрақтылығы мен орнықтылығы жаңадан пайда болған карсттық шұңқырлардың көрсеткішіне қарай (1 км ² ауданда 1 жыл ішінде) сипатталады.

Карстқа қарсы күрес. Карсты аудандарда құрылыс нысандарын жобалау және салу барысында төмендегідей қорғаныс шаралары ұйымдастырылады:

1)жер беті суларының ағысын реттеу;

2)жерасты суларының агрессивтілігі, дренаждық құрғату арқылы азайту;

3)карсты қуыстар мен үңгірлерді және жарықтар мен жарықшақтарды құммен, қиыршық таспен, және цементті ерітінділермен толтыру; карстанған қабаттың бетінде немесе жоғарыда орналасқан
қабаттың табанында қолдан бекітілген жабылғы қабат жасау (72-сурет).

72 - сурет. Қуыстардың толуы және қабатты бекіту

7.9.Тау жыныстардың жарықшақтығын зерттеу

Тау массивтерінің инженерлік-геологиялық касиеті олардың жарықшақтық дәрежесіне және кеңістікте орналасу бағытына қарай анықталады.

Инженерлік-геологиялық көзқарас бойынша жерасты массивтерінің өзіндік ерекшеліктерін сипаттайтын ең басты белгі жарықшақтық болып саналады: массивтің мықтылығы мен орнықтылығы, су өткізгіштігі, жеке блоктарға ажырау себептері, сүзгіштік және механикалық қасиеттерінің әркелкілігі (анизотроптылығы), қысым көрсеткіші мен кернеу шамасы, өндірілгіштігі мен өнімділігі және т.б. қаситтері тау жыныстарының жарықшақтық қасиетінің жалпы сипатына қарай анықталады.

Жерасты массивтерде көптеп кездесетін жарықтар мен жарықшақтар әр түрлі деформациялық қозғалыстар туғызады (мысалы, шахты төбесінде орналасқан тау жыныстарының үлкенді-кішілі блоктарының опырылып құлап түсуі, жер бетіндегі ашық карьерлердің кейбір борттарының төмен ығысып жылжуы немесе сырғымалар мен жылжымалардың пайда болуы және т.б.). Осы айтылған себептер тау массивтерінде жиі байқалатын жарықтар мен жарықшақтарды зерттеп білудің өте қажеттілігін көрсетеді.

Тау жыныстарының жарықшақтығын зерттеу барысында тиімді әдістердің бірі ретінде статистикалық-генетикалық әдісті пайдалана білу керек.

Статикалық-генетикалық әдіс бойынша тау жыныстарының жарақшақтығын сан есебімен сипаттап жазу екі жағдайда негізделген: (Рац, 1962).

I. Жарықшақтықтың даму заңдылықтары олардың пайда болу механизміне және қалыптасу мезгілі мен түзілу жағдайының ерекшеліктеріне қарай анқталады. Жарықшақтықтың генетикалық жеке түрлерінің әрқайсысы әр түрлі зандылық негізінде дамитын болғандықтан, әрбір түр жеке-жеке қарастырылады.

Жарықшақтықтың даму зандылығы статистикалық тұрғыдан қарастырылып, оның параметрлері математикалық жолмен есептелінеді.

Тау жыныстарының жарықшақтығын зерттеу (Рац әдісі бойынша) үш бағытта жүргізіледі: I) жарықшақтықтың кеңістіктегі өзіндік бағытын анықтай білу; 2) жарықшақтықтың жалпы сипаты мен жарықшақтану дәрежесін бағалау; 3) жарықшақтықтың генетикалық түрлерін анықтау.

Жарықшақтықтың кеңістіктегі бағытын бағалау

Жарықшақтықтың кеңістіктегі орналасу бағыты ең маңызды көрсеткіштердің бірі болып саналады. Оның негізгі параметрлері: жарықшақ жазықтығының құлау бұрышы және жарықшақ жазықтығының құлау бағытының азимуты ° тау компасы арқылы оңай анықталады. Бұл параметрлерді өлшегенге дейін белгілі бір геометриялық жіктеуге сәйкес жарықшақтар жүйесінің негізгі морфологиялық түрлерін анықтау қажет. Ол үшін Рацтың жіктеуін пайдалануға болады. Бұл жіктеу бойынша (ұзындық бойы мен созылу бағытын алып қарағанда) жарықшақтар жүйесінің созыла орналасу бағытын көрсететін азимутгың бұрыш шамасына қарай оның түрлері төрт топқа жіктеледі.

Жарықшақтар жүйесінің белгілі бір бағытта құлау бұрышының шамасына қарай олар субгоризонтальды 0-6°, жатық 6-45°, тік 45-72° бұрышты және өте тік субвертикальды 72-90° болып ажыратылады.

Жарықшақтың белгілі бір жүйесін өлшеу саны Рацтың ұсынысы бойынша кем дегенде (тіп) 30-40, ал ең көп дегенде (тах) 80-100-ден аспауы керек. Санақ саны осы көрсетілген саннан кем болса, алынған көрсеткіштер шамасы күмән туғызады, ал артық болған жағдайда есептеу жұмыстарын қиындатады. Әрбір жүйені өлшеу саны орта есеппен 50-60 деуге болады. Өлшеу жұмыстарының көптігіне байланысты, оның нәтижесін белгілі бір пішін бойынша ыңғайлы түрде жаза білудің маңызы өте зор. Сондықтан өлшеу жұмыстарының нәтижесі төмендегідей пішін бойынша арнаулы бланктарға жазылады (бланк мөлшері — дала күнделігімен бірдей болған дұрыс).

Құлау бұрышы және құлау бағытының азимуты градус арқылы өлшенеді. Әрбір бланктың жоғарғы бөлігінде оның нөмірі, байқау нүктесінің нөмірі, тау жыныстарының элементтері, жарықшақтар жүйесі және оның типтері көрсетіледі.Жарықшақтың бағытын жаппай өлшеу нәтижелерін өңдеу жұмыстары нүктелік диаграммалар мен изосызықтық диаграммалар және жарықшақтық гүл розасын тұрғызу арқылы жүргізіледі.

Жарықшақтың бағыт элементтерін жазуға арналған бланк

24-кесте

І бланк	Байқау нүктесі Байқау нүктесінің бағыты Жарықшақтық түрі	Тау жыныстарының жатыс элементтері бағытының азимуты. Құлау. Жарық-шақтар жүйесі	Құлау бұрышы
№	Құлау	Құлау бағытының азимуты	№	Құлау бұрышы	Құлау бағытының азимуты

Жарықшақтың сипаты мен дәрежесін бағалау

Жарықшақтықтың сипаты мен дәрежесін бағалай білудің негізгі параметрлері төмендегідей:

1.Белгілі бір жүйенің көрші орналасқан жарықшақтары ара-
сындағы қашықтықпен айқындалатын оның жиілігі немесе қалындығы — "а" (см);

2.Жарықшақтың көлденең ені (кендігі немесе ашылу шамасы)— см;

3.Белгілі бір нүктеде анықталған жарықшақтың (ұзындық бойымен санағанда) созылымдық шамасы — "L" см;

1. Жарықшақтың толысу сипаты – Z

Осы аталған параметрлер жарықшақтану бағытын айқындайтын параметрлермен қатар ең қарапайым белгілер ретінде саналады. Олар барлық инженерлік-геологиялық мәселелерді шешу барысында өте қажет. Мұндай зерттеулер қандай да болмасын геологиялық жағдайларда, әсіресе ұсақ масштабта картаға түсіру кезінде жүргізілуге тиісті.

Диаграмма талдау жасау кезінде, белгілі бір жүйенің максимумдық (тах) орталығы жарықтықтың құлау бағытының азимуты мен құлау бұрышының орта шамасын көрсететіндігін ескеру қажет. Ал диаграммада изосызықтар арқылы бейнеленген жарықшақтар жүйесі алып жатқан ауданның көлемі жекеленген жарықшақтың бағыттық өзгеру дәрежесінің қаншалықты екенін сипаттайды. Басқаша айтқанда, жарықшақтықтың алып жатқан аудандық көлемі неғүрлым көп болса, солғұрлым жарықшақтықтың бағыттық айырмашылықтары мол болады. Нүктелік диаграмманы тікелей байқау нүктесінде тұрғызған дұрыс. Өйткені мұндай диаграмма жарықшақтық жүйелерінің жеке бағытымен жалпы санын дәл анықтап, олардың басқа да өзіндік ерекшеліктерін айқындауға мүмкіндік береді. Бұл жағдайда көршілес орналасқан байқау нүктесінің нүктелік диаграммаларын олардың геологиялық ерекшеліктерінің ұқсастығына және жарықшақтықтың бірдей бағытына қарай біріктіре отырып, мұндай диаграммалардың жалпы санын қарастыруға мүмкіндік туады.

Жарықшақтану дәрежесін сипаттайтын параметрлерді зерттеу жұмыстары, белгілі бір кеңістікте орналасқан нақтылы жарықшақтар жүйесін және олардың морфологиялық түрлерін айқындап, жарықшақтың бағытын өлшеуден кейін барып жүргізіледі. Жарықшақтың нақтылы параметрлері белгілі бір жүйе бойынша әрбір жарықшақ үшін жеке-жеке өлшеніп айқындалады. Ең алдымен жарықшақтың белгілі бір жүйеге қарасты морфологиялық түрі үшін " ", " ", " l " параметрлері өлшеніп, содан кейін жарықшақтықтың басқа бір жүйеге қарасты осындай морфологиялық түрі үшін аталған параметрлер анықталып, ары қарай дәл осылайша жалғаса береді.

Жер бетіне шығып жатқан белгілі бір жүйеге қарасты көрші орналасқан жарықшақтардың ара қашықтығы мен олардың көлденең енінің шамасын өлшеу жұмыстары жарықшақтардың барлығына бірдей жүргізіледі. Мысалы, бірінші жарықшақтың көлденең енінің шамасы; бірінші және екінші жарықшақтың ара қашықтығы; екінші жарықшақтың көлденең енінің шамасы, екінші және үшінші жарықшақтар арасындағы ара қашықтық және с.с.

Көрші орналасқан жарықшақтардың ара қашықтығын немесе жиілік шамасын, басқаша айтқанда тығыздығын немесе қалыңдығын (" ") анықтап өлшеу жұмыстарын жарықшақтың жазықтығына түсірілген перпендикуляр бойымен жүргізу керек.Сонда тригонометриялық түзету енгізудің қажеті болмайды.

Жарықшактың қалындығын өлшеу жұмыстарының дәлдігі +-5 %-дан аспауға тиісті.

Жарықшақтың көлденең енімен " " үзындық шамасын " l " өлшеу жұмыстары да жоғарыдағыдай реттілікпен жүргізіледі. Шаш секілді таралған жарықшақтардың енін шартты түрде — 0,1 мм -ге тең деп есептеген жөн. Бір ғана байқау нүктесінде " ", " " және " l " параметрлерін өлшеу жұмыстарының жалпы саны белгілі бір жүйе үшін 20-дан кем, 40-50-ден артық болмауы қажет. Орта есеппен алғанда 30 болған тиімді. " ", " " және " l " параметрлерін жазу мына төмендегідей жүргізіледі.

25-кесте

Далалық зерттеу жұмыстарын жүргізу кезінде жарықшақтықтың қалыңдығын, көлденең енін, ұзындық бойын және олардың толысу сипатын жазуға арналған бланк

Тау жыныстарының жатыс элементтері Құлау б.н. орналасу жағдайы Құлау азимуты... Жарықшақтың тип........Жарықшақтың жүйесі
№	см	см	l см	Z Z

Аралық өлшеулер ең басында бір рет тұрақты қабылданған бірлік өлшемдер негізінде жазылады: қалыңдығы — см, ені — см, ұзындығы — м. Жарықшақтың қалыңдығы тек айқын байқалатын белгілі бір жүйе үшін ғана өлшенеді. Ал, бір жүйеге келмейтін және үгілу әрекетімен ғана байланысты жарықшақтар үшін, олардың қалыңдық шамасын анықтамай-ақ коюға болады. " ", " " және " l " параметрлерін жаппай өлшеу жұмыстарының нәтижесін математикалық статистика әдістерін пайдалана отырып өңдеуден өткізу арқылы олардың орта есеппен алғандағы шамасын анықтауға болады.

Жоғарыда аталған параметрлерді өлшеу саны аз (30-дан кем) болған жағдайда олардың орта мөлшері (, , l) жеке-жеке алғандағы өлшемдердің орташа арифметикалық саны ретінде қарастырылады ( _і; _і; l_і)

Әрбір параметрдің әр түрлі шамада болуы орта квадраттық ауытқумен немесе стандартпен және өзгергіштік коэффициентпен V сипатталады. Ұсақ масштабты түсірім жасау кезінде жоғарыда көрсетілген параметрлерді қысқа түрде ғана өңдеп, жеке өлшемдердің әр қайсысының таралу сипатын есептемей-ақ қоюға болады.

Жоғарыда аталған параметрлердің орта шамасын есептеп болғаннан кейін, жарықшақтықтың күрделі параметрлерін анықтау жұмыстарына ауысуға болады:

1. Жарықшақ қуыстылығы (Рац, 1962) белгілі бір жүйеге қарасты жарықшақтардан құралады — П_і (Е.Н. Пермяков бойынша бұл көрсеткіш жарықшақтықтың "меншікті қалыңдығына" немесе меншікті жиілігіне сәйкес келеді.

бұл жерде і — жарықшақтар жүйесінің нөмірі; - және осы жүйеге қарасты жарықшақтықтың ені мен қалындығының орташа шамасына сәйкес келеді.

2. Жалпы жарықшақтық қуыстылық (Рац, 1962)

3. Жарықшақтық қуыстылық коэффициенті (Нейштадт, 1957)

Жалпы жарықшақтық қуыстылықты анықтау үшін жүйесіз жарықшақтар негізінде құралған қуыстылықты (солардың қата-рында үгілу әрекеттерімен байланысты пайда болған жүйесіз жарықшақтарды) ескеру қажет. Ол үшін мына төмендегі теңдеуді пайдалана отырып жүйесіз орналасқан жарықшақтардың шартты түрде алынған қалыңдығын немесе жиілігін анықтау керек.

П_ж және К_жқ — жүйесіз орналасқан жарықшақтардың қуыстылығы мен жарықшақтың қуыстылық коэффициенті:

Дата добавления: 2015-08-31