книги из ГПНТБ / Мавлянов, Г. А. Инженерно-геологические свойства лессовых пород орошаемых территорий Узбекистана

чительно больше, чем влажность пород неорошаемых. Это, по-ви­ димому, объясняется тем, что часть инфильтрующейся воды за­ держалась в орошаемых породах.

Повышенная влажность пород Голодностепского и отчасти Приташкентского районов обусловлена влиянием грунтовых вод, залегающих на небольших глубинах. Следовательно, изменение влажности пород в какой-то мере зависит от глубины залегания грунтовых вод. В Голодностепском районе грунтовые воды зале­ гают на глубине от 2 до 8 м, а в Приташкентском и других рай­ онах — от 20 до 40 ж, соответственно различна и влажность пород

(Мавлянов, 1958).

ВАнгренском районе и средней части долины р. Зеравшана грунтовые воды пролювиальных лессовых пород также залегают глубоко, поэтому и естественная влажность пород невысокая.

Впородах Голодностепского района с глубиной влажность по­ степенно увеличивается до 32%. В остальных районах это увели­ чение незначительное.

Пористость пролювиальных лессовых пород орошаемых и не­

орошаемых территорий перечисленных районов различна, чаще высокая (табл. 43, 44). Средние величины пористости неороша­ емых пролювиальных лессовых пород средней части долины р. Зе­ равшана равны 53,20%, Приташкеьтского, Голодностепского и Ангренского районов неорошаемых территорий 48,7—48,1 %, ороша­ емых —45,3 % —44,4 %.

Пористость пород, слагающих верхние части толщ до глубины 9,0 ж, довольно высокая (50,4%), от 9,0 до 19 ж она резко умень­ шается (49,6—44,3%), наименьшей пористостью (44,3—38,8%) обладают породы, слагающие лессовую породу на глубине от 19,0 до 30,0 ж (Мавлянов, 1958). Следовательно, с глубиной величина пористости постепенно уменьшается, например, в Приташкентском

и Ангренском районах.

Породы средней части долины р. Зеравшана, Приташкентского, Голодностепского и Ангренского районов в процессе просадки значительно уплотняются и естественная пористость их сильно уменьшается.

Разница средних величин пористости пород неорошаемых и орошаемых площадей (до и после просадки) в четырех районах (табл. 42, 44) составляет от 6,7 до 4%. В целом по упомянутым районам величины пористости орошаемых пород по сравнению с неорошаемыми уменьшаются от 7 до 4%.

Пористость пролювиальных лессовых пород, формы и разме­ ры пор — один из основных показателей просадочности пород и по ним можно судить о приблизительной величине будущей просад­ ки (Мавлянов, 1958).

Из всего сказанного можно сделать следующие выводы.

1. По гранулометрическому составу орошаемые и неорошаемы породы перечисленных районов близки между собой. Наиболее од­ нородны породы Приташкентского, Голодностепского и Ангрен-

146

ского районов. В средней части долины р. Зеравшана они менее однородны. В процессе орошения, очевидно, не происходило вы­ мывания высокодисперсных частиц.

2. По минералогическому составу пролювиальные лессовые по­ роды перечисленных районов незначительно отличаются друг от друга. Различные количественные соотношения основных породо­ образующих минералов обусловлены неодинаковым литолого-ми- нералогическим составом областей сноса. Кроме того, в процессе орошения земель изменяется минеральный состав: уменьшается количество полевых шпатов (выветривание) и увеличивается глин и т. д. В породах средней части долины р. Зеравшана содержание тяжелой фракции в 10—15 раз меньше, чем в мелкоземах Приташкентского района. Это свидетельствует также, о разных обла­ стях сноса материала.

3. Валовой химический состав пород перечисленных районов почти однороден, за исключением образований Голодностепского района, где отмечается повышенное содержание окисей кремния, алюминия и марганца и низкое ■— окиси кальция и углерода. Это объясняется, очевидно, также различным литолого-минералогиче- ским и химическим составом материнских пород областей сноса.

Различия в химическом составе орошаемых площадей выраже­ ны слабо ввиду непродолжительности орошения. Вследствие вымывания некоторых химических элементов из грунта умень­ шается количество легкорастворимых солей.

4. Количественные содержания легкорастворимых солей в мел­ коземах перечисленных районов неодинаковы, причем всюду пре­ обладают карбонатно-сульфатные соли, различны также типы и степень засоления.

Неорошаемые породы Приташкентского и Голодностепского районов относятся к группе сильно- и среднезасоленных, Ангренского района и средней части долины р. Зеравшана — слабозасо­ ленных и незасоленных. Тип засоления их сульфатный и карбо­ натно-сульфатный. На орошаемых территориях этих районов сте­ пень засоления слабая, преимущественно карбонатного типа.

Резкое изменение типов и степени засоления орошаемых пород объясняется уменьшением количества хлористых и сульфатных солей в них ввиду частичного вымывания в процессе орошения.

5.На орошаемых территориях объемный вес пород несколько выше, чем на неорошаемых. Увеличение объемного веса мелкозе­ ма после просадки, вызванной замочкой, свидетельствует о зна­ чительном увеличении его в процессе просадки. Наибольшее уплотнение претерпели орошаемые территории Ангренского, При­ ташкентского и Голодностепского районов, где разница в объемном весе колеблется от 0,12 до 0,15, а в средней части долины р. Зерав­ шана на вновь орошаемых площадях она равна лишь 0,06.

6.Весовая и объемная естественная влажность пород на оро­

шаемых территориях значительно выше, чем на неорошаемых, так как часть инфильтрующейся воды задерживается в их поро­

147

Г л а в а IX

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

ПРИНЦИПЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ

Вопрос инженерно-геологического районирования и методика составления специальных карт для проектирования строительства различных сооружений и хозяйственного освоения территории дав­ но привлекают внимание исследователей.

Инженерно-геологические исследования ведутся в нашей стра­ не в широких масштабах уже около 40 лет, за этот срок инженер­ ная геология как наука приобрела солидную теоретическую базу, однако «...коренные вопросы инженерно-геологического картиро­ вания и районирования до сего времени остаются не решенны­ ми...» (В. Д. Ломтадзе, 1968 г.) и в целом являются полемиче­ скими.

Исследования в этом направлении на протяжении двух по­ следних десятилетий не привели к единому мнению о принципах и методике составления инженерно-геологических карт, если не считать появления в последнее время отдельных работ методи­ ческого характера, временных руководств, указаний и пр., в зна­ чительной мере восполнивших пробел.

Трудности в решении данного вопроса связаны, в частности, с разнообразием физико-географических условий, структурно-текто­ нического и геолого-геоморфологического строения, обусловлива­ ющими специфичность и многообразие инженерно-геологических условий разных частей обширной территории Советского Союза.

Одной из первых работ, опубликованных на эту тему, явля­ ется статья 3. А. Макеева (1934 г.), где излагается опыт харак­ теристики инженерно-геологических условий в закарстованном районе и выделяются благонадежные и неблагонадежные участки для строительства. Ему же принадлежит попытка составления инженерно-геологической карты г. Уфы в связи с размещением промышленного строительства.

Более детальная инженерно-геологическая карта приводится в статье В. П. Преображенского (1935 г.). Автор исходит из пред­ ставления о том, что «Инженерно-геологическая карта является синтезом всей работы, суммой всех данных по геологии, гидрогео­ логии и геотехническим свойствам грунтов».

149

Хотя обе упомянутые карты представляют собой карты инже­ нерно-геологического районирования, в них не отражена геологи­ ческая основа — носительница всех свойств и явлений, обычно учи­ тываемых при выделении районов и участков.

Построению инженерно-геологической карты посвящена рабо­ та Н. И. Николаева (1936 г.), в которой он пишет, что инженер­ но-геологическая карта должна составляться применительно к определенному виду строительства, и предлагает производить районирование по принципам однородности естественноисториче­ ских условий. По его мнению, средне- и крупномасштабные карты составляются аналитическим и синтетическим методами.

П. Н. Панюков высказывает соображение о том, что инженер­ но-геологическая карта всегда отражает историко-геологический синтез и возражает против «аналитических» карт Н. И. Николае­ ва как необоснованных.

Г. И. Архангельский (1937 г.) считает, что универсальные ин­ женерно-геологические карты не нужны и что вообще карты дол­ жны составляться для определенной цели.

Способ графического построения инженерно-геологической кар­ ты, предлагаемый К. Л. Деляевым (1937 г.), можно применять лишь при простом геологическом строении территории и очень крупном масштабе карты.

Е. Ф. Саваренский (1929 г.) указал на необходимость состав­ ления общих и специальных карт инженерно-геологического рай­ онирования. На основании главных физико-геологических призна­ ков он рекомендует выделять районы, различающиеся по услови­ ям для возведения тех или иных сооружений.

В отличие от других авторов, А. А. Смирнов (1939 г.) считает возможной и необходимой разработку единых общепринятых уста­ новок и принципов составления инженерно-геологической карты, пригодной для проектирования всех видов строительства.

С 1945 по 1950 г. разными авторами составлены карты инже­ нерно-геологического районирования для конкретных районов: до­ лины р. Терека (А. Д. Белый), долины р. Кубани (Л. И. Нейштадт), Заволжья (Н. И. Николаев), долины р. Оки (П. М. Семенов) и др.

С появлением работы (1950 г.) по методике составления инже­ нерно-геологических карт под общей редакцией И. В. Попова бы­ ла внесена ясность в некоторые вопросы районирования. После­ дующие работы И. В. Попова сыграли важную роль в применении формационного подхода в практике инженерной геологии. Он пред­ лагает, в частности, выделить в пределах намеченной для строи­ тельства территории участки: 1) вполне пригодные, 2) условно пригодные, 3) непригодные.

Идеи, выдвинутые Е. Ф. Саваренским, А. А. Смирновым, Н. И. Николаевым, И. В. Поповым по вопросу о методике и прин­ ципах составления инженерно-геологических карт, явились толчком для дальнейшего развития инженерной геологии не только в на­ шей стране, но и за рубежом.

150

В. Д. Дмитриев (1957) в пределах Средней Азии выделяет две провинции (ассоциирующие и парагенетические) и четыре гео­ морфологические области, а среди них по литологическим разнос­ тям и свойствам пород — районы.

Рекомендуемая таксономическая схема с некоторыми сущест­ венными дополнениями может быть применена при составлении обзорных мелкомасштабных карт инженерно-геологических условий.

Последние десять лет характеризуются развитием инженерно­ геологических исследований в комплексе с геолого-гидрогеологи­ ческими. В результате ускорилась разработка временных методи­ ческих указаний, пособий и инструкций (ВСЕГИНГЕО, СЭВ, ГИДРОИНГЕО и др.), предназначенных для удовлетворения за­ просов производственных и проектных организаций. За этот пе­ риод в печати появилось довольно много работ по вопросам инже­ нерно-геологического районирования отдельных регионов, где на­ блюдается единообразие принципа выделения крупных таксоно­ мических единиц, расхождения отмечены в основном в выделении мелких, начиная с инженерно-геологического района. Это обус­ ловлено специфичностью каждого крупного конкретного региона, физико-географическими, историко-геологическими условиями об­ разования горных пород (особенно осадочных) в результате дли­ тельных процессов диагенеза и эпигенеза.

Региональному изучению инженерно-геологических условий и вопросу районирования посвящены многие работы: И. М. Цыпина (1957 г.)— по Южному берегу Крыма, В. М. Дубровкина, Е. Г. Чаповского (1969 г.) и В. Д. Ломтадзе (1959 г., 1968 г.)—по речным долинам Суханы и Малой Северной Двины, Н. И. Соколова (1960 г. )— по Сибири, С. К. Скворцова (1960 г.) по Восточным Саянам, В. П. Солоненко (1960 г.) по Восточной Сибири, И. Л. Со­ коловского (1961 г.) по Украине, Т. У. Багирова (1961) по Апшеронскому полуострову, Е. А. Липсон (1962 г.) по междуречью Дон-Воронеж, И. Ф. Карякина (1961 г.) по Туркмении, Е. А. Голодковской, Е. М. Сергеева (1962 г.) по Верхнему Амуру, В. Г. Гафурова (1963 г.) по Голодной степи, М. М. Бучаидзе (1964 г.) по Грузии, А. К. Ларионова, Г. А. Липсона, М. А. Клименко (1964 г.)

рактер проявления физ'ико-геологических свойств и пригодность территории для того или иного вида строительства.

Е. М. Сергеев и А. С. Герасименко считают, что в результате инженерно-геологических исследований на составляемой инженер­ но-геологической карте показываются все природные факторы, ко­ торые являются решающими при инженерно-строительной оценке территории. По степени пригодности для городского строительства

151

они выделяют четыре категории участков: 1) вполне пригодные,

2)достаточно пригодные, 3) условно пригодные и 4) непригодные.

В1965—1967 гг. под руководством Г. А. Мавлянова для Узбе­ кистана составлена обширная инженерно-геологическая карта и

произведено районирование на основе принципа, предложенного И. В. Поповым, с учетом особенностей распространения лессовых пород, климата и связанных с породами процессов и явлений.

Всего выделено три региона: I — постплатформенный ороген, II — переходная, подвижная зона, III — платформа. Внутри каж­ дого региона по геоморфологическим особенностям выделены области, а по распространению инженерно-геологических групп пород — районы.

В 1964—1965 гг. для территории Узбекской, Киргизской и Тад­ жикской ССР составлены обзорные (схематические) инженерно­ геологические карты и на основе формационного принципа, вве­ денного в теорию литогенеза И. М. Страховым (в Средней Азии—■ B. И. Поповым), развиваемого в настоящее время в инженерно­ геологическом преломлении И. В. Поповым и М. В. Чуриновым, выделены формации коренных и поверхностных отложений. Эти карты являются частью будущей «Обзорной инженерно-геологиче­ ской карты СССР», подготавливаемой к изданию ВСЕГИНГЕО.

гических формаций» как основных элементов инженерно-геологи­ ческого картирования, мотивируя это тем, что понятие «геологи­ ческая формация» не имеет общепринятого содержания и су­ щественно ограничивает инженерно-геологическое значение карты. Исходя из этого, при инженерно-геологическом районировании Тургайского прогиба С. С. Соколовым за основу принята геомор­ фологическая обстановка, тесно связанная с тектоникой.

А. В. Садов, И. С. Комаров и др. выдвигают типологический принцип инженерно-геологического районирования равнинной территории, теоретические основы которого разработаны А. А. Гри­ горьевым, Д. А. Армандом (1952 г.) и др. При этом не учитыва­ ются многие особенности.

Заслуживает внимания смешанное районирование, при кото­ ром крупные, весьма своеобразные территориальные единицы (регионы и области) выделяются как региональные (индивиду­ альные), более мелкие — районы, подрайоны, участки — как типо­ логические единицы независимо от того, располагаются они в од­ ном месте или в нескольких. Это позволяет экстраполировать дан­ ные одной территориальной единицы с данными другой в соот­ ветствии с установленной степенью сходства.

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

В 1967 г. была составлена геолого-литологическая карта Зеравшанекой долины, на которой выделены генетические типы четвер­ тичных отложений (X. А. Хасанова, М. X. Хашимов). Она послу­

152

жила основой для составления схематической карты инженер­ но-геологического районирования. При этом использована обще­ известная схема инженерно-геологического районирования И. В. Попова, результаты анализа и сопоставления принципов районирования с учетом специфики района.

При выделении отдельных инженерно-геологических таксоно­ мических единиц (области, районы) учитывалась совокупность факторов (структурно-тектонические условия, история геологи­ ческого развития, климат, рельеф, геоморфология, состав, генезис

ивозраст горных пород), определяющих характер формирования

ираспространения инженерно-геологических групп комплексов горных пород, гидрогеологические условия, интенсивность разви­ тия и направленность геологических и инженерно-геологических процессов и явлений в районе.

Взависимости от вертикальной зональности геоморфологиче­ ских, геолого-литологических и гидрогеологических условий тер­ ритория исследований разделена на три инженерно-геологические области.

ского и мезо-кайнозойского возраста.

В пределах упомянутых областей выделены геоморфологически однородные площади, соответствующие подразделениям инженер­ но-геологических районов. Каждый из этих районов на карте за­ крашен определенным цветом, отмечен индексом области и рим­ ской цифрой, например, Б — II, В — IV.

На территории современной долины выделены четыре райо­ на, характеризующиеся почти однородным типом рельефа. Эти районы на карте не указаны. В предгорной области установлено пять инженерно-геологических районов, в горной — четыре.

В пределах областей по степени пригодности для комплексного освоения территории разделяются в зависимости от геолого-генети­ ческого комплекса развитых здесь горных пород, литолого-генети- ческих и фациальных особенностей отложений одного генезиса и возраста или закономерного сочетания образований различного генезиса.

В характеристику областей включены местоположение, рель­ еф, геологическое строение, возраст, генезис и литология пород, краткие сведения о подземных (грунтовых) водах, тип минерали­ зации и др.

Описание районов начинается с перечня развитых здесь инже­ нерно-геологических комплексов пород: отмечается принадлеж­ ность их к формациям, приводится их макроскопическая (качест­ венная) характеристика, состояние и свойства. При инженерно­ геологической оценке территории указываются причины, осложня­

153

представляющая собой долины рек Зеравшана, Санзара и других крупных водотоков. Характеризуется почти однородностью релье­ фа. Поверхность III и IV террас изрезана саями и ирригационны­ ми каналами. Развиты лессовидные породы, лежащие на галечни­ ках, мощностью от 2 до 10 м. В толщах лессовидных пород встречаются линзы песка, гравия и глин. Грунтовые воды залега­ ют на глубине от 2 до 20 м. В районе развито оврагообразование. Поскольку породы обводнены, они не обладают просадочными свойствами. Однако не исключена возможность их деформации при давлении, превышающем природное. На отдельных участках упомянутой территории, за исключением солончаковых и сильно обводненных, возможны некоторые виды строительства с соответ­ ствующей инженерной подготовкой.

По геоморфологическим признакам равнинная область подраз­ деляется на три инженерно-геологических района.

Район А — /. Здесь развит инженерно-геологический комплекс песчаных пород с грубообломочными. Занимает поймы и первые надпойменные террасы рек. Поверхность плоская, ровная, мест­ ность имеет общий уклон в сторону рек и по их течению. Уступы террас чаще всего пологие, редко обрывистые, высотой 0,8—1,5 м. Протягивается вдоль левобережья рек Зеравшана и Карадарьи.

Район А—II. Развит инженерно-геологический комплекс связ­ ных пород, залегающих на галечниках. Занимает II надпоймен­ ную террасу р. Зеравшана, прослеживаемую в основном по лево­ бережью, расширяющуюся в западном направлении. Территория местами осложнена коллекторно-дренажной сетью. Рельеф плос­ кий и слабоволнистый, местами всхолмленный и слабопокатый, сложен с поверхности преимущественно связными грубообломоч­ ными породами, песчаниками современного и верхнечетвертичного возраста, общий уклон 0,001—0,903 м, с абсолютными отметками

420—365 м.

Район А — III. Распространен инженерно-геологический ком­ плекс связных пород с песчаниками, местами образуется обрывис­ тый уступ высотой до 5—6 м. Грунтовые воды залегают на глу­ бине до 3 м, реже до 5 ж. В покровных отложениях воды суль­ фатные, реже сульфатно-хлоридные, в подстилающих песчаных и галечниковых отложениях — гидрокарбонатно-сульфатные.

Б. П р е д г о р н а я о б л а с т ь составляет делювиально-про­ лювиальную равнину и соответствует второму инженерно-геоло­ гическому подразделению. Характеризуется структурно-тектони­ ческим и структурно-эрозионным типами рельефа. Территория1 этой области отличается развитием глубоко врезанных эрозион­ ных долин и оврагов, расчленяющих ее на водоразделы. По мере удаления от гор и приближения к современной долине расчленен­ ность рельефа постепенно затухает и область переходит в пред­

154

горную равнину. По геоморфологическим признакам предгорная область подразделяется на пять инженерно-геологических районов.

Район Б — / включает долины временных потоков, рельеф их слабонаклонный, плоский, равнинный. Район образован аллю­ виально-пролювиальными отложениями. Здесь же встречаются делювиальные лессовые породы небольшой мощности. Долины современных потоков слагают лессовые породы с переслаивающи­ мися гравием и галечником. Грунтовые воды здесь залегают на глубине 0—15 м, поэтому местами породы значительно обводнены. В долинах развиты оврагообразование и обвалы; при проектирова­ нии строительства необходимо провести соответствующие меропри­ ятия по их предотвращению.

К данному району относятся долины сухих саев, сложенные галечниками и грубообломочным материалом. Грунтовые воды находятся на глубине 3—8 м. Строительство в этих долинах не­ возможно из-за эрозионной деятельности временных потоков,

особенно селевых.

Район Б — II — покатонаклонная делювиально-пролювиальная равнина, поверхность ее соответствует III надпойменной террасе. Территория сложена лессовидными породами, местами с линзами песка и гравия незначительной мощности, породы подвергались длительной замочке, непросадочны.

Мощность лессовидных толщ колеблется от 15 до 30 м и более. Породы местами обводнены, глубина залегания грунтовых вод 2—15 м. На территории этого района широко развиты овраги глу­ биной до 5 м, шириной 3—4 м, иногда 20—30 м, длина обычно до

200 м, а в некоторых местах измеряется километрами.

К району Б — II относятся отдельные площади, окаймляющие аллювиальную современную долину; в большинстве они пригодны для различных видов строительства при условии проведения меро­ приятий по борьбе с оврагообразованием. Необходимо иметь в виду, что при последующем давлении выше природного возможна деформация лессовых пород.

Район Б—III представляет собой отдельные площади слегка всхблмленпой делювиально-пролювиальной пологонаклонной рас­ члененной равнины. Все они сложены лессовидными породами с линзами песка и галечника. Мощность пород различная, но не менее 5 м. Они подстилаются галечниками, конгломератами и грубообломочным материалом. Грунтовые воды залегают на глу­ бине 20-^30 м, поэтому породы слабо и очень слабо обводнены. Лессовидные породы относятся к слабопросадочным — величина просадки от 0 — до 0,5 м. Здесь широко развиты процессы оврагообразования: в весенний период формируются мощные селевые по­ токи, носящие разрушительный характер.

Многочисленные площади, отнесенные к описываемому инже­ нерно-геологическому району, пригодны для любого вида строи­ тельства при условии проведения необходимых инженерных меро­ приятий по борьбе с оврагообразованием и селевыми потоками.

155