Введение к работе
""Актуальность тчзботы. Лессовые порода являются однга из наиболее распространенных типов континентальных отложений наяей планеты. Занимая покровное положение, они привлекли . к с&бе внимание более 150 лет назад, в период становления геологии как науки (Ч.Лайель, 1834). С тех пор интерес к лессу*, споры о его происхождении, развитии и свойствах не затихают, а по многим вопросам даже обостряются. Проблема лесса, включающая кяогие неясные вопросы формирования данной породы е ее специ -фического свойствз - просадотности, в настоящее время волнует специалистов разных направлений - геологов-четвертичников, палеогеографов, почвоведов, инженеров-геологов и строителей.
В инженерно-геологическом отношении лессовые грунты являются одним из наиболее сложных типов грунтовых оснований. Строительные нормативы относят просадочнне лессы к Ш (высшей) кг -тегории сложности, так как эти грунты решалцим образом влияет на нулевой цикл строительного производства.
Решение проблемы борьбы с просадочностыэ лессовых основа -ний затруднено тем, что эти грунти рассматривается в отрыве от условий их формирования и последующей геологической истории развития. Генетический принцип изучения грунтов, который про -возгласили основоположники отечественной инженерной геологии (М.М.Филятов, В.А.Приклонений, И.В.Попое, Е.М.Сергеев), применительно к лессам остается в значительной степени декларатив -ним лозунгом, в частности из-за того, что не учитываются со -временные научные достижения палеогеографии и литологии. С другой стороны, генетический подход не находит своего эффек -тивного применения в практике изысканий на лессовых грунтах, в частности при прогнозе просадочных деформаций, картировании и анализе лессовых раирезэв из-за неизучепнооти процессов лито -генеза пород лессовой формации.
Цель и задачи работы. Критический анолгз лессовой проблемы показал, что все ее основные вопросы так или иначе соприкасаются с литогенезом и просадочностью лессовых толщ. Оба эти понятия составляют сущность лессовой проблемы, но совместно и
Здесь термин "лесс" понимается в максимально широком смысла как лессовые породы и лессовые толщи.
достаточно полно не рассматривались. Более того, в последнее время предпринимаются попытки изучения просадочности с агэне-тических позиции, что противоречит основному методологическому принципу генетического грунтоведения.
Общетеоретической целью данного исследования является выяснение условий формирования и устранения просадочности золо -вых лессовых толщ в процессе их литогенеза и техногенного воздействия. Зта цель определила необходимость решения следующих основных задач:
-
Разработать теоретические основы, методологические принципы и методику исследования литогенеза и просадочности эоловых лессовых толщ.
-
Дать притерли выделения эоловых лессовых толщ как особого типа континентальных осадочных образований, выявить жх отличительные признаки.
-
В опорном регионе изучить историю формирования и дать комплексную геологическую и инженерно-геологическую оценку пород лессовой формации.
-
Установить этапы, факторы и закономерности полного цикла литогенеза лессовых пород в зависимости от условий их формирования и современной инженерно-хозяйственной деятельности человека .
-
Дать рекомендации по инженерно-геологической оценке просадочных свойств эоловых лессовых толщ для выбора противо -просадочных мероприятий.
Научная новизна таботы заключается в разработке теоретико-методических основ нового научного направления изучения эоловых лессовых толщ, при котором литогенез и просадочность лессов рассматриваются совместно, с учетом галеогеографических условий их формирования, развития и современного существования.
QCHQSM задцщаешэ ЛМРЮЩИ. В соответствии с постав -ленными задачами, полученным фактический материалом и научно-методическим подходом к лессовой проблеме, включающей литогенез и просадочность эоловых лессовых образований, к защите выдвигаются, следующие положения:
I. Выработан и осуществлен новый подход к литогенезу эоловых лессовых толщ. Он основан на комплексном изучении характе -ристик состава, структуры и просадочности основных элементов лессовой толщи (лессовых горизонтов и ископаемых почв) и гене -
тической интерпретации этих признаков на палеогеографической основе.
-
Эоловые толщи следует рассматривать как особый тип суб-еэрадьных геологических образований, сформировавшихся по типу лавинной седиментации в исключительных, ксерокриогенных пери-гляциальшх условиях плейстоцена, не имехщих аналогов среди современных ландшафтов. Эти толщи характеризуются единым чисто субаэральным способом осадконакопления и единым типом геологи -ческого строения, их объединяет особая палеогеографическая и геохимическая история развития и связанная с ней эволюция ве -ществэ, структуры и просадочности. При этом просадочность образуется как закономерное следствие осадконакопления и преобразования (диагенеза) лессового материала под влиянием изменений климата в плейстоцене и голоцене.
-
Установлены закономерности изменения состава, структуры и просадочности эоловых лессовых толщ опорного региона (Центрального Предкавказья), которые позволяют выделить факторы, стадии и зоны литогенеза этих пород.
-
Разработана схема литогенетического анализа мощных эоловых разрезов, в которой все характеристики состава и струк -туры пород тесно увязаны с их просадочность».
-
Применение литогенетического анализа к эоловым лессам опорного региона позволило составить карту и дать типизацию лессовых толщ для выбора противопросадочных мероприятий, часть пз которых впервые разработана и опробована автором.
Реализация результатов исследований и практическая значимость работы. Выполненные исследования являются теоретической основой для комплексной инженерно-геологической оценки эоловых лессовых пород. Практическое значение работы состоит в том, что в ней на примере опорного региона (Центрального Предкавказья) разработаны основы литогенетического анализа эоловых лессовых толщ, даны рекомендации по стратиграфическому и инженерно-геологическому расчленению и корреляции лерсовых разрезов при инженерно-геологических изысканиях и схемке. Оценка и прогноз просадочности лессовых толщ даны на основе интерпретации характеристик их состава и структуры.
Основные теоретические и методические разработки использовались Ставропольским ТИСИЗом, Агропрсистройпроектом, СевКав -
гипроводхозоы, Ставропольгражданпроектом, Главставропольпром -строем, Ростовским Водоканалпроектом и Промзернопроектом в практике инженерно-геологических изысканий и строительстве на лессовых просадочных грунтах Северного Кавказа.
Научные идеи, лежащие в основе диссертационной работы, были воплощены в "Рекомендациях по уплотнению просадочных грунтов Северного Кавказа" (IS87), в "Рекомендациях по инженерно-гео -логической оценке свойств обводненных лессовых грунтов на при -мере Центрального Предкавказья'' (1988) с картой просадочных и обводненных грунтов.
Эффект от внедрения работы превысил 10 млн.рублей.
Результаты диссертационной работы нашли применение и были внедрены в ПШИИСе при анализе деформаций Атоммаша, оценке грунтовых условий Знергомаша в г. Волгодонске, при проектировании объектов Прикумского завода пластмасс, на которых исследо -вания проводились по специальному заданию Госстроя СССР, а также на многих объектах юга РСФСР - Ипатовском в Ставрополье -ком крае, Ленинском и Качалинском в Волгоградской области, Ер-моловсксм в ЧИ АССР комбикормовых заводах. При этом автором было составлено около 400 проектов, заключений и экспертиз, которые нередко радикальным образом изменяли ранее принятые про -ектные ряшения.
Апробапия работы. Основные материалы и теоретические положения диссертационной работы изложены в докладах па I Всесоюзной конференции по инженерной геологии (Тбилиси, 1972), межвузовской конференции по строительству на лессовых грунтах (Ростов на Дону, 1973), Совещании по вопросам изучения природных условий и ресурсов Северного Кавказа (Ставрополь, 1973), Все -союзном совещании по закреплению и уплотнению грунтов в строительстве (Киев, 1974), Всесоюзной конференции "Проблемы инже -нерной геологии в связи с рациональным использованием геологической среда (Ленинград, 1976), Всесоюзном совещании "Проблемы лессовых пород в сейсмических районах"(Самарканд, 1980), П Конгресс ІШКВА (Москва, 1982), Всесоюзном совещании "Проблемы инженерной геологии городов* (Харьков, 1983), региональном совещании "Пути интенсификации орошаемых земель Северного Кавказа" (Ставрополь, 1983), Всесоюзной конференции "Классификационные критерии разделения лессовых пород" (Москва, 1984), Все -союзной конференции "Проектирование и строительство зданий и
сооружений на просадочных грунтах" (Волгодонск, 1984), Международном геологическом конгрессе (Москва, 1984), Всесоюзном совещании "Процессы подтопления застроенных территорий" (Новосибирск, 1984), УІ Всесоюзном совещании по изучению четвертичного периода (Кишинев, 1906) и других совещаниях, семинарах, конференциях.
їїугілтсятпт. По теме диссертации опубликовано 5С научных статей и глава в монографии "Субаэральный литогенез и свойства пылевато-глинистых отложений" (1985).
Исходные материалы и личный вклад в ведение проблемы. В основу диссертационной работы положены результаты 20-летней деятельности автора в Северо-Кавказском филиале ПНИИИС в должности руководителя группы и заведущего лабораторией по изучению лессовых грунтов Северного Кавказа. За это время лично аз-тором и руководимым им коллективом научных сотрудников было выполнено бурение сети опорных скважин и проведено комплексное экспериментальное исследование лессовых грунтов. При этом было проанализировано около 3000 монолитов и проб лессовых грунтов, по которым определялись характеристики химико-минералогического и гранулометрического состава, структурные особенности и просадочность. Изучение просадочных свойств проводилось также в полевых условиях при проектировании и строительстве крупнейших объектов юга РСФСР - Прикумского завода пластмасс, Большого Ставропольского канала, Атоммаша, Зкергомаша, комбикормовых заводов. Ставропольской АЭС (проектирование приостановлено) и мн. др.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех частей по 3, 4 и 2 главы соответственно, основных выводов и списка литературы из 319 наименований. Она изложена наЗ'СЗ страницах машинописного текста, содержит .4V рисунков и 2 7 таблиц.
Экспериментальные исследования лессовых грунтов проводи -лись с участием старших инженеров Ю.П.Жукова, Т.В.Скоробогач, ст. лаборантов Н.А.Алексенцевой и Г.Г.Шепелевой, а также сотрудников химической и минералогической лабораторий СКФ ПНИИИС (В.И.Тирановой, Л.Н.Михайловой, Н.И.Порохня, З.В.Іировой и др.). игрение опорных скважин и отбор монолитов с высоким качеством выполнил буровой мастер - ветеран СКФ ПНИИИС Н.Т.Терихов.
Полевые экспериментальные работы проходили с участием Ставро -польского ТИСИЗа, СевКавгипроводіоза, ПГО "СевКавгеология", многих проектно-изнскательскжг. я строительных организации Северного Кавказа, при поддержке Ставропольского крайисполкома, дирекции ПНЙИЙС и Госсгроя СССР. Всем указанным лицам и организациям автор приносит глубокую благодарность.
Глубокую признательность автор выражает к.х.н. Патомову СИ. и к.г.-м.н. аинераину А.В. за многолетние дискуссии по вопросам, рассмотренным в диссертации, академикам И.П.Герасимову и Е.М.Сергееву .за поддержку работы на разных этапах ее внполне -нкя, профессору В.Т.Трофимову за ценные советы на заключительном этапе работы.' Автор преисполнен сердечной благодарности и светлой памяти к своему многолетнему наставнику - профессору А.К.Ларионову, учеником которого автор осмеливается себя считать.
