Морозная усадка пород

Криогенная усадка пород (a. Frost rock contraction. Н. Frostschrumpfung des Gesteins. Ф. Retrait des roches du au gel, tassement de terrains du au gel. И. Merma fria de roca), - сокращение линейных размеров пород при их промерзании за счёт фазовых изменений содержащейся в них воды. Проявляется только в рыхлых песчано-глинистых породах. Пo характеру проявления различают. Усадку в талой (ещё непромёрзшей) части пород (на контакте c промёрзшей частью) и усадку промёрзшей части пород. Первая выражается в сокращении линейных размеров элементарных объёмов породы как перпендикулярно, так и параллельно поверхностям изотерм, приводящим к её уплотнению. Причина усадки талой части пород - уменьшение содержания в них влаги из-за её миграции по направлению к границе промерзания и консолидация талой части под влиянием перераспределения напряжений.

B талой части вблизи границы промерзания давление в поровой влаге уменьшается и, как следствие этого, увеличиваются напряжения в скелете породы. При этом сумма порового давления и эффективного напряжения, параллельного нормали к границе промерзания (суммарное напряжение), остаётся неизменной при постоянстве внеш. Нагрузки. Усадка промёрзшей части породы выражается в сокращении линейных размеров её элементарных объёмов преим. Параллельно поверхностям изотерм. Перпендикулярно изотермам может происходить увеличение линейного размера элементарных объёмов (пучение). Поэтому при промерзании пород в естеств. Условиях возможна их усадка в плане c одноврем. Пучением по вертикали. Усадка промёрзшей части в осн. Проявляется в неводонасыщенных породах в результате миграции незамёрзшей воды из тонких пор скелета породы к кристаллам льда, образующимся в крупных порах, к-рые перед промерзанием были либо пустыми, либо лишь частично заполнены водой.

Крупные поры постепенно заполняются льдом, a тонкопористый скелет породы сокращается в объёме. Суммарный результат этого - уменьшение объёма породы в целом. Вследствие вязких свойств воды, мигрирующей из тонких пор, процесс развития усадки и связанных c ней напряжений оказывается растянутым во времени.Напряжения, вызываемые M. Y. П., являются причиной образования системы трещин при промерзании пород, к-рые пересекают как мёрзлую, так и талую части породы ортогонально к границе промерзания и служат основой образования вертикальных ледяных шлиров. M. Y. П. Может значительно уменьшить величину криогенного пучения особенно в случае неводонасыщенных пород, что обязательно должно учитываться при инж.-геол. Изысканиях.Литература.

Гречищев C. E., Чистотинов Л. B., Шyp Ю. Л., Криогенные физико-геологические процессы и их прогноз, M., 1980.C. E. Гречищев..