ЛЕССЫ АЛТАЙСКОГО КРАЯ

 

А.Я. Швецов

 

НИИ горного природопользования

 


Лессы - это однородная рыхлая порода желтовато-серого, серого, светло-коричневого или бурого цвета, пылевато-песчано-гли-нистого состава, содержащая по грансоставу более 50% пылеватых частиц; преимущественно макропористая, обычно с повышенным содержанием карбоната кальция; в маловлажном (природном) состоянии относительно  прочная, способная держать вертикальные откосы; при замачивании легко теряет структурные связи между частицами и дает просадку от внешней нагрузки и (или) природного давления грунта; при полном водонасыщении может перейти в плывунное состояние.

Приведенная авторская трактовка термина “лесс”, в основном, соответствует содержанию этого понятия в отмененном ГОСТе 25100-82 “Грунты. Классификация” (в новом ГОСТе, как известно, термин “лесс” отсутствует).

1. Распространение лессов.

В Алтайском крае понятию “лесс” отвечают породы верхней части рыхлых кайнозойских отложений, залегающих непосредственно под почвой.

Они имеют значительное распространение на обширных пространствах равнинной и предгорной частях края.

Лессы имеют площадное развитие. Явный покровный, плащеобразный характер их залегания подчеркивается тем, что они распространены на разных элементах рельефа и на разных абсолютных отметках, почти не меняя своей мощности.

Огромные территории в крае (400х400 км) покрыты лессом: водораздельные пространства, склоны и высокие террасы крупных рек. Почти повсеместно они распространены в Приобском плато, Бийско-Чумышской возвышенности, Предалтайской равнине, Ненинской равнине, в предгорьях Салаирского кряжа и в пределах Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнины (4-ая надпойменная терраса р. Оби).

В Кулундинской равнине сплошной покров лессов отмечается только в восточной и северной ее частях. В центральной, западной и южной частях равнины они имеют спорадическое развитие.

Лессы отсутствуют в долинах древнего стока. В долинах рек Оби, Чарыша, Песчаной, Чумыша, Ануя, Алея и др. рек их также нет на поймах и, как правило, нет на первой и второй надпойменных террасах (хотя местами они там отмечаются). На 3-ей и 4-ой террасах они получили большое развитие.

В горных областях Алтая, где получили значительное развитие делювиально-коллю-виальные процессы, и в составе покровных отложений присутствует грубый терригенный материал, лессов почти нет, хотя эти породы и имеют многие черты лессовых грунтов, в том числе, нередко, и просадочность. Но ввиду наличия в них дресвы и щебня отнести их к лессам нельзя. Они отмечаются лишь на тех ограниченных ровных участках, где в составе отложений отсутствуют дресва и щебень.

Мощность лессов обычно составляет 8-10 м. Нередко она достигает 12-13 м, особенно в центральных, северо-восточных и восточных частях края. В юго-западных частях края мощность лессов понижается до 1-5 м (Кулундинская равнина), местами они вовсе отсутствуют.

Возраст лессов верхнечетвертичный.

2. Литологический состав.

Лесс, как таксономическая единица классификации пород должен отвечать типу грунтов, но не виду. Развитые в крае лессы, по существу, и являются единым типом грунтов, который согласно ГОСТу искусственно разделяется на суглинки и супеси.

Число пластичности лессов обычно находится в пределах 6-10, крайние значения  3-17. По числу пластичности они относятся к суглинкам, в меньшей степени - к супесям. Нередко наблюдается переслаивание супесей и суглинков. Зачастую, разница в числе пластичности их находится в пределах точности лабораторных определений.

Общей закономерностью является увеличение числа пластичности лессов в направлении от юго-западных и западных частей края к северо-восточным и восточным. Так, в Кулундинской равнине развиты супеси. На территории центральной и восточной частей Приобского плато, Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнины и Бийско-Чумыш-ской возвышенности уже превалируют легкие суглинки с числом пластичности 8-11. Далее на северо-восток и восток в пределах Салаира, Предалтайской  и Ненинской равнинах, в основном, также развиты суглинки, но по числу пластичности (10-17, в среднем - 13) они уже являются средними и тяжелыми.

Причина подобной смены состава грунтов заключается в том, что Кулундинская равнина, сложенная с поверхности песками, представляет ближайшую область дефляции. Повышенное количество псаммитового материала, оседающего близ очагов развеивания, обусловливает формирование супесей. По мере удаления от области дефляции крупность накапливающихся эоловых осадков уменьшается. А так как господствующими являются юго-западные и западные ветры, то и смена грансостава терригенных осадков происходит в направлении с юго-запада и запада на северо-восток и восток.

Эта общая закономерность нарушается наличием древних долин стока (Кулундинская, Касмалинская, Барнаульская и др.), сложенных песками, и являющихся местными очагами развеивания отложений. Близ них в составе лессов повышается содержание псаммитовых частиц, и они представлены супесями с прослоями пылеватых и мелких песков (пример, Власихинская промплощадка в г. Барнауле).

3. Свойства лессов.

Лессы Алтая имеют характерную, так называемую, “палевую” окраску: светлый желтовато-серый, буровато-серый, светло-корич-невый цвет. В увлажненном состоянии цвет их становится более темным (коричневым).

Текстура грунтов массивная с ярко выраженной макропористостью. Породы разбиты системой трещин, формирующих столбчатую отдельность, в обнажениях держат субвертикальные откосы. При действии водных потоков на склонах, легко подвергаются размыву с образованием оврагов.

В лессах часто встречаются конкреции карбонатов, по трещинам - налеты карбонатов и солей марганца, а так же пятна ожелезнения.

Характерной особенностью лессов края, помимо указанной выше неоднородности и литологического состава, является изменчивость их физико-механических свойств как по площади (по основным региональным геоморфологическим структурам), так и в разрезе (с глубиной).

Влажность лессов колеблется в значительных пределах: от 0,08-0,23 долей единицы (8-23%) в Приобском плато, Бийско-Чумышской возвышенности, Кулундинской и Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнинах, до 0,08-0,30 в предгорьях  и 0,17-0,33 в Ненинской равнине (при анализе лессов не приняты во внимание не характерные, редкие значения их характеристик). Чаще же природная влажность имеет значения 0,12-0,16 в степных районах, и 0,16-0,22 в предгорных областях и Ненинской равнине. Повышение влажности лессов в предгорьях объясняется более влажным климатическим режимом, большей залессенностью этих территорий и более тонким грансоставом грунтов.

С глубиной влажность лессов постепенно увеличивается. От поверхностного слоя до нижней границы зоны сезонного колебания влажности (глубина 7-10 м) увеличение влажности составляет 0,02-0,07 долей единицы.

Пределы текучести и раскатывания также варьируются в значительных пределах, особенно первый. Это объясняется относительной неоднородностью грансостава лессов.

Предел текучести изменяется от 0,16 до 0,36, наиболее частые значения его 0,22-0,28. Предел раскатывания варьируется от 0,10 до 0,22, обычно же имеет значения 0,16-0,20.

Консистенция лессов твердая и полутвердая, реже - тугопластичная (в понижениях, “степных блюдцах”, березовых колках, в залессенной местности). Тугопластичные лессы довольно часто встречаются в предгорьях Алтая и Салаира, а так же на Ненинской равнине. Весной, после таяния снегов (май месяц) ввиду поступления большого количества влаги верхний горизонт лессов (до глубины 1-3 м, местами до 5-6 м) может временно приобрести тугопластичную консистенцию. По мере высыхания грунтов к концу мая или в начале июня консистенция их снова становится полутвердой или твердой. Это же явление может повториться осенью в период обильных долгих дождей, но зимой консистенция снова приходит в норму. Иногда привнесение дополнительной влаги столь значительно, что лессы становятся мягкопластичными, утрачивая просадочные свойства. Но после того, как грунты подсохнут и приобретут твердую, полутвердую или тугопластичную консистенцию, они снова становятся просадочными.

Грансостав лессов: пылеватых частиц 50-85%, песчаных 8-32%, глинистых 7-30%. Чаще всего встречаются лессы, содержащие 60-65% пылеватых частиц, и по 15-20% песчаных и глинистых частиц. Как видим, при превалирующем содержании пылеватых частиц, количество псаммитового и пелитового материала примерно равное. Это общий случай. Но колебания содержания в лессах песчаных и глинистых частиц бывают значительными, и, в целом, они носят закономерный характер. Количество песчаного материала максимально в Кулундинской равнине и минимально в Ненинской равнине, уменьшаясь в пределах края в восточном и северо-восточном направлениях. В этих же направлениях увеличивается содержание пелитовых частиц, достигая максимума в предгорьях Алтая, Салаира и в Ненинской равнине. Причина этого изложена выше: Кулунда является ближайшей областью дефляции, обогащающей переносимый эоловый материал песчаными частицами, первыми выпадающими из атмосферы при снижении скорости воздушного потока до 6-7 м/с. При дальнейшем снижении скорости ветра до 3-4 м/с оседают пылеватые частицы, а при снижении его до 2-3 м/с и глинистые частицы. Таким образом, на территориях, ближайших к области дефляции выпадают преимущественно грубые частицы, а по удалении от нее возрастает удельный вес более тонких частиц. Эта общая закономерность нарушается тем, что Алтай является областью накопления эоловых осадков, сносимых не только с ближайшей области дефляции (Кулунда), но и более отдаленных областей выдувания (Казахстан, а при длительных сильных ветрах - и Средняя Азия). Но тем не менее, указанный принцип выдерживается: лессы Кулунды и прилегающих юго-западных площадей Приобского плато более обогащены песком, чем предгорные территории. Направление господствующих ветров в крае определило направление изменения грансостава лессов.

Плотность алтайских лессов также изменяется в широких пределах: от 1450 до 1900 кг/м3, чаще имеет значения 1600-1700 кг/м3. Значительные колебания плотности объясняются большой разницей грансостава и, особенно, влажностью лессов. Последняя, как сказано выше, изменяется не только по площади, но и по временам года, завися в значительной степени от поступающего в грунт количества талых вод и атмосферных осадков. Соответственно, и плотность лессов изменяется не только по геоморфологическим структурам и глубине, но и по сезонам (в пределах глубины зоны сезонного изменения влажности грунтов). С глубиной плотность грунтов увеличивается.

Более показательна плотность лессов в сухом состоянии. Она также различна, но изменяется в меньших пределах: от 1250 до 1600 кг/м3. Обычные же значения 1400-1500 кг/м3. Повышенные значения плотности лессов в сухом состоянии характерны для  Кулундинской равнины, более низкие величины - для предгорьев Алтая, Салаира, Ненинской равнины, а также Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнины. Для супесей и суглинков она примерно равна или для супесей несколько выше (на 30-80 кг/м3). В разрезе лессовых толщ плотность в сухом состоянии закономерно увеличивается с глубиной. Если для первых 2-3 метров плотность в сухом состоянии обычно равна 1300-1450 кг/м3, то на глубине 10-12 м (на нижней границе лессов) она, как правило, имеет значения 1500-1600 кг/м3. В среднем, на 1 м погружения плотность грунтов в сухом состоянии увеличивается на 15-25 кг/м3, а в целом, лессовая толща уплотняется на 150-250 кг/м3 (порядка 15% от плотности верхнего слоя). Хотя и прослеживается общая закономерность уплотнения лессов с глубиной, но она не выдерживается, естественно, во многих выработках по каждому интервалу, что связано с изменением в разрезе грансостава грунтов, их пористости, содержания цементирующих солей и др. факторов.

Пористость лессов изменяется от 40 до 56%, чаще встречаются значения 44-49%. Наименьшей пористостью обладают лессы Кулундинской равнины (в среднем 44-45%). Наибольшие значения ее характерны для лессов северо-восточных частей края: в Бийско-Чумышской возвышенности (в среднем 47%), Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнине (47-49%), в предгорьях Алтая и Салаира (47-49%).

С глубиной пористость лессов закономерно уменьшается. Если пористость слоя лессов, залегающих непосредственно под почвой - чаще 48-52%, то нижнего слоя лессов на глубине 10-12 м составляет обычно 40-43%. С глубиной на каждый погонный метр пористость уменьшается примерно на 1%.

Коэффициент пористости лессов 0,70-1,10 чаще 0,80-0,90.

При природной влажности лессы обладают значительной прочностью. Модуль деформации их относительно высок - 4-18 МПа, чаще - 6-11 МПа. Нормативный модуль деформации по всем геоморфологическим провинциям края примерно одинаков, колеблясь от 8 до 11 МПа, лишь в предгорьях Алтая и Салаира он значительно меньше - 5 МПа. Супеси обладают несколько большим модулем деформации по сравнению с суглинками, на 1-2 МПа.

Угол внутреннего трения лессов колеблется от 17 до 27 градусов, обычно он равен 21-24 градусам. Нормативные значения его по геоморфологическим провинциям края примерно равны и составляют для суглинков 21-22 градуса (лишь для Кулундинской равнины он равен 23 градусам и для предгорий Салаира - 19 градусов), а для супесей - 22-24 градуса. В целом, для супесей по сравнению с суглинками, он выше на 1-3 градуса.

Удельное сцепление колеблется в широких    пределах - от 17 до 40 кПа,  чаще - 20-30 кПа. Нормативные значения его для суглинков  равны  30 кПа  (для предгорий Салаира  и  Ненинской равнины  равны 28 кПа),  для супесей - 20 кПа  (для Приобского плато - 23 кПа).

В целом для суглинков оно выше на 3-10 кПа по сравнению с супесями.

Просадочность лессов. В Алтайском крае на территориях, сложенных лессами, наблюдается первый тип грунтовых условий по просадочности. Локально отмечается и второй тип. Относительная просадочность колеблется от 0,01 до 0,15, чаще -0,01-0,03. В целом, более значительная просадочность характерна для суглинков по сравнению с супесями. Просадочность лессов северо-восточных частей края (предгорья Салаира, Алтая, Ненинская равнина, восточные части Обь-Чумышской озерно-аллювиальной равнины и Бийско-Чумышской возвышенности), заметно выше, чем лессов юго-западных его частей (Кулундинская равнина), выражающаяся в большей мощности просадочной толщи, в больших величинах относительной просадочности, в большем распространении второго типа грунтовых условий по просадочности.

Наибольшей величиной относительной просадочности характеризуется подпочвенный слой лессов: 0,02-0,05. С глубиной она уменьшается и на глубине 10-13 м становится менее 0,01. Падение величины относительной просадочности на 1 п.м по глубине, в среднем составляет 0,002-0,003.

Иногда по отдельным интервалам глубины отмечаются незакономерные пики повышения относительной просадочности или исчезновение просадочных свойств лессов, а ниже они снова появляются.

4.   Причины просадочности лессов.

Просадочность лессов обязана первичному недоуплотнению грунта повышенной пористости; наличию макро- , мезо - и микропор. Наибольшее значение имеют макропоры. На Алтае нижняя граница просадочной толщи обычно совпадает с границей между макропористыми лессами и грунтами без макропор. Макропористость - полевой признак просадочности грунтов.

Количество макропор в лессах различно: от 1-3 на 1 см2 до 8-10 на 1 см2, а на отдельных участках до 15-20 макропор (как сито) на 1 см2. Чаще же на 1 см2 приходится 2-5 макропоры. Форма их, как правило, цилиндрическая, трубчатая. Сечение округлое. Диаметр макропор от 0,1 до 3-4 мм, чаще 0,5-1,5 мм. Расположены они субвертикально. Длина их различна: от долей сантиметров до нескольких десятков сантиметров. Нередко эти канальцы имеют ответвления. Иногда встречаются изометричные макропоры. Судя по трубчатой форме макропор, их субвертикальности, происхождение большинства из них связано с ростом и отмиранием корней растений. Корни пронизывают всю почву густой сетью. Количество корней велико: по данным М.А. Глазовской, у одного из типичных луговых растений - мятлика, длина корней сосредоточенных в 1 дм3 верхнего горизонта почвы составляет 553 м, а длина корней-волосков в этом же объеме - 73 км.

Формирование макропор не заканчивается при выведении грунта из сферы активного почвообразования. По Е.А. Афанасьевой, количество корней в единице объема на глубине 1,2 м лишь в 3 раза меньше, чем на глубине 0,1-0,2 м. В лессе до глубины 1-3 м постоянно и активно продолжается процесс формирования макропор. Макропоры по отношению к грунту являются сингенетичными, в меньшей мере - эпигенетичными.

Помимо растений большое участие в формировании макропор принимают многочисленные представители животного мира: черви, личинки жуков, кроты и другие землерои. Полости животного происхождения составляют заметную часть порового пространства и в основном являются сингенетичными. По сведениям В.В. Докучаева, на одной десятине отмечалось до 1,836 млн. личинок хлебных жуков.

Не исключается образование определенного количества пор и при циклическом промерзании и оттаивании пород (формировании пор при промерзании грунтов в результате процессов пучения и образования стяжений льда). Некоторая часть порового пространства грунта непосредственно обязана неплотному сложению эоловых частиц в почве из-за отсутствия внешней нагрузки на них, “дыханию” почвы при ее промерзании и оттаивании. Просадочность связана с недоуплотнением грунтов и наличием макропор.

Сохранению просадочных свойств лессов (до глубины 8-12 м) способствовала благоприятная климатическая обстановка в позднечетвертичную и современную эпохи: континентальные условия с относительно небольшим количеством осадков и значительным испарением, о чем свидетельствует характерный для этого периода типичный степной ландшафт. При этом формировались, в основном, черноземные и каштановые почвы с непромывным режимом, наблюдаемые на Алтае и в настоящее время. Как известно, просадочные лессовые отложения имеют территориальную приуроченность именно к таким почвам.

Образующиеся покровные лессы в течение всего этого длительного времени (22 тыс. лет) в основном имели низкую влажность, при которой не происходило разрушение структурных связей лессов. Это в значительной мере способствовало сохранению макропористости (а значит и просадочных свойств лессов) при накоплении новых поступлений эолового материала, погружении грунтов на большие глубины, т.е. при повышении давления от вышележащих осадков. Но при этом грунты все же подвергались некоторому уплотнению от возрастающих нагрузок, и с глубиной постепенно уменьшалась пористость и снижалась относительная просадочность грунта. На глубине 8-12 м, где вертикальное напряжение от собственного веса грунта достигает 0,16-0,20 МПа, грунты уже заметно уплотнены, приобрели низкую пористость (41-43%), а просадочные свойства ими утрачены.

Консервация макропористости и просадочных свойств грунтов была возможна в условиях, когда лессы обладали повышенным содержанием легко- и среднерастворимых солей, фиксирующих, цементирующих стенки пустот (макропор).  Такие просадочные грунты с более жесткими структурными связями могут встретиться и на больших глубинах (15-25 м), залегая среди непросадочных лессов. Подобные грунты иногда отмечались при изыскании на  Приобском плато.

5.   Происхождение лессов.

Генезис алтайских лессов рассматривается с позиций эолово-почвенной гипотезы, разработанной автором совместно с Г.В.Шве-цовой (2).

Согласно этой гипотезе формирование лессов происходило следующим образом:

· осаждение на поверхности почвы экзотического эолового материала, сопровождаемого и привнесением энтопических эоловых частиц;

· сингенетичное накопление на поверхности почвы эолового материала и органической массы надземного опада;

· включение поступающих эоловых частиц в процесс почвообразования (взаимодействия растений, животных и продуктов их распада с минеральными соединениями, водой и воздухом пор);

 

· формирующаяся при этом почва, вовлекаясь в цикл почвообразовательных процессов, обусловливает рост вверх гумусового горизонта “А” почвенного профиля, одновременно нижняя погребаемая часть почвы (гумусовый горизонт “А”, существовавший до накопления новых порций эолово-органогенного материала) ввиду роста почвенного профиля вверх, постепенно выводится из сферы активного почвообразования. При этом в значительной мере происходит разложение гумуса, а минеральная составляющая часть почвы получает еще большее превалирование, грунт приобретает более светлую окраску. И, таким образом, этот горизонт постепенно (от нижних частей его к верхним) трансформируется в так называемый переходный подпочвенный горизонт “В¢” почвенного профиля. Он испытывает большое влияние от почвообразовательных процессов, активно идущих в новом вышерасположенном горизонте “А¢”. В новообразованном горизонте “В¢” проходят заключительные этапы почвообразовательных процессов. Интенсивно протекают процессы выноса и аккумуляции веществ (в частности, в иллювиальном горизонте происходит накопление карбоната кальция);

· при дальнейшем накоплении эоловых осадков, соответствующем росте почвенного профиля вверх (т. е. при дальнейшем увеличении мощности почвы над рассматриваемым горизонтом “В¢”) и продолжающемся развитии процессов диагенеза (в том числе уплотнение грунта, разложение остаточного гумуса, разрушение первичных минералов и образование вторичных) новообразованный подпочвенный горизонт “В¢” постепенно преобразовывается в лесс, лишенный признаков почвы (иногда сохраняющий ее реликты), с весьма небольшим содержанием гумуса (как правило, доли процента) или с полным его отсутствием.

Почвообразование на Алтае в четвертичное время происходило, в основном, в степных и лесостепных условиях при существовании окислительного режима в почвах.

Основываясь на эолово-почвенной гипотезе образования лессов, можно дать объяснения таким важным их особенностям, как агрегатное строение, повышенная карбонатность, макропористость, недоуплотненное состояние и просадочные свойства.

Формирование агрегатной структуры лессов связано с почвенными процессами. Она создавалась в основном, когда грунт находился в стадии гумусового горизонта “А”. Корни и корневые волоски растений, а также деятельность животных разделяли почвенный материал на отдельные комочки и микрокомочки. При разложении отмерших органических остатков образовывалось гумусовое вещество (органические кислоты), которые при взаимодействии с эоловым материалом  связывалось основаниями, образующимися при разложении минералов. Так возникали коллоидные органоминеральные соединения. Последние, коагулируя, выпадали на поверхности минеральных зерен, способствуя их склеиванию и формированию водоустойчивых агрегатов различного порядка.

Упрочнение структурных агрегатов происходило, когда грунт находился в стадии переходного горизонта “В”, посредством цементации частиц глинистым веществом, отлагающимися солями фильтрующихся атмосферных осадков, а также солями, образующимися при почвенных процессах (карбонатом кальция, гидроокислами железа, гипсом и др.).

Среди исследователей лессов имеются разногласия по объяснению повышенной карбонатности этих пород, характерной для всех лессовых провинций. Известно, что в почвенном профиле черноземов, под поверхностным гумусовым горизонтом “А” и горизонтом “АВ”, формируется горизонт вторичной аккумуляции карбоната кальция “ВСа”. Согласно приведенной гипотезе, стадию подповерхностного горизонта “ВСа” прошел весь слой лессовой толщи. Поэтому повышенное содержание карбоната кальция в лессах отмечают не только под почвой, но и на больших глубинах.

6.   Взаимодействие геотехнической

системы “сооружения - лессы”.

Среди большого количества воздействий антропогенной деятельности на инженерно-геологическую среду наиболее значительным по негативным последствиям является замачивание лессовых грунтов.

Увеличение влажности лессовых грунтов приводит к снижению их несущей способности, а при достижении критической влажности - к просадке.

При замачивании алтайских лессов модуль деформации их уменьшается в 3-6 раз (от 4-18 МПа до 1-3 МПа), угол внутреннего трения снижается на 3-8 градусов (от 17-27 до 15-19 градусов), удельное сцепление уменьшается в 2-3 раза (от 17-40 кПа до 7-14 кПа). При этом отмечается некоторое уплотнение грунтов и уменьшение их пористости на 1-3% (без влияния дополнительной нагрузки от сооружений). Повышается степень пучинистости: лессы природной влажности практически не пучинистые, а в замоченном состоянии - средне- и сильнопучинистые.

Неодинаковая степень замачиваемости лессов в основании фундаментов зданий вызывает разную величину просадки грунтов, что приводит к деформации зданий. Так, только в г. Барнауле несколько сот зданий имеют деформации (в основном, в Северной промзоне), многие находятся в аварийном состоянии, а отдельные здания разрушены (к примеру, цех электрофильтров ТЭЦ-3).

Другим неприятным последствием замачивания лессов является подтопление застроенных территорий благодаря низким фильтрационным свойствам этих грунтов.

Процесс развития подтопления в крае проявляется в несколько фаз:

· повышение влажности грунтов под отдельными зданиями;

· образование куполовидных зон замоченных грунтов под отдельными зданиями;

· смыкание куполовидных зон и формирование пласто- и линзообразных зон замоченных грунтов под группой зданий и сооружений промышленного предприятия или под группой жилых зданий в микрорайоне (к примеру, сооружения ТЭЦ-1, пивзавода, группа жилых зданий на ул. Юрина 206-208 в г. Барнауле);

· расширение зоны замоченных грунтов, захватывая весь комплекс заводов промышленных узлов или микрорайона в целом (к примеру, Северная промзона и микрорайон Южный в г. Барнауле);

· смыкание зоны искусственно замоченных грунтов в разрезе с природной зоной повышенной влажности капиллярной каймы выше уровня грунтовых вод (к примеру, промплощадка Алтайского коксохимзавода);

· повышение уровня грунтовых вод территорий (к примеру, ТЭЦ-3 в г. Барнауле).

За последние 30-40 лет уровень грунтовых вод в городах края - Барнауле, Алейске, Рубцовске, Славгороде повысился на 1-5 м. Подтоплению подверглись не только города, но и сельские населенные пункты: р.ц. Шипуново, Поспелиха, Михайловский, с. Черемное и др. Глубина зон подтопления от нескольких метров до 20-30 м.

На устранение негативных последствий от просадки грунтов и подтопления территорий затрачены огромные средства.

Заключение.

Лессы Алтайского края по своим основным признакам (грансостав, просадочность, макропористость) и дополнительным (повышенное содержание карбоната кальция, относительная прочность в маловлажном природном состоянии, способность держать вертикальные откосы, легкость разрушения структурных связей при замачивании, способность переходить в плывунное состояние при водонасыщении) отвечают типичным лессам Китая и других основных лессовых провинций: Средней Азии, США, Центральной Европы.

Отличительной особенностью алтайских лессов является их небольшая мощность и сравнительно невысокая степень просадочности. Превалирует первый тип грунтовых условий по просадочности, второй тип развит на небольших локальных площадях.

Покровные лессы Алтая образовались в результате сингенетического накопления эолового материала и органогенной массы надземного опада  над почвой, вовлечения их в почвообразовательные процессы, диагенетических преобразований почвы и превращения ее в лесс при выведении из сферы активного почвообразования из-за роста вверх почвенного профиля, обусловленного отложением новых порций эоловых частиц.

Эоловый материал экзотический (из Казахстана, Средней Азии) при значительной роли местного (Кулундинская равнина, долины древнего стока).

Влияние экзотического эолового материала при господствующих ветрах юго-западного и западного направлений, разница в  климатических  условиях,  рельефе,  растительности, почвах в основных геоморфологических структурах края (Кулундинская равнина, Приобское плато, Бийско-Чумышская возвышенность, Обь-Чумышская озерно-аллюви-альная равнина, предгорье Салаира, Предалтайская и Ненинская равнины) обусловили некоторое различие физико-механических свойств лессов в них.

Недоучет особенностей лессов (являющихся специфическими грунтами) при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений привел к изменению природной среды: к замачиванию лессов, их просадке, формированию подтопленных зон и поднятию уровня грунтовых вод на застроенных территориях. Все это, в свою очередь, привело к ухудшению физико-механических свойств грунтов, вызвало деформации сотен зданий, затопление инженерных коммуникаций и подвалов, потребовало вложения больших средств на устранение негативных последствий.

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1.     Черноусов С.И., Арефьев В.С., Осьмушкин В.С., Швецов А.Я. и др. Географические и инженерно-геологические условия Степного Алтая. Новосибирск: Наука, 1988.

2.     Швецов А.Я., Швецова Г.В. Эолово-почвенная гипотеза происхождения лессов Алтая. Москва: Инженерная геология №4, С. 119-125.