АНАЛИЗ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ И ИЗМЕНЧИВОСТИ СОСТОЯНИЯ ДИСПЕРСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВБЛИЗИ ПОВЕРХНОСТНЫХ КАРСТОВЫХ ФОРМ В ОБСТАНОВКАХ РАЗВИТИЯ КАРБОНАТНО-СУЛЬФАТНОГО КАРСТА   

©2022 г. Е. В. Дробинина ^1,*, Д. Р.  Золотарев ^2,**

¹ Пермский государственный национальный исследовательский университет, геологический факультет, лаборатория прогнозного моделирования в геосистемах,

ул. Букирева, д. 15, Пермь, 614068 Россия

² ООО «Противокарстовая и Береговая Защита» (ООО «ПКиБЗ»),

ул. Сущёвский вал, д. 5, стр. 3, Москва, 127018 Россия

*E-mail:alenadrobinina@yandex.ru
**E-mail: zolotarevdr@mail.ru

Поступила в редакцию 19.10.2021 г.
После доработки 4.02.2022 г.
Принята к публикации 8.02.2022 г.

Статья посвящена изучению инженерно-геологических условий территории развития карбонатно-сульфатного типа карста, характеризующейся широким распространением поверхностных карстовых форм. Детально рассмотрены инженерно-геологические условия района исследований (Добрянский район Пермского края). Выполнена оценка площадной изменчивости состояния грунтов в пределах карстовых полей на основе анализа двухмерных облаков точек, характеризующих зависимость исследуемого свойства от плотности карстовых форм. Пристальное внимание уделено участкам, не затронутым напрямую провалообразованием. Разгрузка подземных вод в трещинно-карстовый горизонт на изучаемой территории контролируется карстовыми воронками, причем, чем больше их количество на единицу площади (плотность), тем выше интенсивность инфильтрации и, следовательно, постседиментационных изменений свойств грунтов, связанных с фильтрацией грунтовых вод по направлению к областям разгрузки. Отмечено, что с увеличением плотности карстовых форм непосредственно за их пределами изменчивость свойств первого от поверхности грунтового слоя характеризуется увеличением плотности грунта и снижением коэффициента пористости, естественной влажности и содержания тонкодисперсной фракции. Влажность грунтов по мере увеличения плотности воронок снижается, что обусловлено хорошей инфильтрацией за счет развития трещин и, как следствие, хорошей проницаемостью массива.

Ключевые слова: перекрывающая толща, изменчивость состояния грунтов, физические свойства, гранулометрический состав, карстовые воронки, карбонатно-сульфатный карст

DOI:  10.31857/S0869780922020023  

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аникеев А.В. Провалы и воронки оседания в карстовых районах: механизмы образования, прогноз и оценка риска. М.: РУДН, 2017. 328 c.
2. Аникеев А.В., Сулимова А.Ю., Чумаченко С.А. Инверсия свойств грунтов, слагающих молодые карстово-суффозионные воронки // Сергеевские чтения. Международный год планеты Земля: задачи геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. Вып. 10. М.: ГЕОС, 2008. С. 6–11.
3. Бутырина К.Г. Гипсовый карст центральной части Пермской области: дисс. канд. географ. наук. Пермь: Перм. ун-т, 1968. 380 с.
4. Горбунова К.А. Карст некоторых районов Молотовской области: дисс. … канд. геол.-мин. наук. Молотов (ныне Пермь), 1956. 356 с.
5. Горбунова К.А., Андрейчук В.Н., Костарев В.П., Максимович Н.Г. Карст и пещеры Пермской области. Пермь: Перм. гос. ун-т, 1992. 200 с.
6. Катаев В.Н., Кадебская О.И. Геология и карст города Кунгура. Пермь: Перм. гос. ун-т; ГИ УрО РАН, 2010. 236 с.
7. Килин Ю.А., Минькевич И.И. Карст Чусовского Мыса Камского водохранилища // Инновационный потенциал естественных наук. Т. II. Экология и рациональное природопользование. Управление инновационной деятельностью. Пермь: Перм. ун-т, 2006. С. 91–94.
8. Кожевникова В.Н. О роли динамики и режима подземных вод в формировании карстово-суффозионных процессов (на примере некоторых районов г. Москвы) // Инженерные изыскания при строительстве. Вып. 5(33). Сер. 2. М.: Стройиздат, 1974. С. 22–27.
9. Кочев А.Д. Проблема оценки карстово-суффозионной опасности на территории г. Москвы // Изучение опасных природных процессов и геотехнический мониторинг: матер. первой Общерос. научно-практ. конф. М.: Геомаркетинг, 2017. С. 31–43.
10. Кочев А.Д. Факторы и условия развития карстово-суффозионных процессов на территории г. Москвы // Инженерные изыскания. 2019. Т. XIII. № 5-6. С. 8–20. https://doi.org/10.25296/1997-8650-2019-13-5-6-8-20.
11. Крашенинников В.С., Хоменко В.П. Изучение покрывающей толщи, как один из важнейших компонентов инженерных изысканий в районах покрытого карста // Вестник МГСУ. 2011. № 5. С. 113–119.
12. Крашенинников В.С., Хоменко В.П. Изменение гранулометрического состава несвязных грунтов, предшествующее карстово-суффозионному провалообразованию // Инженерная геология. 2017. № 2. С. 52–62.
13. Кунгурская ледяная пещера: опыт режимных наблюдений / Под. ред. В.Н. Дублянского. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 376 с.
14. Кутепов В.М., Березкина Г.М., Зыкова Н.В., Кожевникова В.Н., Краснушкин А.В., Чертков Л.Г. Карстовые процессы и инженерно-геологические свойства глинистых пород // Инженерная геология. 1984. № 4. С. 91–103.
15. Лунев Б.С. Особенности строения аллювия Камы и Чусовой на участках развития карста // Уч. зап. ПГУ. 1961. Т. XVIII. Вып. 2. C. 13–16.
16. Максимович Г.А. Основы карстоведения. Т. 1. Вопросы морфологии карста, спелеологи и гидрогеологии карста. Пермь: Пермское книжное издательство, 1963. 447 с.
17. Назаров Н.Н. Карст Прикамья. Физико-географические (геоморфологические) аспекты. Пермь: ПГНИУ, 1996. 95 с.
18. Печеркин А.И. Геодинамика сульфатного карста. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1986. 172 с.
19. Печеркин А.И., Закоптелов В.Е. Карст и суффозия на берегах водохранилищ. Пермь: Перм. гос. ун-т, 1982. 88 с.
20. Печеркин И.А. Геодинамика побережий Камских водохранилищ. Ч. I. Инженерно-геологические условия. Пермь: Перм. гос. ун-т им. А. М. Горького, 1966. 198 с.
21. Пономарев А.Б., Попов С.Г., Заворохин А.Ф. Карстовый провал в д. Городище // Изучение Уральских пещер: доклады 2-й и 3-й конференций спелеологов Урала. Пермь: [б. и.], 1992. С. 53–54.
22. Схема тектонического районирования масштаба 1:5 000 000. Лист O-40 (ФГУП «ВСЕГЕИ», ООО «Комп», ОАО «УГСЭ», 2014).URL: http://geo.mfvsegei.ru/200k/o-40/o-40-10/24/index.html
23. Chen X., Zhang Z., Chen X. et al. The impact of land use and land cover changes on soil moisture and hydraulic conductivity along the karst hillslopes of southwest China // Environ Earth Sci. 2009. N 59. P. 811–820. https://doi.org/10.1007/s12665-009-0077-6/
24. Fu Z.Y., Chen H.S., Zhang W., Xu Q.X., Wang S., Wang K.L. Subsurface flow in a soil-mantled subtropical dolomite karst slope: a field rainfall simulation study // Geomorphology. 2015. V. 250. P. 1-14. https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2015.08.012.
25. Milanović P. Water resources engineering in karst. Boca Raton, Florida, USA, 2005. 328 p.
26. Xiao X., Xu M., Ding Q. et al. Experimental study investigating deformation behavior in land overlying a karst cave caused by groundwater level changes // Environ. Earth Sci. 2018. 77(3). https://doi.org/10.1007/s12665-017-7102-y.
27. Youjin Y., Quanhou D., Li J., Xiangdong W. Geometric morphology and soil properties of shallow karst fissures in an area of karst rocky desertification in SW China // Catena. 2019. V. 174. P. 48–58. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.10.042.