Из данной группы процессов, в соответствии с учебной программой по дисциплине, рассматриваются просадочные явления в лесах.

Под лесами и лесовидными грунтами понимают породы, сформировавшиеся в условиях засушливого климата и обладающие одним общим свойством – недоуплотненной структурой, не отвечающей напряженному состоянию, в которой эти грунты находятся в условиях естественного залегания. Недоуплотненность обусловливает значительную пористость этих пород, иногда более 50%. Помимо обычной пористости лессовидным грунтам и лессам присуще также наличие крупных пор – макропор, размером иногда более 1 мм, хорошо видимых невооруженным глазом, обычно в виде вертикальных трубочек.

Лессы характеризуются также преобладанием в их составе пылеватых частиц, высокой карбонатностью, быстрой размокаемостью в воде, легкой размываемостью.

Лесы широко распространены на большей части Украины, в центральной и юго-восточной европейской части России, в Закавказье, Средней Азии, Сибири и на Дальнем Востоке; на относительно небольших площадях (район г. Мозыря и др.) встречаются они в Беларуси.

Залегают лесы и лесовидные грунты на водоразделах в виде покрова, плащеобразно перекрывая более древние образования.

Мощность их обычно составляет 15-20м, иногда достигая многих десятков метров. Ввиду значительной распространенности лесы и лесовидные грунты во многих случаях служат основанием самых различных сооружений или средой, где осуществляется строительство дорожных выемок, каналов и других объектов.

Высокая пористость и склонность лессовых пород к просадкам – следствие недоуплотненности их в период образования и последующей геологической истории, что в значительной мере обусловлено недостаточным увлажнением и повышенной испаряемостью, присущей аридной зоне. Увлажнение породы вызывает просадки, происходящие без нагрузки под действием собственной массы породы. Дополнительная нагрузка от массы сооружения усиливает просадки.

Просадочные явления, происходящие под действием поверхностных вод и в орошаемых районах возникают в результате фильтрации воды из каналов, водохранилищ, рек (во время паводков) и при поливах. Деформации, сопровождающиеся снижением прочности пород, обусловлены расклинивающим и смазывающим действием молекул воды, протекающих в местах контактов частиц породы, а также растворением солей.

При интенсивных просадках опускание поверхности земли может достигать 2-2,5м; при этом грунты, оседая, разбиваются трещинами на отдельные блоки. Расположенные на таких участках гидротехнические и другие сооружения вследствие неравномерной осадки деформируются и даже могут разрушиться.

Просадка (при прочих равных условиях) тем больше, чем выше пористость пород и их мощность.

Наиболее просадочны лессовые породы в районах пустынного и полупустынного климата. Меньшая интенсивность просадок характерна для степных районов, где осадков выпадает больше.

На просадки резко влияет глубина залегания уровня грунтовых вод. Просадочность пород тем больше, чем глубже залегают грунтовые воды (при равных других условиях). На участках с близким залеганием уровня грунтовых вод, что характерно для многих районов Беларуси, лессовые породы могут быть непросадочными, так как в результате увлажнения капилярным подтоком влаги они уже испытали просадку.

В естественных условиях при малой влажности лес и лессовидные грунты обладают значительной механической прочностью и устойчивостью в откосах, сохраняя вертикальное положение при высоте откоса более 10м.

Чтобы предохранить сооружения, возводимые на просадочных грунтах, от различных деформаций, необходимо заранее знать степень их просадочности, в соответствии с чем осуществляются различные защитные мероприятия, обеспечивающие устойчивость сооружений на весь срок их эксплуатации.

В условиях строительства на площадках, сложенных лессовыми породами, проводят ряд мероприятий по предохранению сооружений от возможных просадок. Наиболее эффективным является уничтожение свойств просадочности в массиве просадочного грунта, являющегося основанием сооружения. К таким мероприятиям относится уплотнение тяжелыми трамбовками, глубинное уплотнение грунтовыми сваями, химическое или физическое укрепление грунта основания.

При строительстве на малых толщах просадочных пород можно ограничиться подрезкой всей просадочной толщи и опиранием сооружения на непросадочные породы. При малых значениях относительной просадочности можно ограничиться предохранением оснований сооружений от замачивания. Это достигается планировкой и отводом дождевых и талых вод с поверхности площадки, водоотводными каналами и другими мероприятиями. Нередко повышение устойчивости сооружений, построенных на просадочных грунтах, достигается предварительным интенсивным замачиванием этих грунтов.