Горная энциклопедия - морозобойное растрескивание

криогенное растрескиваниe (a. frost splitting, frost cracking; н. FrostriОІbildung; ф. gelivation, eclatement du au gel; и. agrietamiento de frio, agrietamiento de heiada), образование и рост трещин в породах при понижении темп-ры пород ниже 0В°C. M. p. распространено в p-нах c суровыми климатич. условиями. Трещины, образующиеся при охлаждении поверхности пород в осенне-зимний период, имеют протяжённость от десятков до сотен м и глубину от одного до неск. м. Трещины располагаются примерно на одном и том же расстоянии друг от друга. Перпендикулярно им образуется подобная система трещин, вследствие чего породы c поверхности оказываются разбитыми на прямоугольные в плане блоки-полигоны в однородных породах и неправильной формы многоугольники в неоднородных. При затекании в трещины воды и замерзании её во время весеннего снеготаяния они становятся основой образования повторно-жильных (полигональножильных) льдов. M. p. обусловливает формирование полигонального микрорельефа, имеющего огромное распространение в Сев. Евразии и Сев. Америке, a также существенно интенсифицирует развитие оползней, криогенного пучения, солифлюкции, термокарста, термоэрозии и др.

Физ. основой образования и роста криогенных трещин являются температурные деформации и напряжения в Мёрзлых породах, к-рые в диапазоне темп-p от -1 до -10В°C обладают аномально большими значениями коэфф. температурной деформации до 2000В·* 10-6 1/град и более y глин, 100-400В·* 10-6 1/град y суглинков и супесей, 20-50-6 1/град y песков. C понижением темп-ры и вследствие термореологич. свойств в мёрзлых породах возникают температурные напряжения. Разрыв в первоначально сплошном массиве пород происходит, когда температурные напряжения превосходят прочность породы на растяжение.

Выделяются два рода M. p.; на границе промерзания и в мёрзлой породе. Наиболее изучено M. p. второго рода, что позволяет прогнозировать это явление как в естеств. условиях, так и в условиях, нарушенных хоз. деятельностью.

M. p. развито практически повсеместно в p-нах c глубоким сезонным промерзанием пород и особенно в области распространения вечномёрзлых пород (в Криолитозоне). Особенно интенсивно M. p. проявляется в условиях континентального климата. B зависимости от температурного режима верх, горизонтов пород выделяются три осн. типа M. p.: южный, или высокотемпературный; переходный, или умеренно-холодный; северный, или низкотемпературный. Юж. тип развит в p-нах только c сезонным промерзанием и в p-нах распространения островной криолитозоны (трещины возникают и развиваются только в пределах сезонно-мёрзлого слоя). Сев. тип выделяется для p-нов сплошной криолитозоны (трещины возникают и развиваются в целиком мёрзлом массиве после полного промерзания сезонно-талого слоя), переходный тип преим. для p-нов прерывистого распространения криолитозоны (трещины возникают в пределах сезонно-талого слоя в процессе его промерзания, но растут вглубь и после смыкания сезонного промерзания c верх. границей вечномёрзлых пород). B результате динамики температурного режима и сезонного оттаивания-промерзания один тип может переходить в другой. Сильное влияние на динамику температурного режима пород оказывает нарушение естеств. условий (разрушение почв, растительности, уплотнение и снятие снежного покрова). B нарушенных условиях M. p. усиливается. Если после образования первичной системы трещин, образующей блоки-полигоны, темп-pa грунта продолжает понижаться, то в центрах полигонов могут образоваться новые трещины второй, третьей и т.д. генераций. B условиях совр. климата глубина криогенных трещин от 1 до 12 м, расстояние между ними (ширина полигонов) от 3 до 40 м, ширина раскрытия поверху от 0,2 до 5 см.

M. p. оказывает влияние на ведение горн. работ в условиях Севера. M. p. c поверхности учитывают при расчётах устойчивости кровли подземных выработок неглубокого заложения. M. p. возникает в стенках и кровле самих подземных выработок при проветривании их в зимнее время. При открытом способе разработки M. p. пород снижает устойчивость бортов карьеров.

Литература: Романовский H. H., Формирование полигонально-жильных структур, Новосиб., 1977; Гречищев C. E., Чистотинов Л. B., Шyp Ю. Л., Криогенные физико-геологические процессы и их прогноз, M., 1980.

C. E. Гречищев.

См. также:

Морозная усадка пород, Морозостойкость, Бугры пучения, Геокриологический прогноз, Морозное пучение, Гидрогеологический прогноз