4. 1. Процессы выветривания.

Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава горных пород, происходящие под воз­действием различных агентов, действующих на поверхности Земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, химическое воздействие воды, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т.д.

Главной особенностью выветривания является постепенное и посто­янное разрушение верхних слоев литосферы. В результате этого процесса горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минераль­ный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.

Наиболее сильно выветривание проявляется у поверхности Земли, куда облегчен доступ агентам выветривания. С глубиной процесс вывет­ривания постепенно ослабевает и затухает. Глубина проникновения в толщу Земли агентов выветривания зависит от многих факторов: степени трещиноватости пород, раскрытия и глубины трещин, инженерная деятель­ность человека. Область активного современного выветривания достига­ет глубины 5-10 м.

Интенсивность выветривания в существенной мере зависит от соста­ва пород. Разрушению способствуют разнозернистость и крупнозернистость пород, качество природного цемента. Например, песчаник с глинистым цементом разрушается значительно легче и быстрее, чем песчаник с кремнеземистым цементом.

Процесс выветривания протекает при одновременном участии многих агентов, но роль их при этом далеко неодинакова. По интенсивности воздействия тех или иных агентов выветривания и характеру изменения горных пород принято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое (органическое).

Физическое выветривание выражается преимущественно в механи-ческом дроблении пород без существенного изменения их мине­рального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переноси­мых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которое воз­никает в процессе роста корней растений и т.д. Физическое выветрива­ние преобладает в местностях с сухим резко континентальным (пусты­ни) или холодным климатом (горные районы, арктический пояс). Типичным примером являются пустыни Средней Азии и северные террито­рии нашей страны.

Химическое выветривание выражается в разрушении гор­ных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее актив­ными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты. Интенсивность химического вывет­ривания зависит от площади воздействия воды и растворов, их темпера­туры, а также от степени устойчивости минералов в отношении агентов выветривания.

Биологическое (органическое) выветривание проявля­ется в разруше-нии горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере под­вергаются воздействию органических кислот. Механическое разрушение производят растения своей корневой системой. Корни деревьев способны расщеплять даже прочные скальные породы.

Многие живые организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы. На выветривание горных пород большое влияние оказывают многочисленные бактерии.

Растения и животные, особенно микроорганизмы и низшие растения выделяют различные кислоты и соки, которые в свою очередь весьма активно взаимодействуют с минералами горных пород, разрушают их, формируют минеральные новообразования.

Действие биологического выветривания повсеместно. Ему принадле­жит ведущая роль в образовании почв.

При проектировании зданий и сооружений на элювии или коре выветривания, сильно ослабленные породы вырезают или упрочняют, уплот­няя, цементируя их и т.д. Элювий неоднородного строения и состава, в котором по простиранию и глубине разреза часто чередуются участ­ки глинистого (суглинистого) и дресвяно-песчаного материала, не ре­комендуется укладывать в тело земляных сооружений во избежание создания очагов скопления влаги в песке и дресве среди не пропус­кающего воду глинистого материала.