Нижняя часть отложений второй надпойменной террасы сложена гравийно-песчаным материалом фации размыва, реже - разнозернистым песком. Гравий, галька и песок местами с содержанием глинистых частиц. Мощность нижней части отложений второй надпойменной террасы изменяется от 2 до 3 м. Общая мощность верхнечетвертичных аллювиальных отложений составляет 15-25 м.
Следует отметить, что характерной особенностью покровных связных грунтов второй и третьей надпойменной террас, где расположена жилая застройка, является их лессовидный облик с характерной вертикальной трещиноватостью и макропористостью, обуславливающими фильтрационную анизотропию указанных грунтов в вертикальном и горизонтальном направлениях. Это, в свою очередь, способствует формированию в пределах территорий, сложенных лессовидными суглинками, горизонтов грунтовых вод и развитию процессов подтопления вследствие недостаточно высокой скорости инфильтрации влаги по вертикали и ее перетока по горизонтали.
Современные аллювиальные отложения, слагающие пойму р. Мензели, распространены в зоне затопления Нижнекамского водохранилища, в южной части рассматриваемой территории. Подошва их расположена на абсолютных отметках 48-50 м. Отложения поймы представлены суглинками и супесями от буровато-коричневых до темно-серых, иловатых с растительными остатками и глинистыми песками с гравием до 5%. Мощность их составляет 7-13 м (Водохранилище Нижнекамской ГЭС…, 2004).
Сводный геолого-литологический разрез территории г. Мензелинска представлен в таблице 1 (Защита территории г. Мензелинска …, 1994).
Таблица 1
Геолого-литологическое строение территории г. Мензелинска
Геологический возраст | № ИГЭ | Описание грунтов | Мощность, м | |
от | до | |||
НС | Насыпь из суглинистого и глинистого грунта темно-бурая, до черной, со щебнем и обломками кирпича до 10-35%, слежавшаяся | 0,4 | 3,5 | |
1 | Почвенно-растительный слой суглинистый, с корнями растений | 0,7 | 1,5 | |
2 | Суглинок коричневый, известковистый, с пятнами ожелезнения, полутвердый | 1,3 | 2,1 | |
-«- | 3 | Суглинок коричневый, слабоизвестковистый, с пятнами ожелезнения, с маломощными (сантиметровыми) прослоями песка, тугопластичный | 0,4 | 11,6 |
-«- | 4 | Суглинок коричневый, мягкопластичный, с маломощными линзами и прослоями песка мелкого | 1,2 | 10,8 |
-«- | 5 | Глина коричневая, коричневато-бурая, с пятнами ожелезнения, полутвердая, твердая, с тонкими прослоями и линзами песка мелкого | 1,5 | 4,5 |
-«- | 6 | Глина коричневая, слабоожелезненная, с единичным включением дресвы, тугопластичная | 4,0 | |
7 | Глина серовато-бурая, коричневая, красновато- коричневая твердая, с дресвой и щебнем карбонатовых пород до 10-30%, с прослоями песчаника мелкозернистого и алевролита светло-серого | 2,0 | 9,2 |
2.3. Физико-механические свойства грунтов
Физико-механические свойства грунтов территории г. Мензелинска описаны по фондовым материалам различных проектных организаций.
На исследуемой территории были изучены отложения белебеевской свиты верхнеказанского подъяруса пермской системы, неогеновые отложения, четвертичные аллювиальные и перигляциальные отложения.
Отложения белебеевской свиты верхней перми представлены глинами, песчаниками с маломощными прослоями аргиллитов и алевролитов. Глины до глубины 20-25 м выветрелые, разуплотненные, имеют однородную влажность W=0,29, высокую пористость е=0,93 и низкую плотность сухого грунта p=1,44 г/см3. Консистенция глин, как правило, полутвердая (J=0,14). Нормативные значения прочностных показателей по разуплотненной зоне казанских глин составляют tg j=0,32 и с=0,23 кгс/см2. Эти же и ниже зоны разуплотнения имеют плотность сухого грунта 1,67 г/см3, водонасыщение 1,00 и полутвердую консистенцию (J=0,19).
Песчаники казанского яруса полностью водонасыщенны (S=1,00), имеют природную влажность W=0,24, плотность сухого грунта p=1,64 г/см3. Сопротивление одноосному сжатию составляет 200 кгс/см2. Аргиллиты и алевролиты из-за мощности прослоев опробованы не были.
Неогеновые отложения имеют широкий разброс свойств, что обусловлено неоднородностью состава данных отложений, сложенных глинами с прослоями песков. Природная влажность (W) неогеновых глин достигает 0,43 при плотности сухого грунта 1,17-1,69 г/см3. Глины, как правило, имеют полное водонасыщение (S=1,00). Все глинистые разности неогеновых отложений по показателю текучести (J=0,14) относятся к полутвердым. Прочностные показатели изменяются в широких пределах при средних значениях коэффициента внутреннего трения tg j=0,25 и удельного сцепления с=0,53 кгс/см2.
Современные четвертичные аллювиальные отложения поймы р. Мензели представлены в верхней части мягко- и текучепластичными глинами и суглинками с естественной влажностью W=0,32-0,34 и плотностью грунта p=1,35-1,40 г/см3. Коэффициент пористости этих отложений составляет более 0,9. Нормативные прочностные показатели глин и суглинков современного аллювия составляют tg j=0,25 и с=0,25 кгс/см2.
Отложения второй надпойменной террасы в зоне городской застройки представлены глинами, суглинками и супесями. Глины от полутвердых до мягкопластичных (J=0,15-0,52) с природной влажностью (W), достигающей 0,47, и коэффициентом пористости е=1,231. Пределы значений удельного сцепления изменяются от 0,23 до 0,35 кгс/см2, а коэффициента внутреннего трения – от 0,18 до 0,25 при средних значениях tg j=0,22 и с=0,29 кгс/см2.
Суглинки характеризуются значительными разбросами значений физических свойств и, как следствие, нормативных прочностных показателей: tg j=0,15-0,49 и с=0,05-0,58 кгс/см2 при средних значениях tg j=0,32 и с=0,32 кгс/см2.
Супеси твердые, с природной влажностью W=0,11-0,27 и плотностью сухого грунта р=1,55-1,64 г/см3. По немногочисленным опытам на срез значение нормативных прочностных показателей составляет tg j=0,05 и с=0,075 кгс/см2.
Среднечетвертичные перигляциальные отложения представлены макропористыми лессовидными глинами, суглинками и супесями с широким диапазоном изменения свойств грунтов. Глины имеют естественную влажность W=0,16-0,42 и плотность сухого грунта р=1,25-1,62 г/см3, коэффициент пористости изменяется от 0,694 до 1,213. Глины от твердых до тугопластичных. Значение коэффициента внутреннего трения варьирует в пределах от 0,13 до 0,55, а удельного сцепления – от 0,10 до 0,57 кгс/см2 при средних значениях tg j= 0,38 и с=0,22 кгс/см2.
Природная влажность (W) суглинков изменяется от 0,12 до 0,32, плотность сухого грунта (р) составляет 1,39-1,75 г/см3, коэффициент пористости – 0,534-0,950. Суглинки от твердых до мягкопластичных. Нормативные прочностные показатели составляют tg j=0,23-0,50 и с=0,20-0,34 кгс/см2 (средние tg j=0,34 и с=0,23 кгс/см2). Супеси от твердых до пластичных, с природной влажностью 0,07-0,29.
Перигляциальные отложения в силу своего генезиса, низких значений плотности и высокой пористости представляют собой просадочные, неуплотненные и засоленные грунты.
В составе нижне-среднечетвертичных аллювиальных отложений были исследованы глины, суглинки, пески и гравийно-галечные грунты. Глины полутвердые (J=0,23), с природной влажностью W=0,31 и плотностью сухого грунта р=1,49 г/см3, полностью водонасыщенны. Суглинки отличаются более высоким показателем текучести J=0,29 (тугопластичная консистенция). Для суглинков значения нормативных показателей сопротивления срезу составили tg j=0,20 и с=0,43 кгс/см2. Пески по гранулометрическому составу относятся к пылеватым (Водохранилище Нижнекамской ГЭС…, 2004).
В основе природы подземных толчков, проявляющихся на территории Республики Татарстан, лежат современные тектонические процессы, происходящие в земной коре и верхней мантии. Однако, по мнению большинства специалистов, “спусковым крючком” в процессе их активизации, бесспорно, является техногенный фактор (закачка вод для поддержания пластового давления нефте-газодобывающими управлениями, создание Нижнекамского водохранилища и т.д.).