Вопрос 59. Инженерная геодинамика. Объект, задачи и содержание.

Раздел инженерной геологии, в котором рассматриваются геологические процессы и инженерно-геологические явления с точки зрения их влияния на строительство и эксплуатацию сооружений, называется инженерной геодинамикой.

Природные геологические процессы являются результатом геологической деятельности воды, ветра, организмов и т.д. Проявляются они в верхней части земной коры и могут оказывать то или иное влияние на инженерные сооружения.

Другие геологические процессы, возникновение и проявление которых связано с инженерной деятельностью человека, принято называть инженерно-геологическими явлениями.

На условия строительства и эксплуатации сооружений большое влияние оказывают геологические процессы: разрушительные действия поверхностных и подземных вод, оползни, обвалы, сели, карстовые деформации, мерзлотно-динамические явления в районах развития «вечной» (многолетней) мерзлоты.

Определенное влияние на строительные сооружения могут оказывать инженерно-геологические явления: различные виды деформаций горных пород в основаниях сооружений.

Основными задачами инженерной геодинамики следует считать:

1. изучение современных геологических процессов с целью определения их влияния на устойчивость, надежность и долговечность соору­жений;

2. прогноз изменений геодинамической обстановки в районе производства строительных работ;

3. обоснование защитных мероприятий по предотвращению разрушения инженерных сооружений.

Эти задачи решаются на основе комплексных исследований с использованием аналитических методов, лабораторных испытаний и системати­ческих натурных наблюдений. Для оперативного контроля состояния обширных территорий эффективно дистанционное зондирование с привле­чением аэрокосмических методов.

Вопрос 60. Экзогенные геологические процессы

Экзогенные геологические процессы являются результатом воздействия атмосферы и гидросферы на земную кору и охватывают ее поверхностные части. По своей направленности эти процессы подразделяются на денудационные и аккумулятивные, которые связаны между собой (как например, связаны явления смыва, размыва и оврагообразования с процессами накопления делювия, овражного аллювия, отложений конуса-выноса и т.д.). Они возникают в результате геологической работы подземных вод, поверхностных вод и атмосферы. Одни из них обязав своим развитием поверхностным водам (явления смыва, размыва, образования оврагов), другие - подземным водам (карст, фильтраци разрушение горных пород), третьи – атмосфере (ветровая коррозия горных пород, процессы развевания и навевания, движущиеся пески). Кроме того имеются такие экзогенные геологические процессы, которые обязаны как поверхностным, так и подземным водам (оползни) или подземным водам и атмосфере (выветривание горных пород).

Вопрос 61. Геологические процессы, связанные с поверхностным стоком

Процессы смыва, размыва и оврагообразования. При смыве происходит снос поверхностных образований мельчайшими струйками и ручей­ками талой или дождевой воды. Данный процесс называется делювиальной или плоскостной эрозией. Однако он легко переходит в струйчатую или ручейковую эро­зию, т.е. в размыв ручейками. В результате размыва на поверхности склона возникают рытвины или про­моины, в дальней­шем перерастаю­щие в овраги, ко­торые являются типичным приме­ром линейной эро­зии.

Уровень выхода оврага в основании склона называют базисом эрозии С выработкой профиля равновесия, которым завершается размыв дна оврага, наступает фаза накопления овражного аллювия в днище оврага, постепенного выполаживания бортов его путем обвалов и осыпания. Данный процесс заканчивается задерновкой бортов оврага. Овраг постепенно превращается в балку. Оврагообразование наносит большой ущерб народному хозяйству.

Процессы смыва протекают значительно медленнее, чем процессы размыва и оврагообразования. Они формируют делювиальный покров в нижних частях склонов и тем самым выполаживают склон.

Интенсивность смыва зависит от характера пород, уклона поверхности и наличия или отсутствия растительного покрова. Наиболее легко смываются и размываются супесчаные лессовидные породы. С повыше­нием содержания глинистой фракции, увеличением плотности размывае-мость снижается.

Борьба с оврагообразованием. В начальной стадии развития производится выравнивание промоин, рытвин, восстановление растительного покрова и организация ливнестоков. В следующей стадии развития оврагов прибегают к устройству укрепленных запруд - перепадов, с целью приоста­новления данного размыва. В третьей стадии продольный профиль дна оврага выравнивается, и поэтому донный размыв прекращается. При этом усиливается боковой размыв. Защита склонов от разрушения осущест­вляется путем устройства плетней, древесных насаждений. Четвертая стадия характеризуется затуханием эрозионных процессов на склоне. На этой стадии следует избегать нарушения естественной устойчивости склона и бортов балок.

Селевые потоки. Сели, иначе горные каменно-грязевые потоки, возникают во время сильных ливней или сильного снеготаяния на вершинах гор. Бурный поток захватывает рыхлые продукты выветривания горных пород, скатывается вниз на предгорную равнину и образует пролювий.

Основным условием возникновения селей является:

1. значительный уклон русел;

2. развитие в верховьях русел глинистых и других пород, нестойких к физ выветриванию;

3. выпадение большого количества осадков.

Вследствие стремительного движения, высокой плотности селевой массы и содержания крупнообломочного материала сели обладают огромной разрушительной силой.

Борьба с селевыми потоками сложна. Это сохранение и восствновление растительности в области питания селевого потока; устойство каменных или хворостяных запруд.

Для предохранения от разрушения дорог устраивают бетонные лотки по которым сель сбрасывается выше или ниже дороги, дамбы

Размыв русла и подмыв берегов с образованием осыпей и обвалов. Явление размыва русел и подмыва берегов происходит под воздействием водотоков. В условиях вихревого перемещения потокам и подвижности наносов русла создаются условия для искривления динами­ческой оси потока. Появляются изгибы береговой линии потока с образованием плесов и перекатов. В местах поворота динамической оси вода устремляется к вогнутому берегу и подмывает его. На противоположном берегу происходит накопление наносов. Данным процессом можно управлять с помощью специальных сооружений (дамб и бун). Интенсивно подмываемые крутые и отвесные берега рек часто разрушаются с обра­зованием обвалов и осыпей. Они часто сопровождаются интенсивным смывом, размывом, оврагообразованием, а иногда оползнями.

Смещение отделившихся в результате выветривания мелких обломков и зерен горных пород называется осыпанием. В результате у подножья склона накапливается осыпь. В горных районах осыпи нередко имеют глыбовый состав (их называют карумами).