Горные породы.
Алевролиты. Состоят из обломочных зернышек таких минералов, как кварц, полевой шпат, и других пылеватых частиц диаметром не более 0,05 мм. Как правило, алевролиты слабо сцементированы, комковаты и по внешнему виду напоминают глины. От глин отличаются большим окаменением и меньшей пластичностью. Жгутик, скатанный из разрыхленного и увлажненного алевролита,
7
растрескивается уже при раскатывании. Аналогичный жгутик глины сворачивается легко в калачик. Но могут встречаться и полностью окаменевшие алевролиты. Данная порода встречается в карьерах около Игры и используется для отсыпки дорог.
Песчаник. Вторая распространенная коренная порода Удмуртии. Он состоит из обломочных частиц (песчинок) различного состава - зернышек кварца, полевых шпатов, обломков кремнистых и базальтовых пород, вследствие чего данные песчаники называются полимиктовыми или полиминеральными. Размер песчаных частиц колеблется от 0,05 мм до 1-2 мм. Как правило, песчаники слабо сцементированы, легко разрыхляются и поэтому используются в строительных целях как обычные современные речные пески. В рыхлых песчаниках нередко встречаются линзы известковых песчаников, обломочный материал которых сцементирован кальцитом. Это связано с циркуляцией бикарбоната кальция в подземных водах, циркулировавших по порам песка. Кальцит при этом выделялся как нерастворимый продукт.
Гравелиты и конгломераты. Встречаются реже, чем песчаники и алевролиты. Это крепкие горные породы, состоящие из окатанных (круглых, овальных) или сглаженных обломков бурых мергелей, сцементированных кальцитом. В примеси попадают темные кремни и древние базальты, принесенные пермскими реками с Урала. Размер обломков гравелитов колеблется от 1-2 мм до 10 мм, а в конгломератах от 10 мм до 100 мм и более. Гравелиты и конгломераты сцементированы кальцитом. Подобные горные породы имеются в небольшом количестве в районе с. Кушья и используются для подсыпки дорог.
Глина. Образовалась, как правило, на дне заливов. Состоит из мельчайших частиц кварца, полевого шпата, кремнезема и других горных пород. Глинистые частицы мельче 0,05 мм. Красно-бурого и желто-бурого цвета, иногда встречаются темно-синие и голубовато-серые глины (за п. Факел, в карьере). Часто глина содержит мелоподобные мергели.
Из новейших современных отложений в болотистых местах встречается торф. Известно до 650 месторождений в республике. Значительные залежи торфа имеются и в бассейне р. Лозы. Торф, образованный в низинных болотах из осоки, зеленых мхов, листового опада характеризуется высокой зольностью и низкой калорийностью. Зато ценится как удобрение. Торф верховых болот из сфагновых мхов и кустарников, наоборот, высококалориен и имеет малую зольность и повышенную кислотность.
Тектоническое строение территорий Удмуртии.
Территория Удмуртии расположена в пределах Русской плиты одноименной древней, докембрийской (эпикарельской) платформы. Восточно-Европейская (Русская) платформа входит в состав северной (Лавразийской) группы древних платформ, большинство которых составляют основу материка Евразия. Последняя почти полностью находится в пределах крупнейшей континентальной литосферной плиты – Евразийской (Евразиатской).
Геологический разрез подразделяется на 2 структурных комплекса: фундамент (консолидированная кора) и осадочный чехол.
Фундамент в возрастном отношении разнороден: наиболее древние участки соответствуют беломорскому циклу (1900-2600 млн. лет) развития земной коры (северо-восточнее города Глазов), основные же площади – карельскому циклу (1700 млн. лет). Фундамент разбит разломами на блоки испытывающие медленные дифференцированные движения. Наиболее глубокие участки расположены в северной и юго-восточной частях, образуя крупную грабенообразную структуру – Калтасинский авлакоген (максимальная глубина 8000 м – Сарапульская впадина), а также меньшие грабены – Кокарский и Кильмезский.
Тектоника осадочного чехла тесно связана со строением фундамента: над опущенными участками фундамента в чехле образуются впадина, над поднятыми – свод, над разломами – флексуры и валы. В целом неровности фундамента и чехла положительные и формируют Волго-Уральскую антеклизу. В пределах Удмуртии выделяется 2 структуры I порядка: Татарский свод и Верхнекамская впадина.
На Татарском своде обособляются Нижнекамская зона линейных дислокаций, состоящей из системы параллельных валов и прогибов (крупнейшие их которых Кокарский прогиб, Решетниковско-Нылгинский вал); Северная вершина, состоящая из Немского, Удмуртского и Кукморского выступов, разобщенных грабенами в фундаменте и прогибами в осадочном чехле (Кильмезский), причем Удмуртская и Кукморская структуры являются сквозными.
Верхнекамская впадина является обширной гетерогенной структурой в Удмуртии представленная своими Бородулинско-Фокинской и Вятско-Камской частями, различающиеся наличием и отсутствием соответственно рифейских отложений. Именно здесь (в Сарапульской впадине Бородулинско-Фокинской части) максимальна мощность чехла – 7,5–8 км.
Важнейшее значение имеют структуры IV порядка – валы, т.к. являются ловушками для нефти и газа. В генетическом отношении выделяется 2 типа валов – тектонические, связанные с разломами (Иванаевский и др.), и тектоно-седиментационные, связанные с рифогенно-карбонатными массивами (Киенгопский и др.).
Гидрогеологические условия.
На территории Удмуртии, которая входит в пределы Вятско-Камского артезианского бассейна, встречаются все типы подземных вод: почвенные, грунтовые, межпластовые безнапорные, межпластовые напорные (артезианские), жильные. В свободном гидрологическом разрезе они группируются в 3 зоны: активного водообмена, затрудненного водообмена и сильно затрудненного водообмена. Воды активного воодообмена гидрокарбонатно-кальцево-магнивые. Они являются основным источником водоснабжения. Запасы пресных подземных вод в республики по предварительным данным составляют 1233 кмІ/г. Они находятся в водоносных горизонтах, обьеденившиися в ряд водоносных комплексов. Неоген-четвертичный аллювиальный водоносный комплекс распространен по долинам рек и представлен песками с прослоями супесей, суглинков, гравия и гальки мощностью 2-5 и 30-50м. Воды обычно без напорные, дебит скважин обычно изменяется от 0,1 до 4,2 л/сек. Воды пресные гидрокарбонатного класса кальциево-магниевой группы с минерализацией 0,2-0.8 г/л. Из-за не большой глубины залегания (0,5-2м) и отсутствия водоупорного горизонта они часто подвержены загрязнению. Татарский карбонатно-терригенный водоносный комплекс распространен в северной части республики. Водосодержащими породами являются прослои и линзы песчаников, песков, конгломератов, доломитов, известняков залегающих среди глин, аргиллитов и плотных алевролитов мощностью до 180-200м. Глубина залегания водосодержащих пород изменяется от 12-200м воды безнапорные и напорные дебит скважин составляет от 0.5 до 5,5 л/сек. Минерализация изменяется в пределах от 0,1 до 0,9 г/л. По химическому составу воды гидрокарбонатные-кальциево-натриевые или магниево-кальциевые. Отмечаются очаги загрязнения верхних водоносных горизонтов. Казанский карбонатно-терригенный водоносный комплекс встречается повсеместно.
Водосодержащими породами являются песчаники, с маломощными прослоями конгломерата, и известняки. Воды в этом комплексе напорные, с дебитом скважин от 0,4 до 8,2 л/сек. Минерализация вод составляет 0,3-1 г/л. Воды по химическому составу гидрокарбонатные, магниево-кальциевые, а солоноватые - гидрокарбонатно-сульфатные, магниево-кальциевые.
Солоноватые и соленые воды с минерализацией от 1 до 25 г/л относятся к зоне с затрудненным водообменном, мощность которой может достигать первые сотни метров. В пределах этой зоны располагается Уфимский сульфатно-карбонатно-террогенный комплекс, с солоноватыми водами (минерализация больше чем 1г/л) По их неглубоком залегании шешминского водоносного горизонта вскрываются воды сульфатного или натриевого типа. Ниже безводных толщ гипсово-ангедритовых и галогенных пород парод кунгурского яруса нижней перми располагается зона затрудненного водообмена, представлена хлоридными рассолами с концентрацией 325 г/л.
Здесь выделяют водоносные комплексы нижнепермских, каменноугольных, девонских и рифейских карбонатно-терригенных отложений. Воды имеют разный состав от слабоминерализованных сульфатно-натриевого состава до концентрированных рассолов хлоридно-натриевого и хлоридно-кальциево-натриевого типов с содержанием йода, брома, стронция и других элементов. Слабоводоносный татарский карбонатно-терригенный комплекс объединяет котельнические и уржумские отложения, слагающие водоразделы современных и древних долин рек.
Комплекс залегает первым от поверхности, реже вторым под аллювиальными четвертичными и плиоценовыми отложениями. Мощность изменяется от 50 до 120 м. Подстилается комплекс слабоводоносными верхнеказанскими отложениями.
Комплекс характеризуется резкой литолого-фациальной изменчивостью и представлен переслаивающимися песчаниками, глинами, алевритами и известняками. Глины составляют 60% всей мощности.
По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные, магниево– кальциевые, сульфатные или смешанные по катионам с минерализацией 0,3– 1,5 г/дм3 . Дебит скважин составляет 2,0-3,0 л/с, удельный дебит – 0,05 -1,4 л/с.
Комплекс получает питание, в основном, за счет инфильтрации атмосферных осадков, на отдельных участках за счет подтока подземных вод верхнеказанского комплекса.
Разгрузка происходит родниками в бортах речных долин и субаквально. Выходы родников отмечены на абсолютных отметках 85-180 м, дебиты их невелики и составляют 0,02-2,0 л/с, реже - 3,0-5,0 л/с. Поток подземных вод направлен от водоразделов к долинам рек.
Данный водоносный комплекс может быть использован для организации местного децентрализованного водоснабжения.
Неблагоприятные явления и процессы в Удмуртии.
Огромное значение для хорошей эксплуатации, долговечности и надежности зданий (сооружений) имеют опасные геологические процессы. Обязательным пунктом в ходе инженерных изысканий является выявление подобных процессов и прогнозирование изменений опасных геологических условий со временем. При наличии данных процессов на участке исследования составляются определенные защитные мероприятия по снижению негативного влияния на здания, сооружения или их полной ликвидации (по возможности).
Опасные геологические процессы представляют собой инженерно-геологические и геологические процессы, в частности гидрометеорологические явления, которые негативно влияют на общее состояние строений и сооружений, а также на жизнедеятельность населения.
Проводя инженерно-геологические изыскания, специалисты чаще всего сталкиваются с наиболее распространенными в России опасными геологическими процессами:
1. Подтопление (фундаментов, котлованов и др.); весенние паводки, талые воды. Интенсивная вырубка лесов привела к ускоренному таянию снега. Это в свою очередь привело к сроку питания подземных вод и увеличению объемов воды в половодье и вызываемое наводнения. Подтопление является следствием и техногенных процессов, и естественных (природных). Данный процесс возможен в результате какого-либо нарушения водного режима, а также общего баланса местности за конкретный расчетный период. В этом случае уровень подземных вод существенно повышается и достигает критических отметок, характерных для определенного типа территории (в частности, для функционального назначения строения).
К основным причинам подтопления фундаментов и котлованов относятся:
- укладка асфальта на застроенных территориях
- утечка водоносных коммуникаций (аварийные ситуации);
- отсутствие специальной системы поверхностного стока воды, а также ливневой канализации;
- уничтожение верхнего слоя грунта при возведении фундаментов зданий (сооружений).
2. Эрозионные процессы. В южных в основном безлесных районах развита овражная эрозия. Доля завороженных земель здесь составляет 41%, при этом объем размытой земли достигает 300тыс.м³ и выносится на пойменные луга и водоемы и вызывая обмеление. Эрозионные процессы представляют собой комплекс негативных процессов, которые приводят к размытию почв (грунта), берегов рек и русел. Данные опасные геологические процессы осуществляются за счет интенсивных водных потоков, которые при этом вызывают гравитационные движения. Это приводит к образованию оврагов и снижению уровня водосборных бассейнов.
Причины эрозии почв. На интенсивность развития эрозионных процессов большое влияние оказывают климат, рельеф, противо- эрозионная устойчивость почв, растительность, хозяйственная деятельность человека и другие факторы.
Климат оказывает влияние на развитие эрозионных процессов в результате колебания температур, количества и интенсивности выпадающих осадков, силы ветра. От температуры зависят глубина промерзания почвы, интенсивность таяния снега и оттаивания почвы, сток талых вод, впитывание их в почву. Если постоянный снежный покров устанавливается на не промерзшей почве, то в процессе его таяния весной вода хорошо впитывается в почву и отсутствуют сток воды, смыв и размыв почвы. Если со склонов зимой снег сносится ветром, то почва оголяется, глубоко промерзает и талые воды мало впитываются, наблюдаются большой сток воды и разрушение почвы.
4. Склоновые процессы - процессы преобразования склонов совместным действием денудации и аккумуляции. Рыхлые частицы или целые блоки горных пород смещаются вниз под действием различных сил и аккумулируются в нижних частях склонов и у подножия, или этот материал уносится рекой, волнами и др.
Характер склоновых процессов зависит от пород, которыми сложен склон, от его крутизны, от климатических условий и т.д. Если подножие склона не подмывается рекой или морем, то под действием склоновых процессов склон становится более пологим.
На склонах важнейшим фактором, вызывающим перемещение продуктов выветривания и разрушение склонов, является сила тяжести. Однако в зависимости от высоты и крутизны склонов, а также от степени и характера воздействия воды гравитационные силы вызывают возникновение целого ряда процессов. Этот ряд включает собственно гравитационные процессы (обваливание и осыпание), в которых действие силы тяжести проявляется в наиболее чистом виде; водно-гравитационные процессы (оползание и солифлюкция), когда увлажнение горных пород становится обязательным фактором при решающей роли силы тяжести, и водно-склоновые процессы (плоскостной смыв и склоновая эрозия), которые осуществляются деятельностью текучих вод, лишь подчиненных действию силы тяжести. В аридных областях в разрушении склонов важную роль играет ветровой процесс. По данным Минприроды Удмуртии, в 2012 году в республике вероятно возникновение ЧС в результате обрушения правого берега р. Кама с находящимися на нем жилыми домами в д. Докша Завьяловского района. Об этом упоминается в прогнозном плане, опубликованном на сайте МЧС по УР. Кроме того, министерство отмечает, что в этом году ЧС, связанные с оползневыми и обвально-осыпными процессами, возможны в северо-восточных и центральных районах Удмуртской Республики (Балезинский, Завьяловский и Кизнерский районы) – оползни, обвалы, эрозия овражная. Также, вероятно обрушение левого берега р.Вятка в районе с.Крым-Слудка Кизнерского района. Вместе с тем, специалисты отмечают, что данные явления происходят крайне редко и вероятность возникновения экзогенных источников ЧС маловероятна.
5. Просадочные явления. Просадки, уплотнение грунта, находящегося под действием внешней нагрузки или только собственного веса. Происходит при искусственном замачивании (в лёссе и лёссовидных отложениях), оттаивании (термические просадки в мёрзлых грунтах), динамических воздействиях (вибрационные просадки. Просадки могут вызывать образование трещин на поверхности и в массиве грунта. Если фильтрация влаги в просадочных при замачивании грунтах происходит после просадочных явлений, то возможна послепросадочная деформация грунта за счёт выщелачивания из него водорастворимых соединений. Причины просадочных явлений (в лёссе и лёссовидных отложениях) - недоуплотнённое состояние грунта с теряющими прочность при замачивании связями частиц. При данной влажности грунта каждой величине давления отвечает определённая его пористость, уменьшающаяся с возрастанием давления. Между частичные связи в грунте могут задержать его уплотнение, несмотря на увеличение (под влиянием веса новых отложений или построенных сооружений) давления, благодаря чему создаётся несоответствие пористости давлению – недоуплотнённое состояние. При снижении прочности связей частиц грунта (например, при замачивании лёсса в результате утечек из водопроводной сети или при повышении уровня грунтовых вод вблизи водохранилищ) возникают просадочные явления.
Опасные геологические явления могут принести проектируемому зданию (сооружению) не только негативные последствия, но и при максимальном их проявлении – полное разрушение. Очень важно своевременно спрогнозировать возможность появления на участке исследования подобных процессов и провести ряд защитных мероприятий по их предотвращению.
Болота – это избыточно увлажненные участки земной поверхности, покрытые болотной растительностью.
Природные болота подразделяются на верховые и низинные. Верховые образуются на возвышенных равнинах, где в котловинах скапливается вода. Источник питания – атмосферные осадки.
|
Низинные болота образуются в низменных участках – в поймах рек, балочных долинах и т.д. Основное питание – получают за счет грунтовых вод.
Болотные отложения представлены торфом – очень сжимаемым грунтом.
Для строительства на болотах применяют песчаные подушки, сваи и т.д.
Нетипичная проблема строительства – образование болотного газа при разложении растений. Он может скапливаться в подвалах и создавать возможность взрыва.
Заболачивание может быть не только природным процессом, но и искусственным.
Типичный признак – заросли камыша. В городе из-за подъема уровня грунтовых вод также много заболоченных массивов – замытые овраги в г.Ижевске по ул.Родниковая, вдоль реки Карлутка, по ул.Буммашевская.
Плывунами называется насыщенный водой грунт, который при вскрытии его приобретает свойства текучего тела. Такими свойствами могут обладать пески, глинистые пески, супеси, т.е. плывуны – это не какой-то определенный тип грунта, а его особое состояние при насыщении водой.
Плывуны осложняют проходку котлованов, горных выработок, ведение строительных работ, из-за того, что происходит заиливание этих выемок.
Очень часто плывуны приходят в движение от вибрации.