27. Денудационные процессы. Геологическая работа ветра. Формы рельефа. Виды отложений. Лессы.

Денудация — совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление. Процессы, которые приводят к четвертичным отложениям, образующимся в кайнозое Q, T.

Рельеф - это совокупность всех форм земной поврхности. Тектонические формы рельефа (горные хребты, равнины, морские понижения, основной постоянный облик); эрозионные (речные овраги, долины), аккумулятивные (речные терассы, дюны, барханы) - меньшие размеры и непостоянные. Анторопогенные формы - котловины, курганы, овраги. Геологическая работа ветра - это изменение поверхности земли под влиянием движущихся воздушных масс. Явления, связанные с деятельностью ветра, носят название эоловых процессов. Отложения, образовавшиеся при помощи ветра, называются эоловыми (eoQ). Особенно велика геологическая деятельность ветра в областях континентального климата (резкие суточные изменения температуры, большое испарение, слабое развитие или отсутствие растительного покрова), в области пустынь, обширные, непокрытые растительностью вершины гор и морские побережья. Работа ветра состоит из: 1) разрушение или дефляция = развевание: площадная и локальная, корразия = обтачивание; 2) перенос материала;

3) отложение или аккумуляция (eoQ подвижные и закрепленные).

Виды эоловых отложений - эоловые пески и эоловые лёссы. Эоловые пески хорошо отсортированны, окатанны и имеют матовую поверхность зерен. Эоловый лёсс - это особый генетический тип континентальных отложений, который образуется при накоплении взвешенных пылеватых частиц, выносимых ветром за пределы пустынь. Лессовые породы это суглинки, реже - супеси. Они могут сохранять вертикальные откосы в сухом состоянии, быстро размокают в воде, высокая пылеватесть, невысокая природная влажность, пористые, высокая карбонатность, засоление, могут проседать, малая гидрофильность.

Борьба с ветром: Фитометоды, щиты.

27. Геологическая работа болот. Виды болот и болотных отложений. Зольность и степень разложения торфа. Полевое определение прочности торфа.

Работа: Увлажняют местность, накапливают торф (отложения - hQ). Торф - молодая гп, состоящая из неполностью перегнивших остатков растительности, образуется при интенсивном увлажнении и недостатке O₂.

Болота: Верховые, низинные, переходные. Верховые - вид болот, питание которых осуществляется атмосферными осадками. Низинные: болота в местах старицы, питается речной водой.

Торф: верхний и нижний, отличие в зольности: z=(m_золы/m_{сухой навески торфа})*100% Больше у низинных.

Степень разложения: Ddр = mбесструктурной части (гумус)/mсухой навески торфа Торф = гумус+волокна.

Степень определяется микроскопом или раскручиванием на центриметре. Чем меньше крутящий момент, тем хуже торф.

Прочностные характеристики торфа, опр. на поле: сдвигомером, пинетрометром. r (сопротивление вращ. срезу) = M(H*м)/В(м²)

27. Геологическая работа ледников. Формы ледникового рельефа. Морена. Ледники – движущиеся массы льда, возникающие на суше в результате накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков (gQ). Типы: материковые (покровные) – 98%, горные – 1,5%. Разрушительная деятельность ледников называется экзарацией. Экзарация – это механический отрыв глыб от ледникового ложа и разрушение ложа вмёрзшими в движущийся лёд обломками ГП. Вероятно, движение ледника сопровождается подлёдным морозным выветриванием коренных пород ложа. Морена – скопления обломочного материала, переносимого или отложенного ледников, или сочетание глин (супесь, суглинок) ГП в полутвёрдой, пластической консистенции, обогащённых магматическими породами. Соответственно, различают движущиеся и отложенные морены. К движущимся моренам относятся поверхностные, внутренние и донные. Поверхностные морены, в свою очередь, разделяется на боковые и срединные. При рассмотрении форм рельефа, связанных с деятельностью ледников, целесообразно разделить их на 2 вида: 1) Формы рельефа коренных пород, подвергшихся воздействию ледников; 2) Формы рельефа отложенных морен и флювиогляциальных накоплений fgQ (неслоистые, сухие, разнозернистые).

28. Геологическая работа ледниковых рек. Формы реечно-ледникового рельефа. Флювиогляциальные отложения. lgQ – озерно-ледниковые отложения (лимногляционные). Это донные осадки озёрных бассейнов, образованные талыми ледниковыми водами у края ледника или среди полей мёртвого льда. С их деятельностью связано формирование оз и кам – дельты ледниковых рек (Озы – гряды в форме узких извилистых гребнеобразных валов. Камы – крутосклонные холмы с пологими вершинами, образованные ледниковыми отложениями.) Состоят из слоистых отсортированных песков, супесей, суглинков с примесью гравия и прослоев глины, отложенных проточными талыми ледниковыми водами. Флювиогляциальные отложения – осадки, отложенные потоками талых ледниковых вод; представлены косослоистыми песками с валунами, галькой и гравием, супесями, реже суглинками.

29. Геологическая работа атмосферных вод. Абразия и эрозия. Оврагообразование. Борьба с эрозией. Наибольшую геологическую работу совершает текучая вода, которая разрушает ГП, переносит и откладывает ГП. Разрушительная работа – эрозия (глубинный размыв), абразия -процесс равномерного смывания с поверхности частиц (поверхностная эрозия). Образуют элювиальные eQ и делювиальные dQ отложения. На склонах рельефа возникает струйчатая эрозия, которая образует вытянутые понижения рельефа – овраги. Наиболее интенсивно в расчленённом рельефе, сухом климате, где осадки редкие, но сильные. Часто в лессовых отложениях. Борьба с эрозией – запрет на распашку склонов, создание канав, ориентированных вниз по склону, нельзя нарушать дёрн. Мероприятия – гидротех сооружения (распыление стока, предотвращение размыва), засыпка оврагов, их залужение, подсыпка откосов на склонах, высадка лесополосы.

30. Понятия элювия и делювия. Строительная оценка. Элювий – породы, изменившие свои свойства, но оставшиеся на своём месте возникновения. Элювий развит в осадочных, скальных ГП, в гипсах и известняках. Делювий - скопление рыхлых продуктов выветривания горных пород у подножия и у нижних частей возвышенностей, изменившее свои свойства и переместившееся с места возникновения. Представляет собой несортированный материал. Мощность делювия возрастает к основанию склонов. Они часто служат основанием, но способны сползать вниз по склонам (особенно глинистый делювий).

31. Геологическая работа рек. Строение речной долины. Виды речных террас. Реки передвигают грунт, камни и другие породы, истирают их камнями и мелкими осколками, которые вода подбирает на своём пути. Реки растворяют ГП, усиливают абразивный эффект и т.п. Речная долина – отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа с однообразным падением. Образуется обычно в результате эрозионной деятельности текучей воды. Речная вода, смывая берега и подошву, образует речную долину. Реки характеризуются гидравлическим градиентом, расходом воды, площадью сечения потока. Для классификации долин используются форма её поперечного сечения, ширина днища, крутизна бортов и характер речных отложений. По этим признакам выделяются следующие морфологические типы речных долин: Треугольные (типа V), параболические (типа U), трапециевидные, желобовидные. Выделают следующие основные элементы долины: склоны – участки земной поверхности, ограничивающие долину с боков дно или ложе – самая низкая и относительно ровная часть долины, заключённая между подошвами склонов подошва склонов – линия сопряжения склонов с дном долины бровка – место сопряжения склонов долин с поверхностью прилегающей местности террасы – горизонтальные площадки, располагающиеся на различной высоте над современным дном долины пойма – часть долины, затопленная при половодье Виды террас – аккумулятивные, эрозионные и цокольные. Аккумулятивные (террасы накопления) – те, при которых мощность слагающего её аллювия больше относительной высоты террасы над уровнем реки, т.е. когда весь её обрыв сложен накопленным рекой аллювием. Эрозионные (террасы размыва) – террасы, практически нацело сложенные коренными породами, на которых располагается лишь очень тонкий слой аллювия. Такие терассы представляют собой как бы ступени, целиком вырезанные в коренных породах речной эрозией. Цокольные – те террасы, в которых много аллювия, а коренные породы обнажаются только в нижней части бортов долины.

32. Виды речной эрозии. Базис эрозии. Борьба с речной эрозией на примере сооружений в составе мостового перехода. Аллювиальные отложения и их свойства. Выделяют два типа эрозии: 1) донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину; 2) боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины. Соотношение донной и боковой эрозии изменяется на разных стадиях развития долины реки. В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии - уровню бассейна, куда она впадает. Базис эрозии определяет развитие всей речной системы - главной реки с ее притоками разных порядков. Речные отложения называют аллювиальными aQ. Большая их часть скапливается на русле и на поймах. Состав отражает скорость потока. Здесь: глыбы, валуны, галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы, органический материал. Их делят на: дельтовые (песчано-глинистые), русловые (русловой аллювий), пойменные (откладываются в паводок, это суглинки, глины, мелкозернистые пески), старичные (илы, илистые пески, форма их залегания - линза). Древний аллювий в виде суглинков и глин - хорошее основание, но может, как лесс, проседать.

33. Геологическая работа селей. Пролювиальные отложения. Защита сооружений от селей. Селевые потоки - кратковременные водогрязевые потоки, перегруженные грязекаменным материалом, возникающие при выпадении обильных дождей или интенсивном таянии снега в предгорных и горных районах, в бассейнах небольших рек. prQ - пролювиальные отложения - рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей (гор). Св-ва пролювия = св-ва делювия. Селеспуски – устраиваются в гористой местности для пропуска грязекаменных потоков (селей) с гор. На косогорах, в местах, угрожающих обвалами горных пород сооружают галереи. Защита сооружений от селей - Наиболее эффективные противоселевые меры:

• Использование противоселевых систем (сетей и барьеров), останавливающих селевой поток и удерживающих каменный материал

• Берегоукрепительные подпорные стены, предупреждающие размыв и защищающие здания от селевых ударов. В этом случае очень эффективно применение габионных конструкций

• Направляющие дамбы, способствующие направлению потока и ослабляющие его действие

• Устройство селехранилищ

(картинки чисто для понимания)

27. Геологическая работа морей. Понятия литорали, батиали и абиссали. Различия в видах морских отложений. Морская береговая абразия. Коррекция береговой деятельности моря. Геологическая деятельность моря складывается из трех составляющих: разрушения горных пород берега и дна моря; переноса продуктов разрушения и отложения морских осадков в разных частях морского бассейна. Абиссаль - пространство морского дна (ложа) на глубинах свыше 2000 м, соответствующее ложу океана с относительно малой подвижностью воды, постоянной температурой (ниже 2 град.С) и характерным отсутствием света. В абиссали жизнь представлена микроорганизмами. Батиаль - пространство морского дна, охватывающее глубины континентального склона. Батиаль - расположена между литоралью и абиссалью; характеризуется слабой освещенностью, незначительными колебаниями температуры и солености воды; отличается разреженностью жизни. Литораль - пограничная полоса между сушей и морем, регулярно затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе. Литораль представляет собой зону морского дна, расположенную между уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива. В литорали представлены все типы царства животных. Терригенные отложения - обломочные осадки и обломочные горные породы, состоящие из снесённых с обломков суши горных пород и минеральных зёрен. Грубообломочная масса ----пески -- глинистый материал (по мере удаления от берега) Глубоководные имеют более выдержанный состав, значительную мощность, однородность, однотипные свойства. Морские отложения: илы, заторфованные грунты, пески, галечники – у всех низкая несущая способность. Абразия - разрушительная работа моря. Она бывает механической, химической и термической. Механическая абразия – это разрушение пород, слагающих берега под действием ударов волн прибоя и обломков пород, переносимых волнами и прибоем. Химическая абразия – разрушение пород в результате растворения их морской водой. Термическая абразия – разрушение берегов, сложенных мерзлыми породами, или льдом, в результате отепляющего действия морской воды. Корректировка береговой деятельности моря: пассивный способ (волноотбойные стенки); увеличение пляжа бунами и волноломами.

28. Виды озер. Геологическая работа озер. Виды озер: тектонические (образуются путём заполнения трещин в земной коре, Байкал), ледниковые, карстовые, завально-запрудные, кратерные, плотинные, эрозионные(в котловинах размыва), сточные (бессточные), искусственные. Работа - в абразивной деятельности волн, нагоняемых ветром, которыми могут размываться берега.

Так создаются абразионные террасы (коренные берега), аккумулятивные (озерными осадками). Органогенные осадки в максимальном объеме формируются на прибрежном мелководье пресных озер, где наиболее активно развивается и отмирает высшая водная растительность, давая начало накоплению торфа. В результате гибели живности на дне образуются органические илы, а при смешении органических останков с глинистыми частицами – органоминеральные илы. Благодаря деятельности анаэробных бактерий названные илы битуминизируются и превращаются в специфический озерный осадок – сапропель. Сапропель – жирный ил пресных озер, содержащий не менее 15 % органического вещества. Течет при вибрации.

27. Геологическая работа силы тяжести. Осыпи. Оползневые явления. ГП, слагающие склоны, часто находятся в неустойчивом положении. Под действием тяжести они начинают смещаться вниз по склонам рельефа. Осыпи - скатывающиеся вниз обломки растрескивающихся пород. Оползни - скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни возникают в каком-либо участке склона или откоса вследствие нарушения равновесия пород, вызванного: увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами; воздействием сейсмических толчков; строительной и хозяйственной деятельностью, проводимой без учёта геологических условий местности (разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерный полив садов и огородов, расположенных на склонах, и т.п.). Наиболее действенной защитой от оползней является их предупреждение. Из комплекса предупредительных мероприятий следует отметить собирание и отведение поверхностных вод, искусственное преобразование рельефа (в зоне возможного отрыва земли уменьшают нагрузку на склоны), фиксацию склона с помощью свай и строительства подпорных стенок.

28. Особые геологические условия. Сейсмические явления. Виды сейсмических волн. Магнитуда, сейсмическое ускорение, коэффициент сейсмичности, инерционная сила. Опасные факторы при землетрясениях. Сейсмические явления - общее явление, связанное с колебаниями, вызываются техногенными явлениями, сопровождаются обвалами, оползнями, обрушением карстовых пустот. Сейсмическая волна - упругие колебания, распространяющиеся в Земле от очагов землетрясений, взрывов и других источников. Виды волн: объёмные и поверхностные. Объёмные волны бывают продольными и поперечными, поверхностные - Рэлея. Магнитуда (М) - условная величина, характеризующая общую энергию упругих колебаний при землетрясениях и взрывах; относительная энергетическая характеристика очага землетрясения, пропорциональна выделившейся энергии, логарифм отношения максимального смещения частиц грунта (в микрометрах) А1 при данном конкретном землетрясении к некоторому эталонному очень слабому смещению грунта A2: M = log₁₀(A₁/A₂).

29. Просадочные явления. Лёссы. Борьба с просадочностью. Просадочность - типичное свойство лёссовых пород, выражающаяся в способности лёсса уменьшать свой объем под нагрузкой при увлажнении, вследствие чего происходит опускание поверхности земли, называемое просадкой. Лёсс — осадочная горная порода, неслоистая, однородная известковистая, суглинисто-супесчаная, имеет светло-жёлтый или палевый цвет. Залегает в виде покрова от нескольких метров до 50—100 м — на водоразделах, склонах и древних террасах долин. Факторы, которые формируют просадочность лёссовых пород: высокая пористость, малая подвижность до момента просадки, после просадки величина пористости уменьшается, степень влажности увеличивается, малая гидрофильность. Борьба с просадкой: механическое уплотнение тяжелыми трамбовками, грунтовыми набивными сваями, , иногда предварительно промачивание лесса (после он уплотняется и переходит в стабильное состояние), термическое закрепление (пропускают раскаленный газ).

30. Плывунные явления. Опыт Е.Д.Кадомского. Борьба с плывунностью. Плывуны – водонасыщенные пески, супеси и другие рыхлые отложения, способные переходить в текучее состояние при движении воды и механических воздействиях. Причина плывунности – давление поровой воды, которое создаётся при перепаде (градиента0 давления грунтовых вод при вскрытии котлована. Градиент вызывает фильтрационное давление на частицы породы, обуславливая их движение по направлению градиента, т.е. в котлован. Критический градиент фильтрации I_kp= (p-1)(1-n), где n-пористость, а p – плотность породы. Ложные плывуны не имеют связей и легко отдают воду. Плывунность – состояние вязкой жидкости. Опыт Кадомского показывает, как проходит процесс перехода в текучее состояние: нужно взять стакан, наполненный водой, вставить в него вертикальную трубку, конец которой обтянут металлической сеткой, насыпать в стакан тонкой струйкой песок. Если после этого ударить молотком по столу, на котором стоит стакан, то песок перейдёт в разжиженное состояние: если положить на поверхность песка ключ, то в момент удара он утонет. Борьба с плывунностью – осушение, закрепление (силикатизация, цементация, замораживание), ограждение шпунтовыми стенами, инъекции для цементации (уплотнить).

31. Карстовые явления. Условия, способствующие карсту. Критерий М.М.Протодьяконова при оценке опасности обрушения свода карстовой полости. Карст – процесс растворения и выщелачивания растворимых химических и биохимических ГП (известняка, доломита, гипса) поверхностными или подземными водами и образования в них пустот. Необходимыми условиями развития карста являются: 1) наличие растворимых пород 2) трещиноватость пород, обеспечивающая проникновение воды 3) растворяющая способность воды Степень растворимости зависит от содержания свободной углекислоты. Карстовые явления происходят внутри и на поверхности. Борьба с карстовыми явлениями – убрать воду от растворимых пород (произвести планировку территорий, создать ливнеотводы, покрытие внутри и на поверхности жирной глиной, установить дренажные системы), упрочнить карстубщиеся породы нагнетанием в поры жидкого стекла. Карст модет обрушиться, опасность разрушения можно оценить по критерию Протодьяконова (Карст сжат расположенным рядом сводом Протодьяконова. Если свод близок к поверхности – это очень опасная ситуация). М.М. Протодьяконовым (старшим) первоначально для оценки крепости была предложена классификация, основанная на предположении, что разрушение горных пород происходит в основном путём преодоления прочности пород на сжатие. Все rn подразделяются на 10 категорий. Метод экспериментальной оценки предложил Протодьяконов (младший). Он основан на оценке работы, затраченной на дробление rn свободнопадающим с высоты 0,6 м и грузом массой 2,4 кг. Показатель трудности разрушения пород (степень -5) – пределы прочности на сжатие, растяжение и сдвиг, γ – объёмный вес.

32. Суффозионные явления. Условия, способствующие суффозии. Суффозия (в обломочных породах) – вымывание из крупонообломочного скелета грунта (мелких частиц). Борьба с подземными водами: изменить русло. Развитию суффозии способствуют: увеличение степени неоднородности гранулометрического состава пород, возрастание скорости движения подземных вод, наличие естественных или искусственных областей разгрузки переносимого потоками мелкого материала. Суффозия приводит к изменению состава и структуры пород, увеличению их пористости и водонепроницаемости, снижению прочности, что обуславливает оседание вышележащей толщи ГП.

33. Вечномерзлые грунты. Свойства мерзлых грунтов. Наледи, солифлюкция, термокарст, заболачивание. Вечномёрзлые грунты – грунты, находящиеся в мёрзлом состоянии в течение трёх лет и более. Вечномёрзлые грунты представляют собой ярко выраженные структурно-неустойчивые грунты, так как при их оттаивании происходят просадки в результате нарушения природной структуры. Мёрзлыми называют грунты с отрицательной температурой, часть поровой воды в которых находится в виде льда. Свойства: характеризуются резко выраженной анизотропией и неоднородностью распределения свойств. Мёрзлый грунт содержит лёд, сравнимый по прочности с цементом, но свойства такого грунта не стабильный и зависят от температуры. При опускании глубины вечномёрзлых возникают озёра от солифлюкации (при малом уклоне 5 градусов размёрзшая порода смещается по вечномёрзлым грунтам). Солифлюкация – медленное передвижение почв и грунтов на пологих склонах рельефа под влиянием попеременного оттаивания-промерзания и F_тяж. Наледь – образование промёрзшего льда в отверстиях мостов. Образуется в результате излияния воды на поверхность и её замерзания там (а не в толще грунта) в виде более или менее обширного ледяного тела. Термокарст – процесс неравномерного проседания ГП вследствие вытаивания подземного льда. Заболачивание – зарастание водоёма болотистой растительностью, из которой постепенно образуется торфяной покров, процесс образования переувлажнённых участков заменой поверхности, зарастающих болотной растительностью.

34. Пучинистые грунты. Борьба с пучинистостью. Учет в строительстве. Пучинистые грунты – грунты, которые подвержены морозному пучению. Пучинистость – увеличение объёма грунта при промерзании или увлажнении (глинистые, водные грунты). Борьба с пучинистостью. Во время стройки необходимо учитывать множество факторов: силу воздействия воды, массу, нагрузку. Глубина заложения должна быть ниже уровеня промерзания, чтобы здание не промёрзло. Толщина таких грунтов – 1,5 м, свойства грунта улучшаются при добавлении песка.

35. Слабые органогенные грунты. Виды слабых грунтов. Принципы строительства на слабых грунтах. Торфы и заторфированные грунты представляют собой грунты органогенного происхождения, образовавшиеся в болотах в результате накопления и разложения растительных остатков в условиях затруднённого доступа воздуха. Специфическими особенностями заторфованных грунтов являются водонасыщенность, большая сжимаемость, медленное протекание осадок во времени, анизотропия и изменчивость характеристик под нагрузкой. К слабым следует относить связные грунты, имеющие прочность на сдвиг менее 0,075 Мпа: торф и заторфованные грунты, илы, сапропели, глинистые грунты с коэффициентом консистенции более 0,5, грунты мокрых солончаков. К слабым водонасыщенным грунтам относят насыщенные водой сильносжимаемые грунты, которые при обычных скоростях приложения нагрузок на основание теряют свою прочность, вследствие чего уменьшается их сопротивление сдвигу и возрастает сжимаемость. Слабый глинистый грунт – это дисперсная структурированная система с коагуляционным типом структурных связей, способная при их нарушении переходить из твёрдообразного состояния в жидкообразное. При расчёте осадок сильносжимаемых водонасыщенных глинистых оснований возникает необходимость учёта ползучести, нелинейной деформируемости и проницаемости. Методы: Уплотнение грунтов, повышение жёсткости зданий устройством монолитных ж/б или сборно-монолитных фундаментов, устройство жёстких диафрагм (например, горизонтальных плит), повышение гибкости и податливости гибких зданий и сооружений.