- •«Томский политехнический университет»
- •Т.Я. Емельянова
- •Инженерная геодинамика
- •Предисловие
- •Инженерная геодинамика, ее содержание, задачи и методы
- •Общая характеристика современных геологических процессов и явлений как проявления динамики геологической среды
- •Определение геологических процессов и явлений как объекта инженерной геодинамики
- •Инженерно-геологические классификации геологических процессов и явлений
- •Количественная оценка развития современных геологических процессов и явлений
- •Содержание инженерно-геологической оценки геологических и инженерно-геологических процессов и явлений
- •Инженерно-геологические условия как условия и факторы развития современных геологических процессов
- •Определение понятия инженерно-геологические условия
- •3.2. Горные породы и их роль в развитии геологических процессов
- •Тектоника и неотектоника
- •Геоморфологические условия
- •Подземные воды и современные геологические процессы и явления
- •Современные методы прогнозирования геологических процессов и явлений с целью рационального использования и охраны геологической среды
- •Инженерно-геологическая характеристика оползней
- •5.1 Общая характеристика оползней
- •Причины нарушения устойчивости пород на склонах и образования оползней
- •Факторы развития оползней
- •Динамика и механизм оползневого процесса
- •Инженерно-геологические классификации оползней
- •Прогноз устойчивости склонов и развития оползней
- •Основные задачи и содержание инженерно-геологического изучения оползней
- •Противооползневые мероприятия
- •Заболачивание и болота
- •Определение понятий
- •Закономерности заболачивания суши и образования болот
- •6.3. Условия и факторы развития болот
- •Инженерно-геологические классификации болот
- •Характеристика болотных отложений
- •Опасность, риск и ущерб от природных и техногенных (антропогенных) геологических процессов
- •Понятие об опасности, риске и ущербе
- •Методы оценки и прогнозирования опасности и риска экзогенных геологических процессов
- •8. Геологические процессы и явления западной сибири
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью поверхностных вод
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью подземных вод
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью поверхностных и подземных вод
- •Геологические процессы и явления, обусловленные действием гравитационных сил на склонах
- •Геологические процессы и явления, обусловленные деятельностью ветра (эоловые процессы)
- •Районирование территории Западной Сибири по развитию комплексов современных геологических процессов и явлений
- •Заключение
- •Список литературы
- •Содержание
- •Инженерная геодинамика
- •Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована national quality assurance по стандарту iso 9001:2000
На
интенсивность болотообразования влияет
неотектонический
режим территории.
Менее благоприятными для заболачивания
являются территории современных
поднятий, где увеличивается расчленение
поверхности и улучшается ее дренирование.
На
болотообразовательный процесс влияет
хозяйственная
деятельность человека. Подтопление
территорий, сброс различных хозяйственных
вод, создание искусственных водоемов,
строительство дорог и т.п. часто приводят
к развитию процесса заболачивания и
образованию болот.
Перечисленные факторы обусловливают неравномерность,
дифференцированность
процесса заболачивания и образования
болот как в пространстве, так и во
времени. Примером является сильно
заболоченный регион - Западно-Сибирская
равнина. Болота здесь размещены
неравномерно. Наибольшую площадь они
занимают на низменностях в новейших
тектонических впадинах, особенно на
участках с плоским и пологоволнистым
рельефом, на речных террасах. Для
зарождения болот, кроме переувлажнения
пород, большое значение имел их глинистый
состав, а также наличие мерзлоты в
северной части равнины. Возвышенные
водоразделы заболочены меньше. Инженерная
деятельность человека, к сожалению,
приводит к увеличению площадей
заболоченных земель на территории
городов и поселков.
Существующее
множество классификаций болот можно
объединить в следующие группы по
классификационным признакам.
Классификации
по геоморфологическим условиям
залегания болот.
Классификации
по признакам увлажнения и типу водного
питания.
Классификации
по глубине болот.
Ботанические
классификации - по названиям преобладающих
растительных сообществ (например,
осоковые, тростниковые, березово-
осоковые и т.п.).
Классификации
по микрорельефу поверхности болот.
Например, грядово- мочажинные болота
(рис. 16); грядово-мочажинно-озерковые
болота (рис. 17); рямовые, кочкарные и
т.д.
Рис.
16. Грядово-мочажинное олиготрофное
болото на высоком водоразделе. На узких
и сухих извилистых грядах крупный лес
68
Инженерно-геологические классификации болот
Рис.
17. Грядово-мочажинно-озерковое болото
Генетические
классификации.
Классификации
для строительных целей.
Ниже
подробнее рассмотрим классификации
болот, которые имеют значение для
организации их инженерно-геологического
изучения, планирования и проектирования
строительства, рационального
исполь-зования заболоченных территорий
и способов их осушения.
В
зависимости от условий водного питания
выделяется три типа болот: верховые,
низинные и переходные.
Верховые
болота - это болота, широко распространенные
на плоских водоразделах, где переувлажнение
пород и питание болот происходит за
счет дождевых и талых вод [13]. Типичной
растительностью верховых болот являются
багульник, клюква, морошка, касандра,
пушица, сфагновые (белые) мхи, сосна.
Одним из признаков верхового болота
является низкая минерализация (<0,5
г/л) болотных вод и кислая их среда (рН
3,5-4) [16]. Нашими исследованиями установлено,
что верховые болота могут формироваться
и при участии в их питании подземных
вод при их низкой минерализации. Нами
были описаны верховые болота на террасах
р. Кеть и др. (Томская область), где
подземные воды террасовых песчаных
отложений имеют низкую минерализацию
и участвуют в питании болот [5].
Низинные
болота - болота, формирующиеся на
пониженных участках затопления и
подтопления пойменных и надпойменных
террас, аллювиальных и приморских
равнин. Основным источником их водного
питания являются речные, озерные,
морские воды, а также грунтовые воды с
повышенной минерализацией.
Растительностью
низинных болот являются осока, камыш,
тростник, вахта, сабельник, гипновые
(зеленые) мхи, береза, реже ива. Болотные
воды здесь имеют более высокую
минерализацию, рН>6.
В
Западной Сибири описаны низинные
болота, которые сформировались на
водоразделах на породах с повышенной
карбонатностью (до 13-20% СаСО3).
Карбонаты
обогащали атмосферные осадки при
взаимодейс-твии их с породой, что
повышало их минерализацию и создавало
условия для существования растительности
низинных болот [16].
Переходные
болота могут залегать на всех типах
рельефа и характеризуются смешением
всех признаков болот.
69
Для
каждого типа болот характерны определенные
типы торфа с различными физико-механическими
свойствами, степенью разло-жения,
зольностью и ботаническими видами, что
также используется как признак того
или иного типа болота.
Разделение
болот по условиям питания имеет большое
значение для выбора способов их осушения.
По
глубине и мощности торфа болота
разделяются на: мелкие - до 2 м; средние
- 2-4 м; глубокие - 4-6 м; очень глубокие - >
6
м [26]. Эта классификация особое значение
имеет для линейного строительства.
Для
целей преимущественно дорожного
строительства рядом авторов (Ордуянц
К.С., Дерцакян А.К., Макуров Б.Д. и др.)
разработаны строительные классификации
болот.
Анализ
строительных классификаций позволил
объединить их в следующие три типа
[23].
Болота,
сложенные торфами лесного и лесотопяного
подтипов устойчивой консистенции с
несущей способностью не менее 0,025 МПа.
Болота, сложенные
торфами лесотопяного и топяного
подтипов слабоустойчивой консистенции
с несущей способностью 0,025-0,01 МПа.
Болота, сложенные
торфами топяного подтипа неустойчивой
консистенции с несущей способностью
менее 0,01 МПа.
Консистенцию
торфа характеризует способность его
к расплыванию, выпору, связь растительных
остатков между собой.
К
лесному подтипу относится торф из
древесных остатков. К лесотопяному -
древесно-травяной и древесно-моховой;
к топяному -травяной, травяно-моховой
и моховой.
Инженерно-геологическая
классификация торфяных массивов и
болот разработана Сергеевым А. И. [26] на
примере болот центральной части Западной
Сибири. Классификация построена на
геолого-генетической основе,
характеризуются фациальные типы торфа,
группы по несущей способности торфа,
особенности строения массивов по
рельефу поверхности и глубине, приводятся
комплексы растений как индикаторы
разных типов болот. В заключении
сформулированы специальные мероприятия
по инженерной подготовке торфяных
массивов разных групп.
Крамаренко
В.В. (2004) изучены торфяные отложения
болот разных типов территории Томской
области и составлены классификации
торфов по физикомеханическим
свойствам, отличающиеся от классификации
Сергеева А.И. большей детализацией. В
классификации Крамаренко В.В. торф
разделяется на виды по ботаническому
составу, для которых определены
обобщенные показатели свойств, дается
территориальное положение групп и
видов торфа в определенных болотных
районах. Разработана типизация торфов
по степени сжимаемости (по значениям
коэффициента компрессии а
и коэффициенту пористости - е0),
что имеет большое значение при
строительстве на болотах. Выделено три
типа торфа.
I
тип.
При значениях а <2 и е0
<11,5 преобладают торфа травяной и
древесной групп. При коэффициентах
компрессии менее 1,5 торфа представлены
березовым, сосновым, древесно-травяным,
травяным, сосново-сфагновым и
древесно-гипновым видами. В интервале
значений коэффициента компрессии от
1,5 до 2 увеличивается содержание моховых
(гипновых) остатков и снижается содержание
древесных и травяных. Видовой состав
представляют древесно-осоковый,
древесно-сфагновый, реже сильноразложившиеся
шейхце-риевый и пушицевый торфа, а также
кустарничковый и фаллакс. Для них
характерна степень разложения более
25%, в среднем зольность - 8,2%, рН-4,4,
плотность скелета торфа - 0,147 г/см3.
Установлено, что I тип торфа залегает
в нижних слоях залежи, на периферии
торфяных массивов и относятся к более
ранним по возрасту
70
отложениям.
Торфа этого типа встречаются чаще в
болотах пойм и террас на правобережье
р. Оби в южной и юго-восточной частях
Томской области.
тип.
При значениях 2<а<3 и 11,5<е0<16,5
содержание травяных остатков несколько
стабилизируется, древесных - уменьшается
и растет количество представителей
моховой группы. Характерно приблизи-тельно
равное содержание торфообразователей
моховой и травяной групп, незначительное
- древесной, которое остается неизменным
и в следующем интервале. В целом,
доминируют осоковые виды, осоково-гипновые,
пушицевые, пушицево-сфагновые,
тростниковые, встреча-ются
древесно-сфагновый, травяно-сфагновый,
магелланикум, фускум и комплексный,
обтузум-торф. Степень разложения торфов
изменяется от 20 до 25%, зольность - 8%,
рН - 4,0, плотность скелета торфа - 0,119
г/см3. Этот тип торфа широко
распространен в южной части Томской
области, преобладает в болотных массивах
террас и ложбин древнего стока. Он
представляет средние слои залежи или
всю залежь полностью, по возрасту
занимает промежуточное положение
между I и III
типами.