Литература по Основам грунтоведения / Ананьев_Потапов_Инженерная Геология

разрушительное воздействие оказывают многие морские организмы и растения. Например, планктон, создавая слой обрастания, может разрушать бетон и камень.

Известную разрушительную работу оказывают морские печения — прибрежные и донные, а также приливы и отливы, которые в России наиболее значительны в морях Тихоокеанского бассейна. Для строительства наиболее важны береговые течения, определяющие накопления пляжей.

Морские приливно-отливные и постоянные течения имеют незна-

чительные скорости — от сантиметра и до десятков сантиметров в секунду.

Лишь скорость постоянного течения Гольфстрим достигает 2,5 м/с.

Очевидно, что разрушительная работа течений в сравнении с волнами довольно невелика. Наибольшее значение течения имеют в переносе продуктов разрушения. Во взвешенном состоянии ими транспортируются растворенные вещества и песчано-глинистые частицы. Более крупные частицы и обломки пород особенно при приливно-от-ливных течениях переносятся в основном волочением по дну.

Волны перемещают обломочный материал волочением по дну и пляжу,

но транспортирующее действие оказывают лишь те волны, которые направлены к берегу под некоторым углом. В этом случае обломки передвигаются вдоль берега. Скорость их движения зависит от интенсивности волн и может быть значительной. Так, в районе Сочи на Черноморском побережье зафиксированы случаи перемещения отдельных обломков со скоростью 700 м/сут, а галечника —до 100 м/сут. Перенос обломков вдоль берегов может отразиться на размере пляжа • в сторону его увеличения или уменьшения. В данном случае большую роль играют горные реки, которые являются крупными «поставщиками» обломочного материала.

Строительство сооружений в районе пляжа часто приводит к его расширению с той стороны, откуда надвигается масса обломков, и

уменьшению с другой (в частности, так сказывается установка вдоль берега бун). К уменьшению пляжей приводит также разработка и вывоз песка,

галечника для строительных целей.

При проектировании зданий и сооружений на берегах морей необходимо учитывать абразию, обрушение берегов и возможное истощение пляжей.

Для укрепления берегов от абразии используют ряд способов. По тринципу работы берегоукрепительные сооружения можно разделить на пассивные и активные.

К пассивным сооружениям относят волноотбойные стенки верти-

кального типа, расположенные вдоль берега и принимающие на себя удары морских волн. Для отбрасывания волновых всплесков в сторону Моря наружной грани этих стенок придается криволинейная форма.

Волноотбойные стены выполняют из монолитного железобетона, а

лицевую грань во избежание истирания бетона песчано-гравийным материалом нередко облицовывают штучным камнем из скальных пород.

Большое значение для укрепления берега имеет пляж. Даже срав-

нительно неширокая полоса пляжа, порядка 7—10 м, может предохранить берег от разрушения. Пляжи необходимо сохранять и увеличивать или

создавать их. Этому служит группа сооружений активного типа — буны и волноломы.

Буны задерживают наносы, перемещаемые волнами вдоль берега. Они представляют поперечные железобетонные стены, устанавливаемые нормально или под углом к линии берега. Волны, встречая на своем пути преграду, теряют скорость и переносимые ими наносы откладываются между бун. Буны бывают различных конструкций, например, из двух рядов железобетонных или металлических свай, с каменной наброской и покрытые бетонной плитой. На Черноморском побережье Кавказа ставят буны в виде железобетонных ящиков — понтонов, которые после установки заполняют

бетоном или бутобетоном (рис. 99).

Волноломы создают параллельно береговой линии на расстоянии 30— 40 м от берега и на глубине 3—4 м (рис. 100). Расстояние зависит от состава пород берега и наличия волноотбойной стенки. Верх волнолома устанавливают на глубине 0,3—0,5 м от низкого уровня моря. Пологая грань волнолома должна быть обращена в сторону моря. Они могут быть из монолитного бетона или железобетонных коробов, заполненных бетоном.

В последнее время для защиты берегов часто применяют железо-

бетонные тетраподы, представляющие собой фигуру с четырьмя от-

ветвлениями в форме усеченных конусов, симметрично размещенных в пространстве. Благодаря такой форме тетраподы заклиниваются в наброске или грунтах и хорошо держатся в крутых откосах (рис. 101).

Морские отложения осадков. В морях и океанах, в силу транспор-

тирующего действия воды, осадки распределяются довольно закономерно.

Так, у берегов накапливается грубообломочная масса (галечники, гравий и т.

д.); в зоне шельфа —пески различной крупности; на материковом склоне преобладает глинистый материал. По мере удаления от берега к обломочным накоплениям все более примешивается органический материал (илы) и

осадки химического происхождения. Главная масса осадков откладывается в прибрежной и мелководной части моря.

На низких берегах за пляжной зоной формируются береговые валы из гальки, песка, битой ракушки. Валы возникают на расстоянии наибольшего набегания волн на низкие берега. Их высота 1—5 м, ширина до 10—12 м.

Между валами и берегом располагаются пляжные отложения — пески,

илы, гравий, реже галечник. В зоне шельфа осаждается основная масса осадков, среди которых по распространенности, разнообразию и мощности занимают обломочные; второе —органогенные; третье — химические образования. Химическим осадкам в прибрежной зоне более свойственны мелководные участки моря и лагуны (морские заливы, отделенные от моря подводным барьером).

На материковом склоне и океанском ложе более всего развиты органогенные осадки. Обломочные и химические осадки имеют подчиненное значение.

Морские отложения, образовавшиеся в морской среде, широко распространены на суше, где они занимают огромные пространства на

континентах в виде отложений большой мощности и различного литологического состава (рис. 102). Это связано с колебательными движениями земной коры, в результате которых морские породы оказались приподнятыми над уровнем моря. Среди них чаще встречаются мелководные отложения. Древние морские отложения на суше принято называть коренными породами.

Строительная оценка пород морского происхождения определяется условиями их образования. Так, глубоководные отложения в отличие от мелководных имеют более выдержанный литологический состав,

значительную мощность, однородность, однотипные свойства. Отложения шельфа довольно однообразны по напластованию, но быстро меняются по

вертикали. Породы, рожденные у береговой зоны, переменчивы во всех отношениях.

Древние морские отложения являются хорошим основанием под сооружения. Однако не следует забывать, что в этих породах могут присутствовать вредные примеси типа пирита и водорастворимых солей.

Глубоководные глины часто находятся в переуплотненном состоянии: в

крутых откосах в них возникают оползни. Надежными основаниями служат пески, галечники и другие породы обломочного происхождения. К слабым фунтам относятся мощные толщи современных прибрежных илов.

ГЛАВА 25

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ОЗЕРАХ, ВОДОХРАНИЛИЩАХ, БОЛОТАХ

Озера —замкнутые углубления на поверхности земли, заполненные водой и не имеющие непосредственной связи с морем. Озера занимают 2 %

поверхности суши. Особенно их много в Карелии, Новгородской и Тверской областях, а также в некоторых районах Сибири. Берега многих озер,

особенно крупных, довольно плотно заселены и широко используются для

промышленного и гражданского строительства. Отсюда ясна вся важность изучения инженерно-геологических условий районов озер.

Озера имеют различное происхождение. Среди них различают:

• тектонические — во впадинах тектонического происхождения

(например, озера Байкал, Ладожское, Онежское);

•эрозионные — в котловинах размыва, . ,

•карстовые — в заполненных водой карстовых воронках,

•плотинные, или запрудные, образовавшиеся запруживанием рек в результате обвалов.

Озера подобно морям совершают геологическую работу разруши-

тельного и созидательного характера, только в неизмеримо меньших масштабах.

Разрушительная работа озер проявляется в абразивной деятельности волн, нагоняемых ветром. Постоянно дующие в определенных

направлениях ветры вызывают волны, которые прибоем подмывают берега Так создаются озерные абразионные террасы, выработанные в коренных берегах, и аккумулятивные, сложенные озерными осадками Озерные террасы формируются в тесной зависимости от изменения положения уровня озера

Каждое поднятие или опускание уровня воды в озерах вызывает абразионные процессы Большое влияние на положение уровня оказывают тектонические движения земной коры, а в последнее время и производственная деятельность человека. Так, постройка Иркутской ГЭС обусловила поднятие уровня в озере Байкал на 1 м Это вызвало переработку берегов в среднем на 10 м, а в отдельных местах до 80 м Размыв берега стал угрожать устойчивости Восточно-Сибирской железной дороги, проходящей по берегу озера

Борьба с разрушительной работой озер проводится теми же методами,

как и с морской абразией, но подпорные и волноотбойные стенки, а также волноломы, буны и другие сооружения имеют значительно меньшие размеры

и объемы Созидательная работа озер заключается в образовании отложений

Озерные осадки представлены большим комплексом различных накоплений обломочного, химического и органогенного происхождения Вдоль побережий, где формируются пляжи, навеваются дюны Озера откладывают в основном грубые обломки и различной крупности пески Такой же материал,

но уже в виде валов, накапливается при впадении в озера рек Донная часть озер заполняется глинистыми осадками, песками, илами.

На дне соленых озер самостоятельно или вместе с механическими осадками отлагаются соли (хлориды, сульфаты и др ) В озерах формируются специфические образования, свойственные только озерам, такие как сапропель, торф, особые озерные мергели, иногда озерный мел, трепел

Важнейшей особенностью некоторых мелководных озер является способность в определенных геологических и физико-географических условиях переходить в стадию болот

Водохранилища. В настоящее время человек широко использует энергию рек для электрификации. В результате создаются искусственные водохранилища по размерам, не уступающим самым крупным озерам Общеизвестны крупнейшие водохранилища на Дону, Волге, Ангаре, Енисее.

В искусственных водохранилищах так же, как в морях и озерах,

наблюдается абразионная работа вод, но здесь она происходит значительно более интенсивно Это объясняется тем, чго речные долины, в которых создают водохранилища, образовались в континентальных условиях под действием эрозии рек и их профиль не соответствует новым условиям,

которые возникают при заполнении почти всей долины водой Водохранилища стремятся выработать новый профиль берегов, и размыв береговой линии происходит особенно интенсивно (рис 103) Разрушение и переработка берегов, как показывают наблюдения, начинается непосредст-

венно вслед за заполнением водохранилища

Интенсивная абразионная деятельность водохранилищ нередко ставит под непосредственную угрозу жилые кварталы городов, промышленные и транспортные сооружения, жилые здания (рис. 104).

Переработка берегов и формирование чаши водохранилища — сложный процесс, в котором принимает участие ряд факторов, различных по своей значимости. Его действие проявляется в волнах, течениях и периодических колебаниях уровня воды в водохранилище

В нижней части водохранилища, примыкающей к плотине, в связи с отсутствием уклонов водной поверхности течения не возникают. В этом районе действует абразия так же, как в морях и озерах, за счет ветровых волн и колебаний уровня. В средней части водохранилища действуют паводковые течения. Переработка берегов происходит за счет их эрозионной деятельности. В верхней части водохранилища для периода паводка типичен речной режим с речной эрозией.

Большое разрушающее действие на берега водохранилища оказывает волноприбой, возникающий в результате колебаний уровня. Амплитуда этих колебаний может быть значительной, например, в крупных донских и волжских водохранилищах она достигает 2—7 м.

Существенное влияние на переработку берегов оказывает морфология склонов, их геолого-литологическое строение и свойства пород.

По морфологическим особенностям выделяют берега приглубые с крутизной склонов более 6 ° и отмелые — менее 6 °. Наиболее сильно разрушаются приглубые берега, а на отмелых, наоборот, образуются наносы.

В первом случае береговая линия отступает, во втором — образуются косы и отмели. Наиболее интенсивно разрушаются выступы берегов. В бухтах чаще происходит накопление осадков.

Скорость переработки берегов водохранилищ при всех прочих равных условиях возрастает с уменьшением высоты берегового откоса и определяется устойчивостью пород откоса против размыва. При средней высоте откоса 2—4 м над бичевником скорость разрушения береговой