5. Инженерно-геологические условия "рохождения "рактики
Участок прохождения учебной практики по инженерной геологии располо- жен в Кировском Административном округе г. Омска в районе моста им. 60летия вкем через р. Иртыш. Исследованы инженерно-геологические условия высокой пойм реки Иртыш. Выполнена глазомерная съёмка в масштабе 1 : 100. Разработано 3 шурфа глубиной до 2 м. для определения механических характеристик взято f проб грунта методом режущего кольца и 1 g физических проб. Для всех проб определены: природная влажность, границы текучести и раскатывания. Механические характеристики (сцепления, угол внутреннего трения, модуль деформации) определены с помощью полевой лаборатории Литвинова.
В литологическом составе высокой поймы преобладают глины и супеси,
суглинки твердые мощностью от t~ 1;6,1.( уг ~'·71i .Характеризуются ,. с
следующими физическими характеристиками: природная влажность около !::f4' ПЛQIНОСТЬ около .1, Х г/см3
llерекрыты почвенно-растительным слоем. Коэффициент пористости
глин находится в пределах (( ,моду ль деформации 1, S МПа, угол
внутреннего трения н.. с ' ; удельное сцепления 0,.<./ МПа.
Заключение.
По результатам проведения исследования можно сделать следующий вывод:
Район исследования расположен в долине реки Иртыш, в высокой пойме левого берега. Грунты одинаковой однородности и уплотненности. Оврагов и размывов нет, однако в весенний и осенний период возможно заболачивание местности. Грунтовые воды не обнаружены. Было разработано 3 шурфа. Из каждого шурфа были послойно взяты пробы грунтов. Мощность слоев от :.? .; до -:' м. Были проведены испытания и выявлены их физические и механические свойства. Как показали испытания, в пойме преобладают суглинки твердой консистенции.
После взятия проб горные выработки были ликвидированы. Климат в г. Омске резкоконтинентальный. Среднегодовая температура воздуха +0,6 ОС. Средняя температура января -30,6 ... -11,20с. Средняя глубина промерзания глинистых грунтов по СНИП 23-01-99 в Омске 220 см. Средняя сумма атмосферных осадков 360мм. Исследованная территория относительно ровная, грунты обладают высокой несущей способностью и низкой сжимаемостью, но из-за возможной заболачиваемости при строительстве рекомендуется предварительно делать намыв грунтов.
4. Физико-географические условия района.
4.1. Рельеф
Территория г. Омска является частью Прииртышской озерно-аллювиальной равни- ны, харакгеризующейся незначительными колебаниями высот. Рельеф этой равнины формировался под влиянием неотектонических движений, происходящих в плиоцене N2.
На фоне общего поигибания Западно-сибиоской низменности в этот период воемени пооявляются неотектонические поmvжения. сопоовождаюшиеся накоплением озёоно- болотных осалков. С нижнего плейстоцена О! наблюлаются положительные тектониче- ские полвижки. поиведшие к вазвитию эоозионных пооцессов, В оезvльтате этого сфоо- мированная в неогене озёоно-аллювиальная оавнина бьmа частично размыта в нижне- соеднечегвеотичное воемя. В веохнем плейстоцене происходит накопление элювиально- лелювиальных покоовных отложений. Фоомиоование лолины Иотыша в это воемя 000- исхолило на фоне слабых неотектонических погомжений. В пезультате вьmаботалась теооасиоованная эоозионно-аккvмvлятивная долина с расплывчатой конфигурацией и, часто, сглаженными уступами террас.
Современные физико-геологические процессы заключаются в плоскостной перера- ботке покровных отложений талыми и дождевыми водами. Осадкообразование в голо- цене QIV выражается в формировании русловой и пойменной фаций аллювия и озёрных отложений.
В пределах рассматриваемой территории выдeпяюr следующие геоморфолоrические эле- менгы : водораздельная равнина; полого наклонные и сниженные участки водораздельной рав- нины; долины рек Иртыша и Оми.
Водораздельная равнина, занимающая около половины городской территории, развит в северной и восточной частях города (рис. 2.8). ПоверХНОС1Ъ её плосковыпуклая с редкими западинами и пологим понижением (0,0015-0,0051) к местному базису эрозии. Западины, представляющие присадочные блюдца овальной формы, заросли берёзовыми колками. Глубина западин 1,0-1,5 м.
Сложена водораздельная равнина глинистыми грунтами неогена, перекрытыми верхнечет- вертичными элювиально-лелювиальными отложениями. Максимальная мощность неогеновых и верхнечетвертичных отложений изменяется от 55 м в северной части города до 77 м в юго- восточной.
Рельеф водораздельной равнины в черте города осложнён искусственными выемками, карь- ерами, часто заполненными водой. Многие карьеры к настоящему времени засыпаны (б-го кир- пичного и сажевого заводов).
В районах, пониженных к базисам эрозии, ваблюлаются верховья слабо развивающихся или затухающих оврагов.
Полого наклонные и сниженные участки водораздельной равнины, составляющие около 11 % территории города, прослежи:ваются полосой от 400 до 1 500 м вдоль водораздельной поверх- ности на сочленении её с правобережной частью цолины Иртьппа. Не60льшие площади её име-
ются и вдоль долины Оми. Уклон поверхности в сторону Иртыша находигся в пределах 0,01- 0,009. Характерной особенностью этого геоморфологического элемента является наличие сети
мелких сезонных водотоков, которые, соединяясь вместе, выходят к речным долинам по много- численным догам и оврагам древовидной формы. Лощины и лога представляют собой эрозион- ные фльы глубиной 3-5 м с пологими, задернованными склонами и овальным, плоским дном. К устью угол наклона бортов становится круче и составляет 1 5 - 2 О о , иногда доходит до 30°. Ширина между бортами по верху логов колеблется в пределах 30-70 М, тальвег выражен слабо, особенно в верховьях. Оврагоо6разованию подвержены наиболее кругые склоны водораздельно- го пространства, преимущественно ВДOJIЬ правого берега Иргыша (район атрарного университета И др.). Заложение оврагов чаще происходиг по тальвегу логов и затем довольно быстрое развигие продолжается вверх по склону равнины. все овраги обладают относительно высоким незм В приустьевой части (до 11 м), но вверх по склону становятся более пологими. Борта оврагов обры-
ВИС1Ы, тальвег часто закрыт осыпями.
Образование этого геоморфологического элемента происходило в верхнем плейстоцене од- новременно с формированием речных долин. Завершилось формирование коренного склона в середине верхнего плейстоцена
В геологическом строении коренного склона участвуют глины и суглинки тавол- жанской и павлодарской свит, перекрытые покровными суглинками. Сочленение с рав- ниной и надпойменными террасами в рельефе не выражено.
Долина Иртыша имеет террасированное строение. В пределах города выделяют две надпойменные террасы и пойму. Наиболее древняя из них - вторая надпойменная терраса - широко развита на левом берету Иртыша и составляет более 20 % городской территории. На правобережье она занимает лишь узкую полосу шириной от 0,1 до 2 км, существенно сужаясь в районе от пр. Мира до ул. Нефтезаводская. Высота её бровки над урезом воды находится в пределах от 16 до 20 м. Сочленение второй надпойменной тер- расы с прилегающей равниной плавное, тыловой шов её в рельефе прослеживается сла- бо, теряется на фоне общего понижения равнины в сторону Иртыша. Уклон поверхности террасы к Иртышу на правобережье составляет 0,006-0,008; на левобережье он ещё меньше - 0,0003. Поверхность террасы в общем равнинная с многочисленными вы- тянутыми котловинами и западинами, часто заболоченными. На северо - западе террито- рии наблюдается наиболее глубокий врез террасы и поверхность цоколя располагается ниже уреза воды в Иртыш •. Происхождение террасы эрозионно-аккумулятивное. Аллю- вий террасы общей мощностью до 25 м залегает на породах верхнетуртасской и тавол- жанской свит. Перекрываются аллювиальные осадки чехлом верхнечетвертичных суб- аэраль- ных покровных отложений мощностью от 3 до 7 м.
В литологическом составе отложений второй надпойменной террасы преобладают связные грунты с прослоями песков (рис. 2.9, 2.10).
Первая надпойменная терраса развит по обоим берегам Иртыша она занимает около 12 % территории города. правобережье она выражена повсеместно, достигая в ЮЖНОЙ части терри- тории города ширины 3-4 КМ. На левом берегу она развит слабо и встречается в виде мелких об- рывков. Ширина её на левобережье от 0,2 до 2 КМ, Уклон террасы изменяется от 0,013 до 0,0043. Выражена в рельефе первая надпойменная терраса нечётко. лишь по левобережью, где она за- нимает отдельные островки, контакт её со второй террасой чёткий и к пойме она обрывается рез- ким УС1)'Пом. Местами ПООМа опцнуровываег участки первой надпойменной террасы, образуя как бы её острова В этих случаях набmoдается обратный уклон поверхности первой надпоймен- ной террасы, направленный в противоположную сторону от Иртыша на этой террасе широкое . развитие имеют западины, котловины просадочного типа, реликтовые старичные азёра (Пе-
редовое, Моховое, Антоново И многие другие), представляющие собой следы древней речной эрозии. Отложения террасы, имеющие мощность от 2 до 20 м, повсеместно представп:ены супе- сями, суглинками и песками, часто с обломками раковин.
На левобережье высота уступа террасы находится в пределах 2-3 м, достигая в от- дельных местах 10-12 м; тыловой шов в рельефе выражен здесь хорошо. Местами вдоль тылового шва развиты старинные озёра и заболоченные западины. На отдельных участ- ках наблюдается слабый уклон в сторону тьmового шва.
Б северной части территории, где терраса в сторону поймы обрывается крутым ус- тупом, развита сеть молодых неглубоких оврагов, прорезающих отложения террасы. Происхождение первой надпойменной террасы аккумулятивное, в некоторых местах - эрозионно-аккумулятивное.
Аллювиальные осадки террасы с размывом залегают на породах верх- нетуртас- ской подсвиты И таволжанской свиты.
Пойменная терраса имеет широкое развитие, особенно по левобережью. Ширина её изменяется от 0,5 до 2,0 км. Выделяют высокую пойму и низкую пойму. Высокая пойма имеет превышение бровки над урезом воды в Иртыше 5-6 м, низкая - до 3 м. По- верхность гюймы изобилует заболоченными западинами, старинными озёрами и прото- ками. Часто наблюдается обратный уклон поверхности от Иртыш а.
На отдельных участках поймы наблюдаются древние прирусловые валы, возвыша- ясь над ней до 3-4 м. Длина валов доходит до 2,2 км, ширина не превышет 50 м. Наблю- даются такие повышенные участки в виде пойменных островов, вероятно, реликтовые, сложены они песками и не заливаются водой даже в катастрофические паводки (пос. Ры- бачий, с. Островка). Низкая пойма выражена очень слабо и представлена в основном уз- кой полосой шириной до 100 м. Высокая, более древняя гюйма развита на левом берегу в районе моста через Иртыш, Происхождение поймы аккумулятивное. Мощность отложе- ний изменяется от 2 до 16 м .. Цитологический состав её песчано-глинистый' поверхность меняется после каждого паводка, то образуя ступенчатый спуск к реке, то превращаясь в небольшие песчаные пляжи. К низкой гюйме примыкают береговые отмели, которые при низком стоянии вод Иртыша выступают на дневную поверхность.
Аллювий поймы С размывом залегает на породах верхнетуртасской подсвиты и та- волжанской свиты,
для пойменного аллювия характерна резкая фациальная изменчивость, выражаю- щаяся в частой смене состава пород на коротких расстояниях как по площади, так и по глубине.
в настоящее время рельеф пойм р. Иртыша изменён на отдельных участках за счёт намывных грунтов (Ленинский, Кировский, Куйбышевский округа). Гидронамыв вы- полнен с целью расширения территории городской застройки.
Долина р. Оми представлена нижним течением реки при впадении её в Иртыш, Бере- га Оми кругые, часто в откосах выходят на дневную поверхность породы неогена. Пере- крывающие их верхнечетвертичные покровные отложения по склонам Оми образуют довольно мощные осыпи делювия, а в местах выхода грунтовых вод возникают оползни, плоскостями скольжения которых служат водоупорные глины неогена.
Первая надпойменная терраса по р. Омь в пределах города представлена отдельными обрывками. Сложена она песками и супесями с обломками раковин. Тыловой шов терра- сы сочленяется с коренным берегом крутым задернованным уступом. К пойме терраса обрывается резко.
Пойма р. Омь неширокая (500-600 м). Она имеет два уступа. Низкая пойма высотой 1,3-2,0 м развита в виде узкой полосы по обоим берегам реки и затопляется ежегодно. Высокая пойма развита в виде отдельных сегментов, занимающих вогнутую часть излу- чены (см. рис. 2.8). В пределах высокой поймы нередко встречаются участки с обратным от реки уклоном поверхности, В отличие от высокой поймы Иртыша, заболоченной и труднопроходимой, вся пойма Оми либо застроена, либо занята под сады и огороды. Это свидетельствует о том, что заливается она редко, только в катастрофические паводки.
4.2. Климат района исследования.
Основные его черты определяются географическим положением. Беспрепятст- венное проникновение холодных арктических масс воздуха со стороны Северно- го Ледовитого океана и Средней Азии обуславливает резкую смену температур не только сезонных, месячных, но и суточных. Температура воздуха является важнейшим элементом воздуха и климата. Средняя годовая температура в горо- де равна +0,6 с. Для температурного режима характерна суровая продолжитель- ная зима и короткое жаркое лето. Абсолютная годовая амплитуда колебаний температур воздуха января, самого составляет 87 с.Средняя температура янва- ря.самого холодного месяца изменяется от -30,6 С до -11,2 при средней много- летней -18 9 ОС. Продолжительность периода с температурой О ос 180-190 дней, с температурой выше +5 ос -1 Самый теплый месяц - июль. Средняя температу- ра июля + 19 ОС. Средняяглубинапромерзания глинистых грунтов по СНиП 23-01-99 в г. Омске - 220 см. Согласно наблюдениям на метеостанции г. Омска, макси- мальная глубина промерзания грунтов.Максимальное значение влажности сезон- нопромерзающего грунта характерно для конца марта - начала апреля.
4.3 Атмосферные осадки
Среднемноголетняя сумма атмосферных осадков в городе составляет 360 мм. Один раз в четыре года количество осадков оказывается менее 300 мм и один раз в пять лет превышает 420 мм.Наибольшее годовое количество осадков (557 мм) за 85-летний период наблюдалось в 1938 г., наименьшее (231 мм) - в 1921 г. Свыше 80 % годового количества осадков выпадает в теплый период и лишь около 20 % - в холодный [151]. Наибольшее количество осадков выпадает в ию- не, июле, августе, наименьшее - в феврале и марте.
Испарение. Средняя величина испарения для г. Омска за период с апреля по ок- тябрь с поверхности почвы составляет 281мм, с водной поверхности - 533мм при средней сумме осадков за этот период 283 мм [151]. По данным наблюде- ний на Омской метеостанции, за 1975-1981 гг. испарение с почвы за период май-сентябрь в среднем равно 306 мм. Таким образом, основное количество осадков этого периода тратится на испарение. В мае- июне испарение обычно превосходит количество выпавших осадков, а в наиболее сухие годы испарение больше суммы осадков в 2-3 раза.С понижением температуры воздуха в августе испарение уменьшается и в октябре составляет всего 29 мм с почвы и 65 мм с открытой водной поверхности .Зимой испарение с поверхности снега незначи- тельное. В декабре- феврале в снежном покрове преобладает конденсация влаги за счёт поступления водяных паров из почвы. В начале марта преобладание конденсации уступает испарению, и в апреле при значительном приходе сол- нечной радиации и небольшой влажности испарение растёт, происходит таяние снега при отрицательной темпер~туре воздуха. Особенно сильно увеличивается испарение после схода снежного покрова, когда черная почва пропитана талой
водой