26-02-2014_18-06-33 / ЛЕКЦИЯ 4
.pdf
Горные ледники образуются высоко в горах на вершинах, в ущельях, впадинах, различных углублениях. Они движутся на Кавказе со скоростью 0,03 – 0,35 м/сут, на Памире — I – 4 м/сут.
Ледники плоскогорий залегает сплошной массой и по ущельям спускаются в виде языков. Такой ледник располагается сейчас на Скандинавском полуострове.
Материковые ледники залегают сплошным покровом в Антарктиде (4200 м), Гренландии (>2400 м) и в других местах. Скорость движения льда к океану в Гренландии составляет 4 – 38 м/сут. На побережье льды раскалываются, и огромные глыбы (айсберги) ветром и течениями уносятся в открытый океан.
Разрушительная работа ледников. При своем движении лед под действием тяжести и вмерзших в него обломков истирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. При толщине ледника 100 м на его ложе давит 920 МПа. В результате обработки льдом образуются округленные формы скал в виде «бараньих лбов», «курчавых скал», «штрихованных валунов» и т. д.
Двигаясь по ущельям или другой наклонной плоскости, ледники захватывают вмороженные в лед продукты разрушения, а при их таянии возникаю мощные ледниковые отложения, называемые
«моренами». Они бывают поверхностные (боковые и срединные), внутренние и донные (рис. 34), береговые и конечные.
Рис. 34. Морены горного ледника:
а – язык ледника в попереч- |
|
ном разрезе; б – то же в плане; |
|
1 – донная; 2 – внутренняя; 3 – |
|
поверхностная; 4 – срединная; |
|
5 – боковая; 6 - конечная |
23 |
|
Ледниковые отложения иногда образуют друмлины – эллипсоидальные холмы в несколько десятков метров высоты, состоящие из отложений донной морены (моренные глины с валунами.
Моренные отложения представлены грубым неоднородным, неотсортированным, неслоистым обломочным материалом: валун-
ными опесчаненными красно-бурыми суглинками и глинами или серыми разнозернистыми глинистыми песками с валу-
нами. Морены залегают покровами мощностью в десятки метров. Конечные моренные гряды имеют высоту до 30 – 40 м и содержат обломки всех пород, по которым прошел ледник. Донные морены
состоят из неслоистых и неоднородных по составу валунных
глин и суглинков.
При таянии ледника водные потоки размывают донную и конечную морены, вынося и откладывая за его пределами размываемый материал: вблизи его границ крупные обломки: дальше - пески и еще дальше – глинистый материал (рис. 35). Такие водноледниковые отложения получили название флювиогляциальных.
При наступлении или отступлении ледника последовательно смещаются зоны накопления материала по его крупности. Если на глины накладываются пески и крупные обломки, то значит ледник наступал. Наложение на крупные обломки и пески глинистых осадков свидетельствует о периоде отступления ледника (рис. 36).
Флювиогляциальные отложения представлены толщами сравнительно отсортированных и слоистых песков, гравия, галечника,
глин и покровных пылеватых супесей и суглинков мощностью много метров. эти отложения имеют характерные формы рельефа:
Озы – накопления обломочного материала (песка, гравия) в виде высоких узких валов длиной от сотен метров до десятков километров при высоте 5 – 10 м.
Камы –беспорядочно разбросанные холмы, состоящие из слои-
стых песков, супесей с примесью гравия и прослоев глины.
Зандровые поля – широкие пологоволнистые равнины за краем конечных морен, включающие слоистые пески, гравий и гальку.
24
Рис. 35. Схема образования флювиогляциальных отложений:
1 – ледник; 2 – конечная морена; 3 – поток талых вод; 4 – 6 – флювиогляциальные отложения (крупные обломки,
пески, глины)
Рис. 36. Разрезы толщ ледниковых отложений при наступлении (а) и отступлении (б) ледника
25
Возерах под ледниками накапливаются мелкозернистые осадки
иленточные глины с чередованием прослоек светлых опесчаненных и более темных глин.
Ледниковые образования четвертичного периода обозначаются общим индексом gQ, а флювиогляциальные отложения fgQ.
Строительные свойства ледниковых отложений. Моренные и флювиогляциальные отложения являются надежным основанием для сооружений различного типа. За счет давления мощных толщ льда они хорошо спрессованы и даже переуплотнены (пористость до 25 – 30 %), слабоводопроницаемы и служат водоупором. Весьма высокими прочностными и деформационными свойствами обладают практически все разновидности морен, поэтому здания и сооружения на них дают малую осадку. Валунники с песком и валунные пески с гравием и галькой водопроницаемы и водоносны. Подземную воду используют для питьевых и технических целей.
Флювиогляциальные песчано-гравелистые и глинистые отложения озов и зандров уступают моренным глинистым грунтам по прочности, но являются надежным основанием. Исключение составляют ленточные глины и покровные суглинки, которые размокают. Ленточные глины достаточно плотны, слабо водопроницаемы, но при насыщения водой могут быть текучими.
Ледниковые отложения (камень, пески), пески озов, камов и зандров пригодны для насыпей, а валуны для изготовления пьедесталов памятников (например, памятник Петру I в СанктПетербурге).
3.7. Движение грунтов и горных пород на склонах рельефа местности
Слагающие склоны грунты часто неустойчивы и за счет гравитации смещаются вниз по рельефу. В результате этого возникают осыпи, курумы, обвалы и оползни.
Осыпи. На крутых склонах у подножья склонов накапливаются глыбы, щебень, более мелкие обломки образуют валы – осыпи (рис. 37). Их мощность колеблется от нескольких до десятков метров. По признаку подвижности осыпи подразделяют на действую-
щие, находящиеся в стадии интенсивного движения, затухающие
26
и неподвижные.
Рис. 37. Осыпи в горах:
1 – коренные породы; 2 – накопленные осыпи
27
Из инженерных сооружений применяют улавливающие и подпорные стенки, козырьки или сетки над дорогами, галереи и тоннели для дорог (рис. 38) для спасения от падающих камней.
Рис. 38. Галерея для защиты дороги от осыпи
При борьбе с осовами применяют методы осушения. Обломочнощебенистые осыпи служат хорошим строительным материалом.
Курумы. У подошвы пологих склонов скапливаются крупные обломки и глыбы, которые образуют каменные россыпи или курумы (рис. 39) при мощности от нескольких метров до 15 м на дне долин. Движущийся по ложбинам курум называют каменным потоком. Курумы подразделяют на действующие и затухшие. Они разрушают сооружения, засыпают выемки и полезные площади.
Останавливают курумы осушением их глинистой подстилки, для чего в верхней части склона отводят ручьи, перехватывают поверхностные воды нагорными канавами, используют дренажи. В зоне подвижных курумов дороги переносят или их проводят в тоннелях или галереях.
28
Рис. 39. Курумы на склоне речной долины
Обвалы - обрушение массы горных пород на крутых склонах (более 45 – 50°) и обрывах естественных форм и рельефа (речные долины, ущелья, побережья морей и т. д.), а также в строительных котлованах, траншеях, карьерах. Вывалы являются разновидностью обвалов отдельных глыб и камней в откосах выемок.
Все мероприятия по борьбе с обвалами и вывалами сводятся к предупреждению их возникновения и устройству защитных мероприятий: подпорных и улавливающих стен, рвов, траншей, отводу поверхностных вод.
Оползни — скользящее смещение грунтов на склонах долин, оврагов, балок, берегов морей, выемок под действием гравитации и напоре поверхностных или подземных вод. Оползни разрушают здания и сооружения на склонах и ниже их. Большой ущерб приносят оползни на берегах Черноморского побережья Кавказа, Крыма, в долинах рек и горных районов. Происходят оползни и в Беларуси.
Деформации в результате сползания подвергаются насыпи шоссейных и железных дорог, здания и сооружения. На оползневых
29
склонах можно наблюдать разрушенные здания со значительными трещинами (рис. 40, 41) и иными повреждениями (рис. 42).
Рис. 40. Разрушение здания «Беларусбанка» в г. Шарковщина на склоне возле реки вследствие оползня, активизировавшегося при динамических воздействиях от забивки свай и разжижении ила в их основании
30
Рис. 41. Отрыв лестничной клетки от здания клубастоловой в санатории «Белоруссия» в п. г. т. Мисхор на ЮБК
31
Рис. 42. Здание Каложской церкви в г. Гродно на склоне у р. Нёман, часть которой обрушилась при подмыве и активизации оползневого процесса
Часто внешними признаками оползней являются так называемый «пьяный лес» и разорванные стволы деревьев, потеря вертикальности столбов телефонной связи и электролиний, заборов, стен, появление разрывных трещин на отмостке или поверхности грунта (рис. 43). На возникновение и развития оползней оказывают влияние: высота, крутизна и форма, геологическое строение, свойства пород, гидрогеологические условия.
Сползание может возникнуть под действием природных процессов или от производственной деятельности человека. Склоны с крутизной менее 15° оползней не образуют. Часто оползни проявляются при падении слоев, особенно обладающих «ползучестью» глинистых, в сторону склона. Устойчивость склона определяется соотношением сил, стремящихся столкнуть массу пород вниз по склону, и сил, которые сопротивляются этому процессу.
32