3. Геологические процессы и явления на земной поверхности
Природные геологические процессы совершаются на поверхности земли или на малых глубинах в результате геологической работы воды, льда, организмов, ветра, гравитации, деятельности людей при замачивании просадочных грунтов под зданиями и сооружениями, от сдвижения грунтовых толщ над подземными выработками и т.д.
Геологические процессы можно расчленить на 3 стадии:
а) разрушение грунтов;
б) перенос продуктов разрушения;
в) образование из продуктов разрушения новых осадков.
В результате этих процессов происходит изменение рельефа, сглаживаются его крупные элементы и образуются слегка приподнятые равнины – пенеплен.
Выветривание – это разрушение и изменение состава грунтов под воздействием различных агентов, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, кислоты, щелочи, углекислоты, ветер, организмы и т.д.
Выветривания бывают: физическое, химическое и органическое (биологическое).
Физическое выветривание - механическое дробление пород почти без изменения их минералогического состава (рис. 14).
Рис. 14. Выветривание грунтов
Это происходит при колебании температур, замерзании воды, ударах переносимых ветром песчинок, кристаллизации солей в капиллярах, давлении от роста корневой системы растений и т.д.
Интенсивно выветриваются наружные части зданий, особенно при сухом резко континентальном или холодном климате.
Химическое выветривание изменяет состав пород. Активные реагенты - вода, кислород, углекислота и органические кислоты.
Примерами химического выветривания служат растворение в воде каменной соли и гипса, переход ангидрита в гипс (CaSO4 +2H20 = CaSO4 .2H2O) с резким увеличением объема (до 50-60%) и разрушительным давлением на окружающие породы.
Химическое выветривание интенсивнее в теплом и влажном климате. Наиболее устойчивы кварц, мусковит, корунд; менее устойчивы – кальцит, доломит и др.
Биологическое (органическое) выветривание проявляется в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений (рис. 15) и играет ведущую роль в образовании почв. Породы дробятся и разрушаются органическими кислотами при отмирании растений. Корни деревьев расщепляют даже скальные грунты, а бактерии поглощают одни вещества и выделяют другие.
Рис. 15. Разрушение асфальтового покрытия растущими грибами
При выветривании пород изменяются их физико-механические свойства, снижается устойчивость оснований сооружений, возникают откосы, подземные выработки и т.д.
Продукты выветривания остаются на месте образования или переносятся. Без переноса возникает элювий (el) с неокатанными частицами и переменной мощностью.
Степень выветрелости пород оценивается коэффициентом выветрелости KW, т.е. отношением плотностей выветрелой породы к невыветрелой.
Борьба с процессом выветривания.
Для предотвращения выветривания грунтов применяют:
- покрытие грунтов непроницаемыми для агентов выветривания материалами;
- пропитывание грунтов различными стойкими веществами;
- нейтрализацию агентов выветривания;
- планировку территорий и отвод или дренирование вод.