Инженерно-геологические процессы и явления.
Выветривание(нем. Wetter - погода), или гипергенез, представляет собой процесс глобального воздействия внешних подвижных геосфер (атмо-,гидро- и биосферы) на горные породы суши Земли, при котором видоизмененные породы и Продукты разрушения остаются на месте, создавая кору выветривания. Уточняя, можно сказать, что выветривание - это процесс физического разрушения и химического разложения горных пород в зоне аэрации под воздействием колебаний температуры, воды, почвенных растворов углекислоты и кислорода воздуха, растений и животных организмов. Различают физическое, химическое и биологическое выветривание.
На Земле температурное выветривание мощно проявляется в областях с резко континентальным климатом, где велика разница суточной и годовой
температуры. В пустыне поверхность Земли нагревается сильнее, чем воздух,
причем амплитуда суточной температуры ее достигает 1000С, Поэтому там
образуются поражающие величиной шлейфы осыпей и каменных развалов у
скалистых возвышенностей и песчаные накопления на равнинах.
Химическое выветриваниепроизводится водой, углекислотой и кислородом воздуха путем растворения и гидролиза.
Биологическое выветривание. Низшие растения (мхи, лишайники), поселяясь на скалах, непосредственно разрушают минеральный субстрат, получая вещества для своего роста. Высшие растения делают это с помощью почвы, в которой накапливаются продукты жизнедеятельности организмов и
|
|
которая постоянно вырабатывает углекислоту и агрессивные органические
кислоты, главные агенты биохимического разложения пород. Можно сказать,
что жизнь на земле и разрушение горных пород организмами - это две стороны одного процесса, совершающегося многие сотни миллионов лет.
Следствием выветривания является образование кор выветривания, вещество которых называют элювием. Снизу элювий представлен разборной
скалой омелкоземом по трещинам, в средней части - преимущественно щебе-
нистым материалом; ближе к поверхности, в зависимости от климата, отме-
чаются либо неоднородная смесь щебня, дресвы, песка и пыли с глиной, либо
более или менее чистая глина (там, где преобладает химическое выветривание).
Рис. 1. Изменение интенсивности выветривания с глубиной
Под карстомпринято подразумевать выщелачивание растворимых пород, а, кроме того, также те поверхностные формы рельефа и подземные полости, которые при этом образуются. Таким образом, словом "карст" обозначают и процесс, и его результат. Различают карбонатный карст и соляной, развивающийся в гипсе и каменной соли.
Рис.2. Формы карбонатного карста
Современный карстовый процесс на карбонатных породах не представ-
|
|
ляет большой опасности для сооружений, так как развивается медленно и
эксплуатационные сроки сооружений несоизмеримы с угрожающим развитием карста. Важно выявить уже существующие полости и, если они оказываются в опасной близости от фундамента сооружения, закрепить бетоном или другим материалом.
Гипсовый карстраспространен в Поволжье, на Уфимском плато, на юге Иркутской области, в некоторых районах Средней Азии и Карпат, т.е. там, где распространены соленосные формации пород, залегающие вблизи поверхности Земли.
Растворимость гипса составляет 2 г/л, и процесс развития карста на нем идет быстро, затухая лишь по мере насыщения воды сульфатом кальция.
Гипсовый карст не зависит от газовой компоненты и поэтому более предсказуем. Для развития его нужна лишь циркуляция ненасыщенной сульфатом кальция воды в гипсовой залежи. Опасны быстро возникающие подземные пустоты, на месте которых образуются провальные воронки, конечные формы гипсового карста (рис.30).
Рис.30. Образование провальной воронки (Поволжье)
Суффозия в узком смысле этого термина означает механический вынос частиц из скелета грунта проходящим по поровому пространству водами, а также вынос их в растворенном виде из засоленных грунтов.
|
|
В более широком смысле суффозия представляет собой образование каверн и полостей, проседание земной поверхности за счет этого. В первую очередь, механического выноса. Наиболее часто суффозия поражает перекопанный грунт, обратную засыпку, насыпной слой, т.е. грунты, находящиеся в рыхлом состоянии.
Рис.32. Колодец, обнаруженный суффозией
Рис.34. Суффозионная воронка на карстующихся известняках
При откопке котлованов, траншей, шурфов и бурении скважин в водонасыщенных грунтах часто встречаются с превращением их в текучую массу, суспензию, стремящуюся растечься и заполнить собой выработанное пространство. Эта песчано-глинистая суспензия называется плывуном. Плывун обладает способностью удерживать во взвешенном состоянии некоторое время не только глинистые частицы, но и песчаные и даже куски ненарушенной породы, которые увлекаются за значительные расстояния. Эта, большая, чем у воды, взвешивающая способность объясняется большим удельным весом плывуна (до 2 г/см3). Она сохраняется до тех пор, пока частицы грунта не перестанут перемещаться относительно друг друга (эффект Жуковского).
|
|
Осыпьюназывается накопление обломков горных пород, отделившихся в результате выветривания и перемещенных благодаря силе тяжести.
Осыпи образуются в виде конусов, прислоненных к склону. Самые крупные
осыпи образуются в высокогорье у подножия склонов, сложенных флишем,
монотонно переслаивающимися песчаниками, алевролитами и аргиллитами.
Обвал представляет собой внезапное обрушение массива горных пород, сопровождающееся его дроблением и свободным падением обломков, а уплотненном воздухе.
Оползеньпредставляет собой отрыв земляных масс и медленное смещение их вниз по одной или нескольким поверхностям скольжения под действием силы тяжести.
Рис.40. Виды оползней
Дата добавления: 2018-05-31; просмотров: 626; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!