Инженерная геология

 

12.

ЗОНА (ПОДЗОНА) ВЫВЕТРИВАНИЯ

 — верхний горизонт земной коры, выше и намного ниже уровня грунтовых вод. В этой зоне активно развиваются процессы физ. и хим. выветривания. Разложение г. п. и образование новых м-лов происходят здесь в условиях трехфазной системы (газообразная, жидкая и твердая) и в большой степени зависят от климата. Мощи, зон выветривания варьирует от нескольких см, в пределах влажных равнин, до многих десятков и сотен м в р-нах с расчлененным рельефом и небольшим количеством атмосферных осадков.

 

Кора́ выве́тривания — континентальная геологическая формация, образующаяся на земной поверхности в результате выветривания горных пород.

 

Продукты изменения, оставшиеся на месте своего первичного залегания, называют остаточной корой выветривания, а перемещённые на небольшое расстояние, но не потерявшие связи с материнской породой — переотложенной корой выветривания. Некоторые геологи к коре выветривания относят продукты размыва и переотложения почв и остаточной коры выветривания, именуя их аккумулятивной корой выветривания (пролювий, делювий и т. д.).

 

 

13.

Эро́зия (от лат. erosio — разъедание) — разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и  ветром, включающее в себя отрыв  и вынос обломков материала и  сопровождающееся их отложением.

 

Эрозия почвы[1] — разрушение и  снос верхних наиболее плодородных  горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.

 

Часто, особенно в зарубежной литературе, под эрозией понимают любую разрушительную деятельность геологических сил, таких, как морской прибой, ледники, гравитация; в таком случае эрозия выступает синонимом денудации. Для них, однако, существуют и специальные термины: абразия (волновая эрозия), экзарация (ледниковая эрозия), гравитационные процессы, солифлюкция и т. д. Такой же термин (дефляция) используется параллельно с понятием ветровая эрозия, но последнее гораздо более распространено

 

14.

 

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНЫХ  ТЕКУЧИХ ВОД

 

Под текучими водами понимаются все  воды поверхностного стока на суше от струй, возникающих при выпадении дождя и таяния снега, до самых крупных рек. Все воды, стекающие по поверхности Земли, производят различного вида работу. Чем больше масса воды и скорость течения, тем наибольший эффект ее деятельности. Хорошо известно, что поверхностная текучая вода - один из важнейших факторов денудации суши и преобразования лика Земли.

 

Как и в других экзогенных процессах, в деятельности текучих вод могут  быть выделены три составляющие: 1) разрушение, 2) перенос и 3) отложение, или аккумуляция, переносимого материала на путях переноса. По характеру и результатам деятельности можно выделить три вида поверхностного стока вод: плоскостной безрусловой склоновый сток; сток временных русловых потоков; сток постоянных водотоков - рек.

 

15.

 

16.

 

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ  ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  МОРЯ.

 

     Море, занимающее около  71 % земной поверхности, является  могучим геологическим фактором, непрерывно работающим над изменением  лика Земля. Как и остальные  геологические факторы (ветер,  лед, текучие воды) море производит разнообразную работу, заключающуюся в разрушении горных пород, переносе разрушенного материала, накоплении его и создании новых горных пород. Однако в противоположность суше, где главное значение имеют процессы денудации, в море процессы аккумуляции значительно преобладают над процессами разрушения и переноса. Это хорошо видно из противопоставления величины площади прибрежной полосы, где в основном осуществляется вся разрушительная работа моря, и колоссальным пространством океанического дна, являющегося ареной аккумуляции осадков.

     Осадочные породы, слагающие  самую верхнюю часть литосферы,  на 90% представлены морскими отложениями.  Отсюда понятно, как велика  созидающая работа моря, и какое  существеннейшее значение имеет  она в развитии Земли

 

Абразия (от латинского abrasio — соскабливание, сбривание), разрушение волнами и прибоем берегов морей, озёр и крупных водохранилищ. Интенсивность А. зависит от степени волнового воздействия, т. е. от бурности водоёма. Важнейшим условием, предопределяющим абразионное развитие берега, является относительно крутой угол исходного откоса (больше 0,01) прибрежной части дна моря или озера. А. создаёт на берегах абразионную террасу, или бенч, и абразионный уступ, или клиф (см. рис.). Образующиеся при этом в результате разрушения горных пород песок, гравий, галька могут вовлекаться в процессы перемещения наносов и служить материалом для образования береговых аккумулятивных форм. Часть материала сносится волнами и течениями к подножию абразионного подводного склона, образуя здесь прислонённую аккумулятивную террасу. По мере расширения абразионной террасы А. постепенно затухает (т. к. расширяется полоса мелководья, на преодоление которой расходуется энергия волн) и при поступлении наносов может смениться аккумуляцией.

 

 

На склонах искусственных водохранилищ, уклоны которых в прошлом формировались иными, не абразионными факторами, темп А. особенно высок — до десятка метров в год

 

17.

ЛИМНОГЛЯЦИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ (от греч. limne озеро, пруд + лат. glacialis ледяной), озёрно-ледниковые отложения, генетический тип водно-ледниковых отложений, образовавшихся в приледниковых подпрудных водоёмах, в озёрах среди полей «мёртвого» льда, в ледниковых ложбинах во время отступания ледника. Представлены ленточными глинами, суглинками, тонко- и мелкозернистыми песками. На долю лимногляциальных отложений приходится 3—5% объёма антропогеновых отложений. Занимают значительную площади в районе Верхнедвинска, Полоцка, Суража, вдоль долин Диены, Лучосы, из вестны около Лепеля, Ушачей, Свири, к северо-западу от Мяделя и в других местах Белорусского Поозёрья. На западе и в центре республики на поверхности встречаются реже, преимущественно в понижениях рельефа, на склонах конечно-моренных гряд в виде вытянутых линз длиной несколько сотен метров (изредка до нескольких километров).

 Лимногляциальные отложения  обычно имеют ленточное строение (называемые ленточными глинами), обусловленное чередованием горизонтальных  прослоев тёмного глинистого (зимнего)  и более светлого алеврито-песчанистого  материала (летнего сезона). Толщина отдельных пар лент (тёмной и светлой) от 0,1 до 7 см, как исключение 20 — 50 см. Мощность лимногляциальных отложений в центральной части толщ от нескольких метров до 50 м, в ледниковых ложбинах до 70 м. Подсчёт годовых пар лент позволяет определить продолжительность существования приледниковых озёр. С лимногляциальными отложениями связаны месторождения сырья для производства кирпича, гончарных изделий, аглопорита, керамзита

 

Флювиогляциальные отложения, отложения  потоков талых ледниковых вод. Различают два типа Ф. о. – приледниковый и внутриледниковый. Приледниковые Ф. о. образуются перед фронтом ледника вытекающими из-под его края талыми водами. Они слагают зандры и флювиогляциальные террасы, а также некоторые маргинальные и радиальные озы, возникшие путём слияния дельт, накопленных в местах выхода талых вод из-под края ледника там, где он спускался в озёрный или морской водоём. Для Ф. о. характерна быстрая смена грубых галечников и валунных песков мелкозернистыми косослоистыми песками по мере удаления от края ледника. Внутриледниковые Ф. о. отлагаются талыми водами, протекающими по проложенным ими в толще льда подлёдным тоннелям, промоинам и проталинам; слагают своеобразные формы рельефа – озы и камы; отличаются большой неоднородностью строения, обусловленной чередованием в разрезе и сменой на площади накоплений валунников, галечников, гравия, плохо отсортированных или хорошо промытых, косослоистых песков разной крупности (вплоть до тонкозернистых)

 

 

18.

Геологическая деятельность ветра

Разрушительная деятельность: дефляция и корразия

Перенос материала ветром

 

Аккумулятивная деятельность ветра

 

Эоловые формы рельефа

 

Деятельность ветра является одним  из важнейших геологических и  рельефообразующих факторов на поверхности  суши. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими отложения рельефа и формы называют эоловыми (Эол - бог ветров в греческой мифологии). Эоловые процессы протекают на всей территории суши, но наиболее активно проявляются в пустынях, полупустынях, на побережьях морей и океанов. Этому способствует оптимальное сочетание условий, способствующих развитию эоловых процессов: 1) отсутствие или разреженность растительного покрова, определяющее наличие непосредственного контакта горных пород, слагающих территорию, и воздушных потоков атмосферы; 2) частые ветры; 3) наличие больших объёмов рыхлого материала, способного перемещаться ветром. Необходимо отметить, что существенное значение при «поставке» обломочного материала, в дальнейшем перемещаемого ветром, в пустынях (для которых, как известно, характерны значительные суточные колебания температуры) имеет температурное выветривание. Существенную роль эоловые процессы играют также в сухих степях, саваннах, приледниковых областях, долинах крупных рек и других открытых ландшафтах. Переносимый ветром тонкий материал может перемещаться на сотни и даже тысячи километров (достаточно отметить, что на значительных участках океанического дна вклад эолового материал достигает 50-70% и более).

 

Геологическая деятельность ветра  складывается из процессов разрушения пород, переноса материала и его аккумуляции, тесно взаимосвязанных и протекающих одновременно

 

19.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

В современной гидрогеологической литературе имеется несколько классификаций  подземных вод. Многие исследователи в качестве основного признака используют принадлежность разных видов подземных вод к конкретным зонам: 1) зоне аэрации и 2) зоне насыщения. В зоне аэрации можно выделить почвенные воды и верховодку.

Почвенные воды распространены в почвенном слое близ поверхности Земли. Их формирование связано с процессами инфильтрации атмосферных осадков, снеготалых вод и конденсации атмосферной влаги. Вид и состояние почвенных вод определяют три основных фактора: общая увлажненность почвы, мощность зоны аэрации и структурно-текстурные особенности почвы. На участках, где мощность зоны аэрации большая, а грунтовые воды находятся глубоко, в почвенном слое при растущем увлажнении образуются подвешенные капиллярные воды, заполняющие межзерновые пространства пород. Толщина такого слоя капиллярно-подвешенных вод составляет обычно десятки сантиметров. В случае неглубокого залегания грунтовых вод возможно питание почв снизу за счет капиллярно-поднятой воды.

Верховодка образуется в зоне аэрации, когда инфильтрующаяся вода встречает на своем пути линзы водонепроницаемых пород. Это могут быть линзы глин среди песчаных отложений речных террас или суглинков в водопроницаемых водно-ледниковых отложениях и др. Подземные воды верховодки обычно образуются на сравнительно небольшой глубине и имеют ограниченное по площади распространение (см. рис. 7.3). Мощность пород, насыщенных верховодкой, чаще всего бывает до 1 м, редко достигает 2-5 м. Наибольшая мощность отмечается весной в период интенсивного снеготаяния и осенью при обильном выпадении атмосферных осадков. В засушливые годы мощность и количество воды верховодки уменьшаются, а иногда она совсем иссякает. Продолжительность существования верховодки зависит также от размеров и мощности водоупорного ложа, влагоемкости пород и условий питания. Чем больше размеры и мощность водоупорной линзы и интенсивность питания, тем больше сроки существования верховодки.

В зоне насыщения выделяют воды: 1) грунтовые; 2) межпластовые безнапорные; 3) межпластовые напорные, или артезианские.

 

 

20.

 

ЗАКОН ДАРСИ — закон фильтрации жидкости в пористой среде, выражающий линейную зависимость скорости фильтрации от напорного градиента V = К_i, где V — скорость фильтрации, К — коэф. фильтрации, I — напорный градиент.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНАЯ СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД — скорость движения подземных вод в порах или трещинах горной породы. Определяется при помощи индикаторов, вводимых в водоносный пласт, или делением расхода подземного потока на действительную площадь фильтрующего сечения (площадь пор и трещин).

 

ДЕЙСТВИТЕЛЬНАЯ (ИСТИННАЯ) СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. Вычисленная скорость, полученная путем деления расхода подземного потока на действительную площадь фильтрующего сечения (площадь пор), или определенная методом индикаторов по расстоянию между двумя пунктами наблюдения и по времени прохождения индикатора между ними

 

 

 

21.

 

22.

Направление движения подземных  вод легко устанавливается при  наличии карт гидроизогипс (либо гидроизопьез) по изучаемым водоносным горизонтам. По таким картам направление движения подземных вод определяется линиями токов, проведенным перпендикулярно, к линиям равного напора гидроизогипсам или гидроизопьезам по уклону потока.

По отсутствии карт, отражающих положение свободной или пьезометрической поверхности подземных вод, для  определения направления их движения необходимо иметь не менее трех выработок, чтобы установить отметки уровня подземных вод. Выработки желательно располагать по углам равностороннего треугольника с длиной стороны от 50 до 200 метров(чем меньше уклон потока, тем больше расстояние между скважинами). По известным или установленным отметкам уровня подземных вод путем интерполяции составляется план изолинии свободной или изотермической поверхности определяется направление движения потока по линиям токов.

рис.3

Для получения надежных данных о направлениях движения потоков подземных вод следует использовать материалы режимных наблюдений(карты изолиний на различные периоды времени). Определение направления движения по картам гидроизогипс следует считать основным методом при отсутствии карт достоверных данных об отметках уровней в отдельных точках направление давления подземных вод можно устанавливать с помощью геофизических(фотографирование в скважинах конусов распространения красителя от точечного источника, метод заряженного тела, замеры интенсивности конвективного переноса тепла в разных направления от датчика, круговые измерения естественного потенциала и др.), радиоиндикаторных и других методов.

 

Геофизические методы определения направления движения подземных вод.

Наиболее перспективными являются односкважинные методы, в том числе метод фотографирования конусов выноса от точечного источника красителя, при котором периодически фотографируются распространяющиеся от специальной капсулы конуса красителя на фоне стрелки магнитного указателя. Всего за один спуск можно наполнить до 60 снимков, направление движения подземных вод определяется по направлению конуса заноса красителя для получения надежных результатов достаточно 4-6снимков.