Инженерная геодинамика

     Скальные  грунты на поверхности превращаются в рухляки, свойства которых также резко ухудшены.

     Кроме того, скопление продуктов выветривания на склонах может явиться причиной для образования таких опасных явлений, как оползни, солифлюкация, сели. Это необходимо учитывать при инженерно-геологической оценке местности.

     Меры  борьбы с выветриванием

     1. Покрытие горных пород непроницаемыми  для выветривания материалами.

     2. Пропитывание грунтов различными  веществами.

     3. Нейтрализация факторов выветривания.

     4. Планировка территории для отвода  воды.

     Наилучшими  материалами для покрытия являются глины и суглинки,

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

которые не пропускают влагу и способны погасить колебания  температуры.

      В качестве пропитывающих веществ применяют жидкое стекло, гудрон, цементацию, однако они могут использоваться только в сильно проницаемых грунтах.

      Для нейтрализации растворяющего действия воды иногда вводят в нее раствор  соли, однако этот метод требует  образования стационарных насосных станций для закачки и поэтому дорог.

      Одной из мер борьбы с выветриванием  является отвод поверхностных вод  путем планировок, устройства ливнестоков  и т.д.

      Подземные воды перехватываются различными дренажными системами и устройством искусственных завес (замораживание, цементация, силикатизация и т.д.). Этот метод также очень дорог и чаще всего для наиболее ответственных сооружений – ГЭС и т.д. 

      ПРОЦЕССЫ, СВЯЗАННЫЕ С ДЕЯТЕЛЬНОСТЬЮ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД 

      1. Плоскостной смыв и струйчатая  эрозия.

      2. Оврагообразование.

      3. Селевые потоки.

      4. Геологическая деятельность рек.

      5. Геологическая деятельность морей  и озер.

      6. Заболачивание.

      7. Переработка берегов водохранилищ.

      Ананьев, стр. 159-172

      Маслов, стр. 196-217 

      Плоскостной смыв и струйчатая эрозия.

      Ежегодно на поверхности Земли выпадает 112 км³ осадков. Часть идет на испарение и инфильтрацию, значительная часть – на поверхностный сток.

      Поверхностные текучие воды совершают геологическую  работу, которая складывается из двух процессов – смыва и размыва (эрозии).

      Смыв  – это смещение струйками дождевых или талых вод мелких частиц или обломков горных пород со склонов.

      В результате смыва происходит выполаживание  поверхности земли и образование делювия.

      Делювий представлен обычно суглинками, мелкими  песками, глинами. (Просадочность.)

      Струйчатой  эрозией называется образование во время сильных ливней ручейков, прорезающих на склонах небольшие рытвины или промоины.

        
 
 
 
 

      Смыв  и эрозия причиняют громадный  ущерб сельскому хозяйству, т.к. уничтожает плодородный слой почвы.

      Для борьбы с этими процессами применяют регулирование поверхностного стока, создание защитных лесополос и т.д.

      Оврагообразование

      Промоины, которые образовались при струйчатом размыве, при дальнейшем развитии превращаются в овраги. Стекающая вода обладает значительной размывающей силой, приводящей к росту оврага. Этот процесс идет до определенного момента – выработки профиля предельного равновесия.

      Максимальная  глубина оврага ограничивается уровнем  водоема куда он впадает. Этот уровень  называется базисом эрозии.

        
 
 
 
 
 

      Молодой растущий овраг имеет V –образную форму, а в древности, на стадии предельного равновесия превращается в балку с широкой долиной и корытообразным сечением.

      В нижней части оврага накапливаются  овражные отложения, принесенные водным потоком. Они имеют форму конуса и образуют таким образом конус выноса, а сами отложения называются пролювием.

        
 
 
 
 
 
 

      Оврагообразование связано с рядом  причин.

      1. Количество выпадающих осадков.  Казалось бы, что чем больше  осадков, тем должно быть больше оврагов, однако это не так. В районах с влажным климатом больше и растительности, затрудняющей рост оврагов.

      Поэтому наибольший рост оврагов в местностях с полупустынным климатом, где выпадают редкие, но сильные ливни, а растительности мало. Например в Волгоградской области скорость роста оврагов достигает 3-4 м/год – очень большая величина.

      2. Характер рельефа. Чем глубже  базис эрозии и выше склоны, тем разрушительней оврагообразование.

      3. Характер грунтов, в первую  очередь их размываемость. Наибольший  рост оврагов в лессовых породах, наименьший – в глинах и скальных породах.

      Пески размываются легко, но они хорошо фильтруют воду, поэтому поверхностный сток на них не развит.

      4. Активизация оврагообразования  под влиянием деятельности человека.

      Очень часто овраги возникают и растут из-за неупорядоченного сброса хозяйственных вод на склон или из-за аварий водопроводов и других сходных причин.

      Влияние оврагов на условия  строительства.

      1) Овраги затрудняют и удорожают  строительство, т.к. отнимают полезную площадь и затрудняют устройство коммуникаций.

      2) Они могут угрожать зданиям  и сооружениям, размывать дороги  и т.д. 

      Меры  борьбы с оврагами

      Меры  борьбы с оврагами должны заключаться  в устранении причин, вызывающих их возникновение и развитие. В начальной стадии она наиболее проста и сводится к уничтожению промоин, укреплению склонов растительностью.

      Когда оврагообразование уже достаточно развито, меры борьбы труднее – это  отвод поверхностных вод различными дренажными устройствами, укрепление вершины оврага бетонными лотками, планировка и укрепление склонов, устройство защитных лесополос, замыв и засыпка оврагов. 

      СЕЛЕВЫЕ ПОТОКИ

      Все сказанное о временных водных потоках относится к равнинным  местностям.

      В горах при тех же условиях формируются  сели – временные горные грязекаменные потоки, обладающие громадной разрушительной силой.

      Основные  условия развития селей:

      1) крутой склон горной долины

      2) наличие в верховьях долины  рыхлых отложений

      3) ливни или интенсивное таяние  снега.

      Движение  селей имеет скорость до 10-12 м/сек  и сопровождается громадной разрушительной силой.

      Один  из селей, произошедший в 1946 году вблизи Еревана, имел высоту волны до 4 м  и затопил часть города, а объем  вынесенного материала около 500000 м³.

      Очень часто сели образуются на р. Малой  Алмаатинке. Самый разрушительный в 1928 году. Он продолжался 7 часов, прошло около 80 валов высотой 4-5 м. Было разрушено 182 дома.

        
 
 
 
 

Меры  борьбы с селями

1. Сохранение  лесов, травяного и дернового  покрова.

2. Укрепление бортов и дна русел.

3. Устройство  лотков для пропуска селей у дорог.

4. Устройство  плотин.

 
 
 

5. Рациональное  размещение объектов строительства. 

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСЬ РЕК

      Многие  города расположены вдоль рек. Река – источник энергии. Они производят огромную геологическую работу. Их деятельность состоит в следующем:

      1. Эрозия.

      2. Пренос.

      3. Аккумуляция.

       Профиль равновесия реки: 
 
 
 
 

      В целом в реке преобладают:

      в верховьях – донная эрозия;

      в средней части – донная и боковая, которая наиболее опасна, т.к. вызывает обрушение берегов.

      в низовьях – аккумуляция.

      В результате этой деятельности образуются:

      Долина  реки – углубление, выработанное водным потоком в земной коре и имеющее  уклон от верховьев к низовьям.

      Русло – ложе речной долины, занятое водным потоком.

      Пойма – участок долины, заливаемый паводковыми водами.

       Речные террасы. Выделяют поперечные и продольные. Поперечные - пороги 
 
 
 

      Продольные  террасы вдоль речных склонов  иногда симметричны, иногда нет.

Террасы - это древние поймы, образующиеся при изменении базиса эрозии.

 
 
 
 
 

Террасы как основания сооружений.

      Речные  террасы делятся по строению на эрозионные или цокольные и аккумулятивные (накопление).

      Эрозионные  террасы состоят из коренных пород, аккумулятивные сложены речными отложениями.

        
 
 

      Перенос частиц осуществляется:

      1. Крупные – волоком по дну.

      2. Мелкие во взвешенном состоянии.

      3. В растворенном состоянии.

      Аллювиальные (речные) отложения — аллювий  аQ_IV. Они очень разнообразны по своему составу и подразделяются:

      - русловые отложения (пески различной  крупности)

      - пойменные отложения – скорость медленнее, более тонкие частицы (супеси, суглинки).

      - Старичные отложения (ил).

      Старица соединена с руслом только в паводок  и является полуозером.

        
 
 
 

      Озерный режим – самые тонкие частицы.

      Ил  – особая порода и представляет водонасыщенные рыхлые породы, богатые органикой и обладающие очень низкой несущей способностью. При строительстве требуют применения особых методов: уплотнение, сваи, закрепление.

      Русловые  образуют нижний горизонт аллювиальной толщи, а пойменные отложения – верхний.