Геологические процессы. Лекция на тему "физико-геологические и инженерно-геологические процессы и явления" Виды геологических процессов

Все геологические процессы делятся на экзогенные (внешние) в эндогенные (внутренние). Экзогенные геологические процессы происходят в результате воздействия внешних оболочек земли (гидросферы и атмосферы) на земную кору и охватывают ее поверхностные части. Они обнаруживают связь с внешними, в частности, климатическими условиями и обычно подчиняются климатической зональности. По своей направленности экзогенные процессы подразделяется на денудационные и аккумулятивные, однако между собой неразрывно связаны, как, например, связаны явления смыва, Размыва и оврагообразования с процессами накопления делювия, овражного аллювия, отложений конусов выноса и т.д. Обычно достаточно точно выделяются части территории, в одних из которых превалируют денудационные процессы и процессы, их подновляющие, тогда как в других сосредоточены главным образом процессы аккумуляции и литификации осадков. Подобное разгра ничение позволяет выделить особенности геодинамической обстановки и состояние и свойства горных пород покровной толщи изучаемой территории. Экзогенные геологические процессы возникают в результате геологической работы поверхностных вод, подземных вод и атмосферы. Одни из них обязаны своим развитием в основном поверхностным водам (явления смыва и размыва, оврагообразования и т. д.), другие - подземным водам (карст, фильтрационное разрушение горных пород), третьи - атмосфере (ветровая коррозия горных пород, процессы развевания и навевания - движущиеся пески). Некоторые экзогенные процессы возникают в результате совместных действий подземных и поверхностных вод (например, оползни) или подземных вод и атмосферы (выветривание горных пород, разнообразные виды объемных деформаций почво-грунтов). По этому принципу выделяются естественные группы экзогенных геологических процессов. Экзогенные геологические процессы поддаются с различной степенью эффективности инженерному управлению, например, путем вертикальной планировки территории, регулирования подземного и поверхностного стока, режима влажности и температурного режима горных пород. Эндогенные геологические процессы возникают под действием внутренней энергии, выделяемой землей. Из числа эндогенных Геологических процессов, определяющих в наибольшей степени геодинамическую обстановку месторождения, наибольший интерес представляют сейсмические процессы, неотектонические движения земной коры и явления геотермии. Эндогенные геологические процессы не поддаются инженерному управлению, поэтому строительство и эксплуатация горных предприятий в зонах продления этих процессов основывается на их прогнозировании и создании падежных, приспособленных к данной геодинамнческой обстановке инженерных конструкций, а также технологических схем и методов разработки полезных ископаемых. Таким образом, современные геологические процессы и горногеологические явления в совокупности определяют геодинамическую обстановку производства горных работ. Геодинамическая 0бстановка характеризуется состоянием геофизических полей, Пронизывающих геологическую среду (полей напряжений и деформаций, геотермического, гидрогеодинамического) и горногеологических явлений.

Раздел инженерной геологии, в котором рассматриваются современные геологические процессы и горно-геологические явления с позиции их влияния на условия разработки месторождений полезных ископаемых, называется инженерной геодинамикой . Основными задачами геодинамики являются: 1) изучение современных геологических процессов с целью определения их влияния на устойчивость, надежность и долговечность горнотехнических сооружений; 2) прогноз изменений геодинамической обстановки района производства горных работ; 3) обоснование защитных инженерных мероприятий, обеспечивающих безопасное ведение горных работ, рациональное использование недр и охрану окружающей среды. Перечисленные задачи решаются путем детального изучения структуры массива пород и его геодинамического состояния с широким привлечением методов инженерной петрографии (грунтоведения), натурного и модельного экспериментирования и механики структурированных сред.

34 Эндогенные процессы – это геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические движения земной коры, магматизм, метаморфизм горных пород, сейсмическая активность. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация).

Тектонические процессы бывают медленными и быстрыми, медленные в свою очередь разделяются на радиальные или колебательные и тангенциальные.Рассмотрим каждый вид в отдельности. Медленные колебательные тектонические движения: эти движения могут быть восходящими или нисходящими. Особенностью этих движений, которая отличает их от остальных видов эндогенных процессов, является то, что они могут быть очень значительными по масштабам и продолжительности. Могут охватывать своим влиянием очень крупные территории и определять тем самым их наиболее важные инженерно-геологические условия на очень длительное время. Важной особенностью этого вида тектонических движений является также то, что они могут вызывать и способствовать развитию определенных видов экзогенных процессов, явлений. В результате этих видов движений отдельные крупные участки земной коры на протяжении многих столетий поднимаются, а другие опускаются со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров в год.

Инженерно-геологическое значение огромно, ведь от них зависит положение границы между морем и сушей, интенсивность размытия берегов волнами моря, то есть процессами абразии, образование крупных оползней и другие явления. Эти процессы необходимо учитывать в первую очередь при строительстве городов у моря, гидротехнических сооружений, плотин, мелиоративных сооружений. Для наблюдения за такими явлениями создаются специальные наблюдательные станции, которые используют геодезические измерения очень высокой точности. Медленные тангенциальные тектонические движения: их делят на пликативные или складкообразовательные и дизъюнктивные или разрывные. Наличие подобных дислокаций усложняет инженерно-геологические условия строительных площадок, в частности нарушается однородность грунтов в основаниях сооружений, образуются зоны дробления, снижается прочность грунтов, по трещинам разрывов периодически происходят смещения, а также циркулируют подземные воды. При крутом падении грунтов фундамент сооружения может располагаться одновременно на различных по свойствам грунтах, что нередко приводит к деформации сооружения. Также негативные последствия могут иметь расположения сооружений на линии разлома. Для строительных целей наиболее благоприятными условиями является горизонтальное залегание слоев, большая их мощность, однородность состава, отсутствие разрывов, в таких случаях сооружение получает наибольшую устойчивость, так как есть предпосылки для равномерной сжимаемости пластов или их уплотнения под всем сооружением.Быстрые тектонические движения: землетрясения являются наиболее катастрофическими, они могут быть очень значительными по масштабам и по продолжительности, и определять таким образом инженерно-геологические условия крупных территорий, однако, в отличие от медленных, они происходят не постоянно, а периодически Причем они могут проявлять очень высокую активность, которая может оказывать катастрофическое влияние на инженерно-геологические условия, здания, людей, животных. Особенностью землетрясений является также то, что они могут быть вызваны не только природными процессами, но и иногда деятельностью человека, в частности различными взрывами. В инженерной геологии землетрясения оцениваются по их силе, то есть по тому воздействию, которое они оказывают на поверхность земли, на рельеф, здания, людей, животных. В России для оценки силы землетрясения принята двенадцатибальная шкала Меркалли. За землетрясениями ведут постоянное наблюдение, в том числе при помощи приборов-сейсмографов, на основании многолетних наблюдений и их статистической обработки составлены карты землетрясений, с разделениями территорий на участки по максимальной силе землетрясений, которая там когда-либо наблюдалась, в соответствии с этими картами вся земная поверхность разделена на зоны: сейсмические, асейсмические, пенесейсмические. К сейсмическим относят районы с силой землетрясения от 7 баллов и выше, асейсмические - землетрясений нет вообще, пенесейсмические - районы, в которых землетрясения бывают редко и не превышают по силе 6 баллов. Землетрясения способствуют развитию опасных экзогенных процессов, таких как: оползни, обвалы, осыпи и другие. При проведении строительных работ в сейсмических районах выполняется сейсмическое микрорайонирование. Оно заключается в корректировке баллов по сейсмической карта с учетом конкретных инженерно-геологических условий той или иной строительной площадки. Это необходимо делать потому, что баллы сейсмических карт дают только некоторые усредненные характеристики условий районы и не отражают конкретных условий локальной строительной площадки. В связи с этим, данные баллы подлежат уточнению на основе детальных инженерно-геологических исследований строительной площадки, которые необходимо производить до начала проектных работ. В результате таких уточнений происходит увеличение исходных баллов по сейсмической карте на единицу для участков, сложенных рыхлыми породами, и их уменьшение на единицу для участков, сложенных прочными скальными породами. Породы промежуточных категорий могут сохранить без изменений свою исходную балльность, такая корректировка баллов справедлива в основном для равнинных районов, для горных районов надо учитывать и другие факторы, в первую очередь такими факторами являются рельеф, склонность к оползням и обвалам.

35,37. Стало ясным, что Тектонические движения весьма разнообразны как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно, по механизму и причинам возникновения. По др. принципу Тектонические движения были разделены ещё М. В. Ломоносовым на медленные (вековые) и быстрые .

Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость медленных движений. Смещения земной поверхности во время землетрясений составляют несколько м, иногда более 10 м. Однако такие смещения проявляются эпизодически и в сумме дают эффект, не намного превышающий эффект медленных движений.

Современные колебательные движения - это медленное воздымание или опускание отдельных блоков с разными скоростями и величиной перемещений. Наибольшее поднятие установлено на Аляске. Здесь на горе, на высоте 1500 м, обнаружены раковины современных моллюсков. Изучение таких движений проводится с помощью повторного нивелирования по одним и тем же профилям. Это дает возможность определить скорость движения данного участка.Современные движения земной коры по виду и темпу подразделяют на несколько типов: медленные или вековые движения отдельных участков земной коры, развивающиеся на протяжении, по крайней мере нескольких столетий; сейсмические колебания - толчки различной силы и длительности, особенно интенсивные и частые в орогенических областях, но охватывающие и области платформ; периодические колебания, связанные с гравитационным воздействием окружающих Землю космических тел, прежде всего Луны и Солнца (Лунно-Солнечные приливы); сложные колебания поверхности Земли, связанные с сезонными изменениями метеорологических условий. Поля тектонических напряжений в настоящее время связывают с первым из указанных типов движений.

Современные медленные движения земной коры имеют вертикальные и горизонтальные составляющие, скорости которых различны и зависят, главным образом, от тектонического типа региона, строения и местоположения участка земной коры. Данные непосредственных измерений и наблюдений в нашей стране и за рубежом свидетельствуют о приуроченности высоких горизонтальных напряжений к зонам тектонических поднятий земной коры, причём уровень горизонтальных напряжений тем выше, чем выше скорость поднятий. Поскольку районам поднимающихся блоков литосферы свойственна повышенная сейсмичность, между степенью тектонической напряжённости и сейсмичностью существует тесная связь. Медленные движения земной коры, направленные вниз, неизбежно должны сменяться движениями вверх, и наоборот. Они охватывают всю земную кору. Такие радиальные движения находят подтверждение во многих геологических явлениях. Медленные тангенциальные движения земной коры распространены не менее широко, и их существование тоже не вызывает сомнений.

36. Складчатые и разрывные дислокации пластов. Земная кора обладает различной подвижностью. На поверхности Земли постоянно возникают горные системы и океанические впадины. Осадочные породы первоначально залегают горизонтально. Тектонические движения (сейсмические явления, землетрясения, вулканизм) выводят пласты из горизонтального положения, нарушают первичную форму залегания. Эти нарушения получили название дислокации (или вторичные формы залегания). Дислокации в зависимости от вида тектонических движений разделяют на складчатые (не разрывные) и разрывные. Складчатые дислокации формируются без разрыва сплошности слоев. К ним относятся моноклиналь, складка и антиклиналь.

Моноклиналь – наиболее простая форма связанных тектонических нарушений в слоистых горных породах, связанная с наклонным залеганием слоев, которые однообразно падают в одном направлении (от 5 и более градусов).

Флексура – моноклинальное и горизонтальное залегание слоев нарушается коленообразным изгибом, обусловленным возведением на породы тангенциальных тектонических сил.

Складки – тектонические нарушения представляют собой волнообразные изгибы слоев горных пород, среди которых выделяют выпуклые (антиклинали – замок расположен вверху, крылья – внизу) и вогнутые (синклинали – замок расположен внизу. А крылья – вверху). Разрывные дислокации образуются в результате интенсивных тектонических движений, сопровождающиеся разрывом сплошности пород и смещением слоев относительно друг друга. Амплитуда смещения может быть от нескольких сантиметров до километров при ширине трещин до нескольких метров. К разрывным дислокациям относятся сбросы, взбросы, грабены, горсты, сдвиги и надвиги.

Сбросы – разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной.

Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной.

Грабен – когда подвижный участок земной коры опустился по отношению к двум неподвижным участкам в результате тектонического движения.

Горст – обратное грабену движение. Сдвиг – представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию.

Надвиг – обратное сдвигу перемещение.

С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость. Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей.

38. Суть и инженерно-геологические основы микросейсмического районирования Сейсмические (от греч. «сейсмос» - колебание) процессы возникают в результате разрядки внутренних напряжений Земли. Они относятся к категории наиболее опасных геологических процессов. На поверхности земной коры сейсмические процессы проявляются в виде землетрясений (на суше) и моретрясений (на дне океанов). Землетрясения – внезапные подземные толчки и быстрые упругие колебания земной поверхности. По происхождению различают землетрясения вулканические, связанные с извержением вулканов, денудационные (обвальные и провальные), техногенные, возникающие в результате подземных взрывов и других видов деятельности человека. Однако наиболее распространенными и разрушительными являются тектонические (95% всех землетрясений в мире), связанные с внутренней энергией Земли. Наука, которая всесторонне изучает землетрясения, называется сейсмологией. Основной объем наблюдений выполняется на сейсмических станциях, оснащенных весьма чувствительными приборами для записи колебаний грунта – сейсмографами. Землетрясения исключительно опасны не только прямым воздействием, но негативными последствиями в виде оползней, обвалов, снежных лавин, селей, цунами и других неблагоприятных процессов. Сейсмическое микрорайонирование основано на уточнении (корректировка на 1 – 2 балла) данных ОСР (общего сейсмического районирования) на конкретных застраиваемых территорий. Корректировка балльности производится в зависимости от грунтовых, геоморфологических и тектонических условий участка предполагаемого строительства. Повышают на 1 – 2 балльность при строительстве на участках с сильно расчлененным рельефом, на берегах рек и склонах оврагов, в местах развития опасных геологических процессов (карста, оползней и др.) при высоком залегании уровня грунтовых вод. Карст (нем. Karst) (карстовые явления) , явления связанные с растворением природными водами горных пород (гипса, каменной соли и др.). Карст характеризуется комплексом подземных (пещеры, полости, ходы, естественные колодцы) и поверхностных (воронки и др.)форм рельефа, своеобразием циркуляции и режима подземных вод, речной сети и озер. Крайне опасны участки вблизи тектонических разрывов. Повышают балльность и при строительстве на рыхлых песках и водонасыщенных глинистых грунтах. Наиболее благоприятные грунты при строительстве в сейсмических районах – прочные скальные, крупнообломочные с небольшим содержанием песчано – глинистого заполнителя и многолетнемерзлые в твердомерзлом состоянии. На строительных площадках, сложенных этими грунтами, балльность снижают на 1 балл в сравнении с балльностью, указанной на сейсмических картах. В равнинных и холмистых районах, для которых отсутствуют карты сейсмического микрорайонирования, сейсмичность площадки строительствауточняют с помощью таблицы № 1. (СНиП 11 – 7 – 81*, изд. 2000г.)

39. Выветривание - процесс разрушения и химического изменения горных пород вследствие перепадов температуры, химического и механического воздействия атмосферы, воды и живых организмов. Это совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Происходит за счет действия различных факторов - влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и живых организмов на горные породы. Если горные породы длительное время находятся вблизи от поверхности или непосредственно на поверхности Земли, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. В процессе выветривания различные промежуточные и конечные продукты разложения могут растворяться и выноситься приповерхностными водами. Их миграция осуществляется в виде взвесей, коллоидных и истинных растворов. Механическое выветривание . При механическом выветривании, раздробление пород происходит вследствие тектонических процессов, деятельности воды, льда, ветра под влиянием силы тяжести и других причин.

Химическое выветривание связано с тем, что многие минералы, оказавшись у поверхности Земли, вступают в различные химические реакции. Объем их при этом увеличивается, и горная порода разрушается. Основными факторами этого типа выветривания являются атмо­сферная и грунтовая вода, свободные кислород и угле­кислота, растворенные в воде органические и некоторые минераль­ные кислоты. К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз. Химическое разложение протекает одновременно с механиче­ским раздроблением.

Физическое (морозное) выветривание протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно физическое выветривание в районах с континентальным климатом, где отмечается существенная разница суточных и сезонных температур. Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т.д.)

• установление возраста, строения, мощности и состава коры выветривания выделение в ней ослабленных зон;
• оценка скорости выветривания разных пород в различных условиях];
• оценка выветрелости пород на разных участках и в частях разреза коры выветривания

Выветривание , более активное в свежеобнаженных горных породах, сократит срок длительной устой­чивости их в откосах каналов и карьеров, в выемках железных шос­сейных дорог, в стенках подземных горных выработок. Это обстоятельство обязывает при инженерно-геологических изыс­каниях изучать все геологические процессы, происходящие на иссле­дуемой территории, независимо от того, катастрофический или нека­тастрофический характер развития они имеют.

40. В процессе фильтр вода соверш разрушит рабо­ту. Из пород вымыв составляющ их частицы. Это сопро­вож оседанием поверхн земли, образован провалов, воронок и т. д.. Этот процесс выноса частиц, а не его последствия, назыв суффозией (от лат. подкапывание). Явлен, связан с выщелачив-ем горн пород (известня­ков, доломитов, гипса и т. д.) и образов при этом пустот (ка­налов, пещер и др.), сопровож-ся различ провалами земной поверхн, получ названкарстовый процесс или карст . Для карстового процесса главн явл раствор пород и вынос из них вещ-в в растворен­ виде. Оч важным услов развит карста явл степень во­допрониц пород. Чем более водопрониц порода, тем интенсив развив процесс растворен. Наил услов в этом отношен создаются в трещинов породах, особенно при налич трещин шир не менее 1 мм, так как это обеспеч свобод циркуляц воды. Суффозия и карст отриц сказыв на устойчив зданий и сооруж, что вынуждает активно бороться с ней. При этом использ следующ способы: 1. Прорезка фундам-и зданий слоя суффозионного гр. 2. Прекращ фильтр воды в суффозион слое различ способами (дрениров длля осуш пород, их водозащитой или гидроизоляц и др.) 3. Упрочнение ослаблен суффозией гр их цементацией, силикатизацией, уплотнением, глинезацией и др. 4. Примен особых видов фунд-в, напр свайных или отсыпка грунтовых подушек из песка и др. Выбор того или иного приема строительства завис от геологич строения площадки, типа и вида гр оснований, конструкц объекта и технич возможност строит организ. Обвалы. Это резкое обруш кр масс гор пород с их опрокидыв и дроблен. Обвалы возник на крутых склонах (более 45-50 град) и обрывах ест. форм рельефа (склоны речных долин, ущелья, побережья морей), а также в строител котлованах, траншеях, карьерах. При кр обвалах, как это бывает в горах, масса обломков устремл вниз по склону, увлекая за собой попутный рых материал, падает в долины, разруш здания, дороги, засып русла рек. Наиб. часто обвалы быв связ с трещинов пород, избыточ увлажнен пород, землетряс и др. В бол случ обвалы проявл в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. На участках, где возмож кр обвалы, строит провод опасно. Борьба с мал обвалами обыч сводит к предупрежд их возникнов. Одним из наибол распространен способов, как и в случ с лавинами, явл искусствен обрушен склонов при помощи взрывов небольш мощн или путем забивки клиньев в трещ обвалоопасн породы. Способ «клинования» более предпочтит т. к. он безопаснее взрывного, ибо неверно расчит по силе взрыв может сам вызвать кр обвал. Оползни. Это скользящ смещ гор пород на склонах под действ гравитации и при участии поверхност или подземн вод. Они разруш здания и сооруж на самих склонах и ниже их. Борьба с оползнями во многих случ явл чрезвыч сложной, дорогостоящ и зачастую не эффек. Противооползнев мероприят подразд на 2 вида: 1. Активные, способ воздейств на основн прич оползня путем полного пересеч или некот ослаблен ее действ, в частности, снятие перенапряж грунтов толщи за счет разгрузки любого вида. 2. Пассивные, направлен на закреплен гр люб способами. Осыпи. На крутых склонах, особенно в гор районах, где развиты скал породы, активно действ процессы физич выветрив. породы растрескив и обломки скатыв вниз по склонам до места, где склон выпокаживается. Этот процесс назыв осыпанием. Мощность осыпей у подножья склонов различ и колебл от нескольк м до десятков м. Осыпи значит ослож строит. Обломоч материал засып сооруж, полезн площадки. С небольш щебен. осыпями борьба вед довольно простыми сп-ми, кот свод к уборке той части обломоч материала, кот располож выше сооруж по склону. Этот сп-б достаточно трудоемок. Из инж-х сооруж для борьбы с осыпями примен соскальзывающ осыпи, устраив галереи и тоннели для дорог. На особо опасных участках организ службу наблюден.

41 . В районах вечной мерзлоты наблюд ряд явлен, связан­ с резкими изменен t воздуха и гор пород. Их назыв морозн явлен. К ним от­носят пучение, образование наледей, термокарста, солифлюкцион процессы, марей и т. д. Пучением назыв увелич объема глин и пылеватых пород, а иногда и мелких песков при промерзан деятельного слоя. Это выраж в поднятии поверхн земли. При неравномер­ поднятии возник небольш бугры. Пучение явл след­ств появлен в породах кристаллов, линз и прослоев льда за счет имеющейся в них воды или вследств притяг влаги к промерзающ участкам со стороны грунтов вод или из сильно увлажнен пород. Процесс пучения может протек в течение одной зимы (сезон­ное пучение) или ряда лет (многолетнее пучение). Сезон пучение связ с породами деятельн слоя, а многолетн, кроме того, со слоями, залегающ ниже зоны сезон промерзания. Все виды пучения могут быть прич поврежд сооруже­н. Деформац зданий проявл как в период пучения гр, так и при их оттаивании, всл-ие неравномер осадки. В процессе пучения часто возник кр бугры пучения. Их формиров протек ряд лет и объясн 2 прич: 1. промерзанием надмерзлотной воды и образов значител кол-ва льда в деятел слое. 2. напором воды и грунтов массы, кот подним снизу и вспучив верх­ние мерзлые пласты пород. Бугры, образовав за счет внедр воды, назыв гидролакколитами. Такие многолет бугры пучения по высоте мог достиг де­сятков м. После протаивания льдистого ядра на месте бугров образ западины, озера. Поднимающ бугры пучения вызы­в значител разруш сооруж, располож на их поверхн. Наледи . В зимн время по мере промерз деятел слоя уменьш сечен талого слоя. Это привод к возникнов напора воды и появлен трещ в мерзлых породах, ч/з кот вода выбрасыв на поверхн, где и замер. За счет притока воды из глубины кол-во льда может длител время нарастать: это грунтов наледи. Кроме того, при глуб промерз рек образ реч наледи. Вода вылив ч/з трещ и растек по поверх льда, реки и прибреж уч-в, образуя мощ пласты слоист льда. Для строит наибол опасны грунтов наледи. Вода мо­жет проник в подвалы зданий, подзем каналы и при замерз разруш их. Наледи наруш нормал эксплуат транспорт коммуникаций. Термокарст . Это процесс вытаивания подземн льда в резул измен температурного режима, например при потеплен климата. В резуль образ полости, возник осадки по­верхн и даже провальные формы рельефа. На склонах возник оплывины, особен в подошве мерзлых пород вследств их оттаивания в теплое время года. Оттаявший грунт медлен течет по кровле мерзлого слоя под действ силы тяжести, создавая потоки, сплывы, террасовидные уступы и т. д. Это явлен назыв солифлюкцией. Основ прич этого процесса это переход пород в текучую консистенцию вследств переувлажнен при оттаивании. Движ талых, водонасыщ масс гр при уклоне 2-5° имеет хар-р вязкого течен, захватывающ больш площади скло­нов, но на небольш глуб 0,2-0,5 м. При уклонах поверх­ности 7-10° уже образ сплывы, близкие по хар-ру к оползням. Часто смещения происход по небольш ложбинам, образуя так называемые земляные потоки. Солифлюкционные про­цессы способствуют развитию осыпей, курумов и т. п. Мари представ собой заболочен низинные уч, воз­никающ при оттаивании верхнего слоя мерзлой породы. В основании марей леж мерзлый гр. На этих болотах разви­в кочки, медлен нараст слой мало разложивш торфа. При проектиров на вечномерзлых породах рекоменд предусматрив возможность строит-ва по следующ вари­антам: 1. Без учета вечномерзлого состоян грунтов, т. е. строить как на талых породах (скальные и полускальные породы без кр включ льда и др пород, кот при оттаивании не дают осадки). 2. С сохранен вечномерзлого состоян гр в течение всего периода эксплуат сооружен (строят неотаплив помещ, либо приним меры, исключающ поступлен теп­ла в мерзлый грунт); метод целесообразен при сильно льдистых породах, дающих при оттаивании недопустимо большую осадку. 3. С допущ оттаивания мерзл гр при строител и эксплуат сооруж, конструк кот приспособ к восприят значит и неравномерн осадков (обломоч породы, не выдавливающ из-под фундаментов). 4. С предпостроечным оттаиванием и упрочнен гр еще до возвед фундамен. Этот м-д наиб целесообразен при налич сыпуче-мерзлых пород со значител включен льда, а также на уч с несплошным распростр мерзлых пород. Для уплотнен и отвода воды из оттаявшего гр примен трамбование, дренажи, электросушение и т. д. От пучения гр примен общее осуш территор, уве­лич нагрузки на фундамент, противопучинные обратные засып­ки, например, галькой, отделенной от гр в стенках котлована дощатыми огражден, электрохимич обработк гр введен в него хлористого кальция и т. д. От наледей успешно примен мерзлотные пояса в виде канав глубин в 3/4 мощн деятел слоя. Породы под откосами и дном канав промерз и созд препятств для движ грун­товых вод. Наледи при этом могут возник лишь за пределами защища сооруж. Против речных наледей вдоль берега отсып земляные валы. Несм на приним меры, здания и сооруж в облас­ти вечной мерзлоты нередко получ деформации. Прич де­формаций-неравномерные осадки всл-вие оттаивания гр и реже пучение. Только тщат выполн всех видов изыскательских, проектн и строител работ, а также правил эксплуат зданий и сооружен могут обеспеч им необ­ходим устойчив и длител существов без каких-либо существен деформаций.

42. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ - процессы, возникающие в природной обстановке под воздействием строительства и эксплуатации различных инженерных сооружений. К типичным И.-т. я. относятся: 1) при поверхностном строительстве (дорож ное, аэродромное и др.) - деформация дорожного полотка во время замерзания и оттаивания (дорожные пучины, образование колеи); 2) при глубоком (более 2 м) промышленном, гражданском, гидротехническом, железнодорожном строительстве - сжатие пород (осадки, проса.ч ка), деформация откосов (осыпи, оползни, обвалы), изменение режима грунтовых вод, выщелачивание пород; 3) при глубинном строительстве (десятки - сотня метров от поверхности земли) - проходке туннелей метро, разработке полезных ископаемых - горное давление, стреляние, запучивание выработок, сдвижение дневной поверхности, изменение режима подземных вод с прорывом их в выработки, газовыделение и т. д.).

Процессы, возникшие в результате деятельности человека, получили название инженерно-геологических (антропогенных) процессов - процессы и явления понимаются процессы и явления, возникшие в результате взаимодействия инженерных сооружений с геологической средой.Совокупность геологических и инженерно-геологических процессов и порождаемых ими явлений характеризует геодинамическую обстановку . Этот термин может быть применен в любой территории независимо от се размеров: к целому региону, имеющему народнохозяйственное значение, к району строительства крупного сооружения или непосредственно к самой строительной площадке. Инженерно-геологические процессы, так же как и геологические процессы, могут стать опасными и угрожать сохранности сооружений, если они не были своевременно учтены или если их прогноз выл дан неправильно. Для нормальной эксплуатации и сохранности сооружений необходим правильный количественный прогноз возможного развития инженерно-геологических процессов и что недоучет влияния этих процессов крайне опасен и очень часто вызывает разрушение сооружений.

45. Регион инж геол – раздел ИГ, кот заним изуч инжен-геол усл крупной территор, закономерности их формирования и распространения, а также прогноза изменений под влиянием прир биологических и инженер-геол условий. Главной задачей является прогноз изменений инженерно-геологических условий на длительный период, а также районирование территорий с одинаковыми инженерными условиями. Инженерно-геологические условия являются одинаковыми для тех территорий, которые имеют одну и ту же или близкую историю развития и строения и находятся в одних и тех же районах и климатических зонах. Региональная инженерная геология изучает закономерности формирования и распространения инженерно-геологических условий. Под инженерно-геологическими условиями территории обычно понимается совокупность геологических факторов, определяющих характер инженерно-­хозяйственного освоения территории. К ним относятся: геологическое строение (и горные породы), рельеф, гидрогеологические условия, геологические и инженерно-геологические процессы. Инженерно-геологиче­ские процессы возникают в результате деятельности человека, и поэто­му в настоящее время инженерно-геологичес­кие условия формируются не только под влиянием процессов, происхо­дящих в природе, но и в результате инженерной и хозяйственной дея­тельности человека. Сейчас уже можно говорить о взаимосвязи между инженерно-геологическими условиями и деятельностью человека. От ин­женерно-геологических условий во многом зависит инженерная и хозяй­ственная деятельность человека, а она, в свою очередь, может приве­сти к изменению инженерно-геологических условий. Такая постановка вопроса помогает лучше понять всю значимость вопросов, которыми за­нимается региональная инженерная геология. Из нее также вытекает, что одной из главных задач инженерной геологии является прогноз из­менения инженерно-геологических условий территории под влиянием деятельности человека. Инженерно-геологические условия оказываются одинаковыми на тех территориях, которые имеют одну и ту же или близкую историю геологического развития и находятся в одних и тех же природно-климатических зонах. Если сравниваемые территории имеют разную историю геологического развития или расположены в различных природно-климатических зонах, то их инженерно-геологические условия не могут быть одинаковыми, они будут разными. Отсюда следует, что понять современные инженерно-геологические условия можно только при изучении истории геологического развития интересующей нас территории, особенно в новейшее время. Региональная инженерная геология при изучении территорий должна опираться на историческую геологию. В частности, при анализе истории геологического развития территории необходимо уделять большое внимание вопросам тектоники, палеогидрогеологии, изменениям, которые происходили в новейшее время вплоть до голоцена.

В том случае, если на интересующую территорию имеются карты необходимого масштаба – геологическая, гидрогеологическая, геоморфологическая и др., а история геологического развития территории хорошо изучена, то стоящие перед региональной инженерной геологией задачи значительно облегчаются. В этом случае необходимо объединить имеющиеся сведения общегеологического характера с теми специальными сведениями, которые были получены для данной территории в двух других разделах инженерной геологии – в грунтоведении и инженерной геодинамике. Иначе говоря, в этом случае инженерно-геологические особенности и свойства горных пород, развитых на интересующей нас территории, и действующей на ней геологические процессы должны быть рассмотрены в зависимости от геологического строения рельефа, гидрогеологических и ландшафтно-климатических условий. Причем все это рассмотрение должно быть проведено в историческом плане, когда одновременно учитываются тектоника и палеоклимат, процессы денудации и аккумуляции и т.д.

Более сложные задачи возникают перед региональной инженерной геологией, когда инженерно-геологическому изучению подлежат недостаточно изученные территории, для которых отсутствуют геологические и другие карты необходимого масштаба. В этом случае инженерам геологам самим приходится проводить дополнительное геологическое изучение территории наряду с изучением своих специальных вопросов.

46. Инженерно-геологическое районирование территории проводится по комплексу геологических факторов (рельеф, строение и свойства горных пород, гидрогеологические условия, развитие современных геодинамических процессов и т.д.). На картах инженерно-геологического районирования выделяются участки по степени их пригодности для хозяйственного освоения, по устойчивости к воздействию опасных природных явлений. Такое ранжирование территорий позволяет обеспечить высокое качество и надежность создаваемых объектов, а также их оптимальное инвестирование. Глубина, до которой характеризуется поверхностная часть земной коры при инженерно-геологическом изучении, определяется глубиной проникновения в земную кору человека. В настоящее время увеличивается глубина заложения фундаментов, строительства тоннелей, карьеров при разработке полезных ископаемых, глубина шахт и других сооружений и, следовательно, увеличивается глубина региональных инженерно-геологических исследований. Можно сказать, что глубина региональных инженерно-геологических исследований определяется тем, что мы понимаем под геологической средой. При этом, конечно, исходя из того, для решения каких практических задач эти исследования проводятся. Но во всех случаях обязательно надо учитывать перспективу дальнейшего использования данной территории.

При инженерно-геологическом изучении территории помимо ранее перечисленных факторов, которые обычно называют региональными, изучают также зональные инженерно-геологические факторы. Под зональными инженерно-геологическими факторами понимают те законо­мерности развития геологических процессов и изменений состояния горных пород, залегающих в поверхностной части земной коры, которые связаны с климатом, и в первую очередь с тепло- и влагообменом поверхности изучаемой территории. Этим в основном обусловливается не только состояние пород в современной коре выветривания, но и глуби­на залегания и состав грунтовых вод, их фазовое состояние. Для учета зональных инженерно-геологических факторов необходимо знать исто­рию (развития территории в антропогене и ее современное состояние).

При инженерно-геологических исследованиях конкретных территорий является обязательные изучение как региональных факторов, яв­ляющихся ведущими, так как они определяют основные, главные инженерно-геологические особенности территории, которые создаются на протяжении всей истории ее геологического развития, так и зональных фак­торов.

При оценке какого-либо региона в связи с его народнохозяйствен­ным освоением геолог, работающий (в области инженерной геологии, должен заранее с какими геологическими процессами столкнутся на его территории строители и другие специалисты и какие изменения в характере геологических процессов будут происходить при освоении данного региона в намеченном направлении.

При разработке проектов отдельных, как правило, крупных инже­нерных сооружении возникают более конкретные задачи, которые па своей сложности не уступают первой: надо дать прогноз неблагоприят­ного воздействия на проектируемый объект геологических процессов, развитых в районе. При этом прогноз должен даваться во времени и в пространстве и предусматривать возможную интенсивность сущест­вующих и вновь возникших геологических процессов.

Лишь при наличии такого прогноза и уче­та инженерно-геологических особенностей грунтов возможны правиль­ное рациональное проектирование сооружений, их сохранность и нор­мальная эксплуатация, безопасность людей.

Геологические процессы делятся на экзогенные (внешние) и эндогенные (внутренние).

Экзогенные процессы вызываются энергией, получаемой Землей от Солнца, притяжением Солнца и Луны, вращением Земли вокруг своей оси, действием силы тяжести.

Эндогенные процессы обусловлены энергией недр Земли. Экзогенные процессы приводят к выравниванию форм рельефа местности. Под влиянием температур, под действием ветра, воды, морского прибоя, ледников происходит разрушение горных пород и перенос их в пониженные участки земной поверхности, главным образом в моря и океаны.

Экзогенные процессы происходят на земной поверхности и в верхних частях земной коры в результате её взаимодействия с атмосферой, гидросферой и биосферой. Эти процессы производят разрушительную и созидательную работу. Разрушительное действие оказывают процессы выветривания и денудации.

6 Способы изучения геолог процессов, результаты

Геологические методы исследований – при геологических исследованиях изучаются главным образом верхние горизонты земной коры непосредственно в естественных обнажениях (выходах на поверхность Земли горных пород из-под наносов) и в обнажениях искусственных – горных выработках (закопушках, канавах, шурфах, карьерах, шахтах, буровых скважинах и др.). Для изучения глубинных частей земного шара применяются главным образом геофизические методы. Объектами геологических исследований являются:

природные тела, слагающие верхние горизонты земной коры (горные породы, руды, минералы и др.), в частности их строение и состав;

расположение природных тел в земной коре, определяющее геологическое строение или структуру последней;

различные геологические процессы, как внешние, так и внутренние, в результате которых природные тела появились и появляются, изменяются и исчезают, а также формируется рельеф земной поверхности;

причины и закономерности возникновения и развития геологических процессов, а также закономерности развития Земли в целом.

Система геологических методов исследований

Геологические исследования определённой территории начинаются с изучения и сопоставления горных пород, наблюдаемых на поверхности Земли в различных естественных обнажениях, а также в искусственных выработках (шурфах, карьерах, шахтах и др.), таким образом проводятся полевые исследования. Породы изучаются как в их природном залегании, так и путём отбора образцов, подвергаемых затем лабораторному исследованию.

Обязательным элементом полевых работ геолога является геологическая съёмка, сопровождаемая составлением геологической карты и геологических профилей. На карте изображается распространение горных пород, указывается их генезис и возраст, а по мере надобности также состав пород и характер их залегания. Геологические профили отражают взаимное расположение слоев горных пород по вертикали на мысленно проведённых разрезах. Геологические карты и профили служат одним из основных документов, на основании которых делаются эмпирические обобщения и выводы, обосновываются поиски и разведка полезных ископаемых, оцениваются условия при возведении инженерных сооружений.

Геологические процессы - Процессы, приводящие к образованию и разрушению минералов и горных пород, изменению условий их залегания, образованию и изменению рельефа земной поверхности, изменению структуры земной коры и внутренней структуры Земли в целом. Принято делить геологические процессы на внешние (экзогенные) и внутренние (эндогенные) в зависимости от того, за счет какой энергии они происходят. Первые в основном вызываются энергией, получаемой Землей от Солнца и вообще из мирового пространства, вторые - энергией, возникающей в недрах Земли. Геологические процессы находятся в непрерывном взаимодействии. Геологические образования могут возникать в результате совместного действия внешних и внутренних процессов (рельеф), или при преобладании одного вида процессов (внутренних или внешних), или почти исключительно обусловлены одним видом процессов, когда другой вид оказывает косвенное влияние. например, тектонические структуры, магматические породы возникают под действием внутренних процессов, осадочные породы - под действием внешних.
читайте так-же

Экзогенные геологические процессы протекают в самых верхних частях земной коры или на ее поверхности и обусловлены лучистой энергией Солнца и силой тяжести.

Геологические агенты:

1. Выветривание.

2. Геологическая деятельность ветра.

3. Поверхностные воды:

а. дождевые и талые воды,

б. временные водотоки,

в. постоянные водотоки – реки,

г. озера, болота,

д. Мировой океан.

4. Подземные воды.

5. Геологическая деятельность ледников.

6. Геологическая деятельность человека (антропогенный фактор).

Виды работ, совершаемые геологическими агентами:

· разрушающая,

· транспортирующая,

· аккумулирующая.

Денудация – это совокупность процессов разрушения горных пород и переноса продуктов разрушения, вызванных и осуществляемых внешними геологическими агентами.

Денудация: площадная и локальная. Результат денудации:

· общее сглаживание рельефа местности,

· формирование денудационных равнин – пенепленов.

Выветривание

Выветривание – разрушения горных пород на месте их выхода под действием физических и химических процессов (колебания температуры, влажности, механические виды разрушения, взаимодействие каменных масс с активными химическими веществами: вода, кислород, углекислый газ, органические кислоты).

Иногда процессы действуют комплексно, иногда по отдельности. В зависимости от преобладания тех или иных процессов различают физическое, химическое и биологическое выветривание.

Продукты выветривания:

· элювий – продукты выветривания, которые остаются на месте своего образования (современные образования). Мощность от 1миллиметра до десятков метров.

· делювий - продукты выветривания (обломочный материал), перенесенный вниз по склону талыми и дождевыми водами. Залегает в виде шлейфа по склону у подножия. Характерна сортировка обломков и параллельная склону слоистость.

· коллювий - обломочный материал, перенесенный вниз по склону за счет силы тяжести. Характерно отсутствие окатанности и сортировки, образование осыпей в местах с расчлененным горным рельефом.

Кора выветривания – совокупность всех продуктов выветривания, как оставшихся на месте, так и перемещенных, но не потерявших связь с материнской породой. Мы могли наблюдать линейную кору выветривания, представленную очень светлыми, кремовыми, с розоватым оттенком породами, в которых явно просматривается первичная порфировая структура.

Почва – слой коры выветривания, обогащенный гумусом. По возрасту выделяют древнюю (обычно перекрыта более молодыми породами, источник полезных ископаемых) и современную почву. Мы наблюдали черноземные почвы по ходу маршрута №1 в т.н. 2 вблизи кладбища.

Физическое выветривание

Физическое выветривание вызывается разнообразными факторами. В зависимости от природы воздействующего фактора характер разрушения горных пород при физическом выветривании различен. В одних случаях процесс разрушения происходит внутри самой горной породы без участия внешнего механически действующего агента. Сюда относится изменение объема составных частей породы, вызываемое колебаниями температуры. Такое явление называется температурным выветриванием. В других случаях горные породы разрушаются под механическим воздействием посторонних агентов. Такой процесс может быть условно назван механическим выветриванием.

Механическое выветривание происходит под механическим воздействием посторонних агентов. Особенно большое разрушительное действие оказывает замерзание воды. Когда вода попадает в трещины и поры горных пород, а потом замерзает, она увеличивается в объеме на 9-10%, производя при этом огромное давление. Такая сила преодолевает сопротивление горных пород на разрыв, и они раскалываются на отдельные обломки. Наиболее интенсивное расклинивающее действие производит замерзающая вода в трещинах горных пород. Такое же механическое воздействие на горные породы оказывает корневая система деревьев и роющие животные.

Дезинтеграцию пород вызывает так же рост кристаллов в капиллярных трещинах и порах. Это хорошо проявляется в условиях сухого климата, где днем при сильном нагревании капиллярная вода подтягивается к поверхности испаряется, а соли, содержащиеся в ней кристаллизуются. Под давлением растущих кристаллов капиллярные трещины разрушаются, что приводит к нарушению монолитности горной породы и ее разрушению.

Химическое выветривание

Разрушению горных пород под влиянием физического выветривания всегда в той или иной степени сопутствует химическое выветривание, а в ряде случаев последнее играет решающую роль. Это отражает тесную взаимосвязь различных форм единого процесса выветривания. Главными факторами химического выветривания являются:

· газы атмосферы: вода, кислород, углекислота,

· органические кислоты, под влиянием которых существенно изменяются структура, и состав минералов и образуются новые минералы, соответствующие определенным физико-химическим условиям.

Химическое выветривание происходит комплексно и всегда сопровождается коренным изменением состава минералов и замещением их новыми, в отличие от физического выветривания, при котором химический состав горных пород остается неизменным.

К процессам химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение и гидролиз.

Окисление

Окисление – переход одних соединений в другие, сопровождающийся присоединением кислорода.

Процессы окисления наиболее интенсивно протекают в минералах, содержащих закисные соединения железа, марганца и других элементов. Так, сульфиды в кислотной среде становятся не устойчивыми и постепенно замещаются сульфатами, окислами и гидроокислами. Направленность этого процесса можно схематически изобразить следующим образом:

FeS 2 + nO 2 + mH 2 O → FeSO 4 → Fe 2 (SO 4) 3 → Fe 2 O 3 ∙ H 2 O

пирит сульфат сульфат бурый железняк

закиси окиси (лимонит)

железа железа

Примером проявления физического и химического выветривания может послужить т.н. 9 – это обнажение кварцевых альбитофиров на левом берегу р. Шаты в 150 метрах от её устья вверх по течению. Кварцевые альбитофиры - это светло­-серые в свежем сколе породы, по трещинам сильно ожелезненные. Трещин настолько много, лимонита и гематита по трещинам тоже очень много, поэтому в целом всё обнажение выглядит не светло-серым, а ржаво-рыжим. Кварцевые альбитофиры – это стекловатые породы с большим количеством (до 2-3%) пирита (фото 3.1.1).

Фото 3.1.1. Физическое и химическое выветривание

Основные агенты здесь: сезонные и суточные колебания температуры, воздействие метеорных вод (дождевых), паводковых вод, действие солнечных лучей, расклинивающая деятельность корневой системы растений, окисление пирита, возникновение серной кислоты при преобразовании пирита и другие.

Гидратация

Гидратация – процесс поглощения или присоединения воды к минералам и образования новых водных соединений, который сопровождается увеличением объема породы и уменьшением плотности, при этом кристаллическая решетка не разрушается (гипс ↔ ангидрид).

Растворение

Растворение связано с воздействием на породы воды, в которой растворены активные ионы (Na + , K + , Mg 2+ , Ca 2+ , Cl - , SO 4 2- , HCO 3-). С растворением связано образование карстовых пещер.

Гидролиз

Гидролиз – процесс обменного разложения минералов под влиянием воды и углекислоты.

Биологическое выветривание

В сложных процессах химического разложения минералов и горных пород велика роль биосферы.

Разрушению пород способствуют разнообразные животные. Грызуны роют значительное количество нор, рогатый скот вытаптывает растительность, а черви и муравьи разрушают поверхностный слой почвы. Особенно сильно разрушение ведется микроорганизмами. Деятельность корневой системы деревьев не однозначна, она разрушает горную породу, а так же удерживает ее своими корнями.

Так, в т.н. 14 маршрута №2, расположенной на правом склоне долины р. Шата можно видеть небольшой овраг, рассекающий склон. Правый склон оврага закреплён корневой системой сосен. Густое переплетение корневой системы сдерживает рост оврага (фото 3.1.2).

Фото 3.1.2. Закрепляющая деятельность корневой системы сосен

3.3. Гравитационные и водно-гравитационные процессы

Гравитационные процессы - это процессы, происходящие за счет силы гравитации. Происходит сортировка обломков на склоне по принципу, чем больше и тяжелее обломок, тем ниже по склону он будет находиться.

Водно-гравитационные процессы - это процессы, совершенные водой под действием силы гравитации, например оползни.

Оползень - перемещение грунтовых или земляных масс по склону под действием силы тяжести, связанное в большинстве случаев с деятельностью подземных вод. Оползшую массу называют оползневым телом, а поверхность, по которой происходит передвижение его вниз - поверхностью скольжения или поверхностью смещения. Самой распространенной формой оползня является грязевой оползень, или обвал. Иногда его следы можно заметить на подмытом рекой обрывистом берегу, где пласт грунта отделился от основы. Крупный оползень способен привести к значительным изменениям рельефа.
При оползнях гравитация заставляет твердые породы сползать вниз по склону, изменяя рельеф местности. Основную массу оползня составляют обломки горных пород, образовавшиеся в результате выветривания. Вода действует как смазка, уменьшая трение между частицами.

Иногда оползни движутся медленно, а иногда со скоростью до 100 м/сек. и более (обвалы). Самый медленный оползень называют крипом. За год он проползает всего несколько сантиметров, и заметить его можно только через несколько лет, когда стены построек, заборы и деревья склонятся под напором ползущей земли.

Примером крипа может послужить маршрута №5 (фото 3.3.1). Он расположен в устье Гематитового оврага в 30 метрах от нашего лагеря в правом борту р. Шата. Здесь мы наблюдали так называемый «пьяный лес», который является признаком оползня.

Фото 3.3.1. Крип

Перенасыщенность почвы или глины водой может вызвать грязевой поток, или сель. Бывает, что земля годами прочно держится на месте, но достаточно небольшого подземного толчка, чтобы обрушить ее вниз по склону.

В горной местности оползшая вниз масса образует пологий склон у подножия горы. Многие горные склоны покрыты длинными языками щебнистых осыпей.

Эрозионные процессы

Эрозия - разрушение горных пород и почв под действием геологических агентов (водные потоки, ветер), включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

На первых этапах развития речных долин, а также в верхней части русла эрозионная деятельность наиболее активно проявляется. Выделяют два главных вида движения воды: ламинарное и турбулентное. Существует два типа речной эрозии: донная и боковая.

Донная эрозия, ведущая к углублению речной долины, преобладает в начале развития речной долины и всегда сочетается с пятящейся эрозией. Объясняется это тем, что, при одинаковом уклоне русла (а значит и скорости течения) в низовьях и верховьях, в силу большей массы воды близ устья здесь и эрозия будет максимальна. Следовательно, выработка профиля равновесия происходит от устья к истоку. В результате вертикальных движений земной коры и разной прочности размываемых пород в русле могут возникать пороги и водопады, которые получают рольместных (локальных) базисов эрозии. Относительно них река разбивается на самостоятельно развивающиеся участки, и единый для всего русла профиль равновесия сформируется только после срезания местных базисов эрозии. Вследствие донной эрозии возникает V-образный поперечный профиль речной долины. Такой профиль мы наблюдали по ходу маршрута у р. Ключ, р. Усолки (поперечный профиль с крутыми бортами) и р. Шаты, где профиль долины V-образный, в основном с крутыми бортами, но с невыработанным продольным профилем (рис. 3.4.1).

Рис. 3.4.1. V-образный поперечный профиль р. Ключ в среднем течении.

Боковая эрозия, заключающаяся в размыве берегов, наибольшее развитие получает в поздние этапы жизни речной долины, когда с приближением к профилю равновесия уменьшится скорость течения в нижней и средней частях русла. Основными причинами ее возникновения являются турбулентность течения и ускорение Кориолиса. Благодаря боковой эрозии русло изгибается, появляются излучины. Вогнутые берега излучин активно размываются, дно под ними углубляется. Близ противоположного выпуклого берега скорость потока минимальна, поэтому здесь происходит отложение переносимого рекой материала и формируются прирусловые отмели. Под действием боковой эрозии речная долина расширяется, ее поперечный профиль приобретает U-образную форму. U-образный поперечный профиль имеет р. Пышма, а возле плотины мы наблюдали боковую эрозию, в этом месте река изгибается (фото 3.4.1).

Фото 3.4.1. р. Пышма

Речная эрозия играет ведущую роль в образовании пенеплена - практически ровная, местами слабовсхолмлённая поверхность (денудационная равнина), которая образовывалась в результате разрушения старых гор длительной эрозией, называемой денудацией. (фото 3.4.2)

Фото 3.4.2. Пенеплен

Овражная эрозия – процесс линейного размыва временными водными потоками поверхности склонов, берегов рек, приводящий к образованию и развитию оврагов и расчленению ими территории. Зарождение оврага чаще всего происходит на перегибах склона и в нижней его части. Овражная эрозия в первом случае распространяется регрессивно (вверх по склону) и трансгрессивно (вниз по склону). При зарождении оврага в нижней части склона овражная эрозия распространяется только регрессивно; если овраг возник в верхней части склона, то преобладает трансгрессивная овражная эрозия. Бурное развитие овражной эрозии обусловливает быстрый рост оврага в длину и глубину и формирование отвершков.

Во время нашей практики в крутой излучине р. Шаты мы наблюдали смену растительности и овраг на границе этой смены. Также на правом берегу р. Шаты рядом с нашим лагерем мы видели овраг Гематитовый с двумя отвершками, заросший травой. Иногда на склонах растут сосны, корни которых сдерживают рост оврага. Рядом с автомобильным мостом через р. Пышму недалеко от Автозаправочной станции (АЗС) хорошо наблюдалась разрушающая работа временных водных потоков, которые размывали породу вдоль грунтовой дороги, образуя узкий каньон. При дальнейшем воздействии этот каньон может преобразоваться в овраг.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МЕЖДУНАРОДНАЯ АКАДЕМИЯ БИЗНЕСА
И НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (МУБиНТ)

Кафедра государственного земельного кадастра

по дисциплине: ПОЧВОВЕДЕНИЕ И ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Тема: Геологические процессы на земле по источникам их зарождения

Выполнил: студент группы 134ЗУ-11

шифр №
__________ Кучерявая.Оксана. Дмитриевна.
(Ф.И.О., подпись студента)
«30» __марта ___ 2011г.

Руководитель: ____________________
(должность, ученая степень)

Барцев А.В. ______ (ФИО, подпись руководителя)

«___» _____________________ 200_г.

Ярославль 2011

Задание на творческую работу

Кафедра государственного земельного кадастра
Специальность № ___________ земельный кадастр
(название специальности)
Дисциплина почвоведение и инженерная геология
Студенту Кучерявой.О.Д группы 134ЗУ-11
(ФИО)

1. Тема работы

Геологические процессы на земле по источникам их зарождения

2. Текстовые материалы

Задание. Творческая работа. Содержание. Введение.
Основная часть
1. Геологические процессы
2. Основные геологические процессы на земле.
3. Подразделение геологических процессов.
4. Прогнозирование.
5. Заключение.
Список использованных источников и литературы.

3. Рекомендуемая литература
1.Теоретические основы инженерной геологии. Геологические основы/Под ред. акад. Сергеева.Е.М. – М.: Недра, 1985, 332 с., ил.
2. Геологический словарь, Т. 1. – М.: Недра,1978. – С. 403.
3. www GeoRus.
Дата выдачи задания _____22.02.2011 _____ Срок сдачи работы___11.05.2011 ____

Научный руководитель _________________ Зав. кафедрой ____________________

______________________________ ______________________________ ______
(ФИО, подпись) (ФИО, подпись)
Студент _______________________
(подпись)

Содержание
Введение 4
1. Геологические процессы 5
2.Основные геологические процессы на земле…………………………..……..6

3 . Подразделение геологических процессов на эндогенные и экзогенные.

10
4. Прогнозирование геологических катастроф . 12
5. Заключение…………………………………………………… …………….…13
Литература 14

ВВЕДЕНИЕ
Поверхность Земли и ее недра непрерывно изменяются под воздействием самых разнообразных сил и факторов. Эти процессы изменения протекают в подавляющем своем большинстве крайне медленно с точки зрения человека, незаметно не только непосредственно для его глаза, но часто и незаметно для многих сменяющих друг друга поколений людей. Однако именно эти медленные процессы в течение миллионов и миллиардов лет истории Земли приводят к наиболее разительным и крупным переменам в ее лике и внутреннем строении. Они и составляют главное содержание истории Земли.
Среди геологических процессов есть и такие, которые проявляются очень бурно и приводят к катастрофическим последствиям. Сюда относятся мощные извержения вулканов, разрушительные землетрясения, внезапные горные обвалы и т. п. Но эти процессы проявляются сравнительно редко, охватывают относительно небольшие площади и играют в истории Земли значительно меньшую роль.
Чтобы верно понять динамику Земли и правильно истолковать закономерности ее развития, требуется очень тонкое наблюдение именно над медленно протекающими геологическими процессами. Их изучение и составляет основное содержание динамической геологии.
С тех пор как поверхность Земли. .. покрылась возвышенными областями, составившими материки, и понижениями, в которых скопились воды, создавшие моря, геологические деятели... начали свою работу над преобразованием этой поверхности...
АКАДЕМИК В. А. ОБРУЧЕВ
...ведущими в жизни Земли являются эндогенные геологические процессы. Они закладывают основные формы рельефа земной поверхности, обусловливают проявление экзогенных процессов и, главное, определяют строение как земной коры, так и всей Земли в целом.
АКАДЕМИК М. А. УСОВ

1.Геологические процессы.

Геологический процесс представляет собой взаимодействие некоторого набора физических полей, в котором присутствуют более или менее постоянные компоненты, не имеющие постоянного характера, действующие в некоторые периоды геологического времени. Совокупность физических полей, при взаимодействии которых достигается новый качественный уровень (уровень геологического процесса), в целях обсуждения методологических аспектов следует рассматривать как поле геологического процесса, обусловливающего процесс геологического развития (геологическую форму движения).
Геологический процесс связан с другими процессами (космическими, атмосферными, гидросферными, биологическими) многоступенчатыми взаимодействиями, часто не вполне выясненными с позиции причинно-следственных зависимостей. Спектр гармонических компонент, отражающих периодический режим процессов небесной механики, а также атмосферных, гидросферных и биологических, наследуется геологическим процессом и проявляется в его продукте.
Значение геологических процессов, протекающих в приповерхностной части геологической среды, чрезвычайно велико. А.В.Сидоренко оценил его с учетом деятельности человека так: «Ныне внимание человечества обращено на основание космоса. Одновременно геологи планируют проникновение в глубокие недра Земли для достижения так называемой верхней мантии. Бесспорно, что познание этого уровня земной коры будет иметь огромное значение для понимания многих геологических процессов, проходящих в земной коре, и в первую очередь причин тектонических движений ее – ведущих процессов развития Земли. Однако нельзя забывать и огромное значения тех геологических процессов, которые протекают непосредственно на поверхности и в приповерхностной части Земли. Проблема изучения этих процессов, особенно учитывая вмешательство в них человека, имеет не меньше значение, чем проблема основания космоса, околоземного пространства или глубоких недр Земли».
Геологические процессы в верхней части литосферы представляют специфическую Фому движения материи с двумя источниками энергии – внешним, из космоса, от Солнца, и внутренним, из недр Земли. Для эндо- и экзогенных геологических процессов характерны неустановившиеся режимы и унаследованность в развитии. Для относительно кратких временных отрезков и для практических целей и расчетов допустимо принимать квазистационарный режим развития процессов при соотвествующих их характеристик.

2. Основные геологические процессы на земле:

Магматизм - термин, объединяющий эффузивные (вулканизм ) и интрузивные (плутонизм ) процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Метаморфизм (греч. metamorphoomai - подвергаюсь превращению, преображаюсь) - процесс твердофазного минерального и структурного изменения горных пород под воздействием температуры и давления в присутствии флюида.
Текто?ника (от греч. ??????????, «строительный») - раздел геологии , предметом изучения которого является структура (строение) твёрдой оболочки Земли - земной коры или (по мнению ряда авторов) её тектоносферы (литосфера + астеносфера ), а также история движений, изменяющих эту структуру. «Тектоника в дизайне» - форма соответствует конструкции (структуре), технологии изготовления, материалу. Связь важнейших характеристик промышленного изделия - его конструктивную основу и форму во всех её сложных проявлениях (пластике, пропорциях, повторах, характере и т. д.)
Экзогенные процессы - геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в самых верхних частях земной коры (выветривание, эрозия, деятельность ледников и др.); обусловлены главным образом энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов.
Гипергенный процесс - предложенный в 20-годы ХХ в. академиком А. Е. Ферсман термин «гипергенный» для экзогенных образований, генетически связанных с процессами выветривания , то есть сформировавшихся в обстановке низких температур (+25° С) и давлений (1 атм.) при активном участии воды, насыщенной атмосферными газами, прежде всего кислородом. К гипергенным, естественно, были отнесены продукты процессов корообразования и окисления месторождений полезных ископаемых, а также почвенные комплексы. Литогенные (осадочные) образования, характеризующиеся большой спецификой осаждения и диагенеза осадков, остались представителями «негипергенного» экзогенеза.
Эро?зия (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.
Тектонические дислокации (от позднелат. слова dislocatio - смещение, перемещение) - это нарушение залегания горных пород под действием тектонических процессов . Тектонические дислокации связаны с изменением распределения вещества в гравитационном поле Земли . Они могут происходить как в осадочной оболочке, так и в более глубоких слоях земной коры .
Диапир (от греч. diapeiro - протыкаю, пронзаю) - куполо- или валообразные антиклинальные складки с интенсивно смятым ядром, которое может срезать крылья складки. Диапировые складки и купола обыкновенно возникают за счёт выдавливания из нижних горизонтов высокопластичных пород - солей , глин . При неравномерном распределении давления пластический материал нагнетается из одних участков в другие, образуя характерные «раздувы» - ядра нагнетания. В других случаях этот материал полностью прорывает толщу вышележащих пород и формирует ядра протыкания, которые, вместе со вмещающими их и созданными ими антиклиналями создают обширное семейство разнообразных диапировых складок.

Соляная тектоника

Соляной диапир (светло-серого цвета) в эродированном ядре антиклинальной складки,.
Классический пример соляной тектоники - соляные купола (белые в центре) и поля (слева вверху) в Zagros Mountains
«Соляной глетчер » в загросском (Zagros Mountains) диапировом куполе. Частое явление течения вязкопластичных солей, обычно - галита , при солевой тектонике.
Соляные купола на острове Меллвила, север Канады .
Это распространённая специфическая форма проявления складчатых дислокаций осадочного слоя земной коры . Она обусловлена особыми реологическими свойствами соляных толщ (их относительно низкой плотностью , но - высокой, особенно в условиях больших давлений, пластичностью ).

Сёрдж (англ. surge- всплеск, син. - подви?жка ледника) - резкое увеличение скорости движения (до 300 м в сутки) ледников . Сёрдж является регулярным явлением, представляющим собой одну из стадий пульсаций (быстрых периодических колебаний) ледников различных морфогенетических типов , преимущественно горно- долинных. Современные сёрджи и вызванные ими стихийные бедствия известны во всех районах современного оледенения , включая Антарктиду и Гренландию . Катастрофические гляциальные суперпаводки (селевые потоки ), часто возникающие при прорывах образовавшихся в результате ледниковых сёрджей подпрудных озёр, неоднократно приводили и приводят к гибели большого количества людей и другим трагическим последствиям, а также сильно изменяют рельеф и строение земной поверхности .
Скэ?бленд (скейбленд, скэйбленд) - это территория ледниковой и приледниковой зон, подвергающиеся или подвергавшиеся ранее многократному воздействию катастрофических суперпаводков (дилювиа?льных потоков, потопов, фладстри?мов, мегафла?дов) из ледниково-подпрудных озер , оставивших оригинальные эрозионные, эворзионные и аккумулятивные (дилювий ) образования, по которым возможно реконструировать историю скэбленда и дать прогноз . Скэбленд - это площадь, рассеченная параллельными ложбинами, изобилующая каплевидными в плане холмами, водобойными (эворзионными) котлами и следами кавитации ; геоморфологический ландша?фт, созданный гидросферной катастрофой.
Гига?нтская рябь тече?ния - активные русловые формы рельефа высотой до 20 м, образованные на участках, прилежащих тальвегам пристрежневых частей магистральных долин дилювиального стока. Гигантские знаки ряби течения являются морфологическим и генетическим макроаналогом мелкой песчаной ряби течения.
Дилю?вий (лат. diluvium - «потоп, наводнение, па?водок») - генетический тип рыхлых континентальных отложений, возникающий в результате процессов аккумуляции осадков в каналах стока катастрофических гляциальных суперпаводков из ледниково-подпрудных озёр после прорывов ледниковых плотин в недавнем геологическом прошлом (окончание последней ледниковой эпохи , 11-15 тыс. до н. э.).
Спи?ллвей - путь (канал) грандиозного, как правило - катастрофического, сброса воды из ледниково-подпрудных озер (дилювиа?льных потоков ) через низкие водоразделы , перевальные седлови?ны (сквозные долины), а также - по под- и внутриледниковым трещинам и каналам в соседние бассейны. К величайшим спиллвеям мира относится Турга?йский канал стока Великих сибирских приледниковых внутриконтинентальных морей в бассейн Атлантики , Каз-Кетский спиллвей , соединявший Енисейские и Манси?йское плейстоце?новые леднико?во-подпру?дные моря.
Ледоёмы - межгорные впадины и расширения речных долин , которые полностью заполнялись (или заполняются в настоящее время) ледниками горного обрамления. Представляют собой также и крупный элемент сетчатых ледниковых систем , который получает развитие в условиях горно - котловинного рельефа , будучи изометричными или слегка вытянутыми в плане массами льда , заполняющими эти межгорные котловины. Развившиеся ледоёмы пополняются льдом за счёт впадающих в них долинных ледников; кроме того, они могут получать снежное питание и на свою собственную поверхност.
Дилювиа?льные террасы (валы?) - это формы дилювиального рельефа , созданные в зонах эрозионной тени и обратных течений в каналах катастрофи?ческих (дилювиальных) потоков при сбросах гигантских ледниково-подпрудных озёр . Эти террасы-валы? особенно выразительны в нижнем течении реки Чу?и и в среднем и нижнем течении реки Кату?ни , где они и были впервые тщательно исследованы российскими и международными научными группами. Являются характерными морфолитологическими формами скэ?блендов .
Депрессия снеговой линии (лат. depressio - вдавливание, снижение) - её снижение вследствие климатических изменений, благоприятных для сохранения баланса массы ледников . Поскольку баланс массы - это прямая функция аккумуляции и абляции , колебания высоты снеговой линии отражают суммарные эффект изменений температур и атмосферных осадков М. Г. Гросвальд полагает, что говоря о депрессии снеговой линии, можно также говорить и о депрессии границы питания ледников и границы оледенения.
Маринизм - направление в естественных науках, в основном в четвертичной геологии и палеогеографии , отрицающее древнее (плейстоценовое ) покровное оледенение на равнинах и плоскогорьях умеренного и субарктического поясов .
Гляциоизостазия (гляциоизостатические колебания земной коры ; греч. isos - равный, одинаковый, stasis - состояние и лат. glacies - лёд) - вертикальные и горизонтальные движения земной поверхности на территориях древнего и современного оледенения . Опускания и поднятия часто больших по площади участков суши и континентальных шельфов являются следствием нарушения изостатического равновесия земной коры при появлении и снятии ледниковой нагрузки.
Рафтинг - это разнос обломков горных пород , главным образом морены , или тилл (геология)а , плавучими ледниками и айсбергами , гораздо реже - морскими и речными льдами , по акватории Мирового океана , внутренних морей и приледниковых озер . Рафтинг является одним из главных процессов, которые участвуют в формировании ледниково-морских и озерно-ледниковых отложений , а также - в транспортировке дропстоунов .
Дропстоун (дропстон) - это слабо окатанный обломок горной породы часто крупных размеров, в несколько метров по длинным осям, а также более мелкие обломки, до гальки и гравия , выпавшие из тающего плавучего льда (айсберга ) в тонкослоистые осадки дна океана , моря или озера . В последних, в частности, преимущественно - горнокотловинных ледниково-подпрудных озерах, дропстоуны выпадают в осадок в тех случаях, когда озеро в результате различных механизмов опорожняется, айсберг «садится» на дно (как правило - мелководье, или на мель ).
Окатанность - это степень сглаженности первоначальных рёбер обломков осадочных (обломочных) горных пород или минералов вследствие их обламывания, истирания и вообще - разрушения при транспорте или переотложении главным образом текучими (реками ) и волнующимися водами (озёрами, морями в береговой зоне), ледниками или ветром , а также при гравитационном оползании , обваливания или осыпании .
Эрратические валуны , или ледниковая эрратика (лат. erraticus - блуждающий) - общее название валунов , глыб , главным образом массивно-кристаллических, изверженных или сильно метаморфизованных горных пород , отличающихся по петрографическому составу от подстилающего субстрата. Этот эрратический материал переносился ледником или плавучим льдом, оторвавшемся от ледника (айсбергом ) на значительные расстояния от коренных выходов этих, материнских, пород.

3.Подразделение геологических процессов на эндогенные и экзогенные.

Эндогенные процессы: вулканизм и сейсмические явления.
Сейсмические явления: причины и основные параметры землетрясений. Сейсмическое районирование для строительства.
Экзогенные геологические процессы: выветривание, деятельность ветра, деятельность поверхностных текучих вод, деятельность морей и океанов, деятельность ледников, мерзлотные процессы.
Деятельность человека как геологический фактор: добыча полезных ископаемых, строительство (городское, дорожное, гидротехническое).
Сейсмические явления в геологии относят к внутренним эндогенным процессам. Это колебания упругих волн в земной коре. Точку зарождения землетрясений, находящуюся на глубине от поверхности, называют очагом землетрясения или гипоцентром, а точку, лежащую над ним – эпицентром. Наиболее разрушительны очаги землетрясений, залегающие неглубоко (0-10 км). Разрушения связаны с распространением сейсмических волн. От гипоцентра распространяются продольные волны со скоростью до 4-5 км/с, перпендикулярно к ним идут поперечные волны. Их скорость составляет около 2 км/с. А на поверхности возникают поверхностные волны – до 500 м/с. Комплекс этих волн вызывает сейсмодеформации – трещины в земной коре, ступенчатые оседания, вспучивания и смещения грунтов: обвалы, осыпи, оползни. В районах застройки – разрушения зданий и сооружений. Сила землетрясений характеризуется баллами по шкале Рихтера (12-ти бальная).
Районы, где ожидаются землетрясения силой в 6 баллов и более, называются сейсмоопасными. Строительство в этих районах ведется с учетом сейсмичности, т.е. учитывается рельеф местности, наличие дислокаций слоев, наличие грунтовых вод и их близость к поверхности, возможность оползней, обвалов, осыпей и т.п. При этом учитывают жесткость конструкций, этажность, массивность зданий и сооружений.
и т.д.................