Инженерно-геологические процессы и явления.

 Выветривание (нем. Wetter - погода), или гипергенез, представляет собой процесс глобального воздействия внешних подвижных геосфер (атмо-, гидро- и биосферы) на горные породы суши Земли, при котором видоизмененные породы и Продукты разрушения остаются на месте, создавая кору выветривания. Уточняя, можно сказать, что выветривание - это процесс физического разрушения и химического разложения горных пород в зоне аэрации под воздействием колебаний температуры, воды, почвенных растворов углекислоты и кислорода воздуха, растений и животных организмов.

 Различают физическое, химическое и биологическое выветривание. На Земле температурное (физическое) выветривание мощно проявляется в областях с резко континентальным климатом, где велика разница суточной и годовой температуры. В пустыне поверхность Земли нагревается сильнее, чем воздух, причем амплитуда суточной температуры ее достигает 100˚С, поэтому там образуются поражающие величиной шлейфы осыпей и каменных развалов у скалистых возвышенностей и песчаные накопления на равнинах.

 Химическое выветривание производится водой, углекислотой и кислородом воздуха путем растворения и гидролиза.

Биологическое выветривание. Низшие растения (мхи, лишайники), поселяясь на скалах, непосредственно разрушают минеральный субстрат, получая вещества для своего роста. Высшие растения делают это с помощью почвы, в которой накапливаются продукты жизнедеятельности организмов и которая постоянно вырабатывает углекислоту и агрессивные органические кислоты, главные агенты биохимического разложения пород. Можно сказать, что жизнь на земле и разрушение горных пород организмами - это две стороны одного процесса, совершающегося многие сотни миллионов лет.

 Следствием выветривания является образование кор выветривания, вещество которых называют элювием. Снизу элювий представлен разборной скалой омелкоземом по трещинам, в средней части - преимущественно щебенистым материалом, ближе к поверхности, в зависимости от климата, отмечаются либо неоднородная смесь щебня, дресвы, песка и пыли с глиной, либо более или менее чистая глина (там, где преобладает химическое выветривание).

 Современный карстовый процесс на карбонатных породах не представляет большой опасности для сооружений, так как развивается медленно и эксплуатационные сроки сооружений несоизмеримы с угрожающим развитием карста. Важно выявить уже существующие полости и, если они оказываются в опасной близости от фундамента сооружения, закрепить бетоном или другим материалом.

 Гипсовый карст распространен в Поволжье, на Уфимском плато, на юге Иркутской области, в некоторых районах Средней Азии и Карпат, т.е. там, где распространены соленосные формации пород, залегающие вблизи поверхности Земли. Растворимость гипса составляет 2 г/л, и процесс развития карста на нем идет быстро, затухая лишь по мере насыщения воды сульфатом кальция. Гипсовый карст не зависит от газовой компоненты и поэтому более предсказуем. Для развития его нужна лишь циркуляция ненасыщенной сульфатом кальция воды в гипсовой залежи. Опасны быстро возникающие подземные пустоты, на месте которых образуются провальные воронки, конечные формы гипсового карста. Суффозионная воронка на карстующихся известняках.

 При откопке котлованов, траншей, шурфов и бурении скважин в водонасыщенных грунтах часто встречаются с превращением их в текучую массу, суспензию, стремящуюся растечься и заполнить собой выработанное пространство. Эта песчано-глинистая суспензия называется плывуном.

 Плывун обладает способностью удерживать во взвешенном состоянии некоторое время не только глинистые частицы, но и песчаные и даже куски ненарушенной породы, которые увлекаются за значительные расстояния. Эта, большая, чем у воды, взвешивающая способность объясняется большим удельным весом плывуна (до 2 г/см3). Она сохраняется до тех пор, пока частицы грунта не перестанут перемещаться относительно друг друга (эффект Жуковского).

 Осыпью называется накопление обломков горных пород, отделившихся в результате выветривания и перемещенных благодаря силе тяжести. Осыпи образуются в виде конусов, прислоненных к склону. Самые крупные осыпи образуются в высокогорье у подножия склонов, сложенных флишем, монотонно переслаивающимися песчаниками, алевролитами и аргиллитами.

 Обвал представляет собой внезапное обрушение массива горных пород, сопровождающееся его дроблением и свободным падением обломков в уплотненном воздухе.

 Оползень представляет собой отрыв грунтовых масс и медленное смещение их вниз, по одной или нескольким поверхностям скольжения, под действием силы тяжести. 

Лекция 2

Дата: 2019-12-09, просмотров: 132.