EGP (Экзогенные геологические процессы)
Описание файла
Документ из архива "Экзогенные геологические процессы", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "геология" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "рефераты, доклады и презентации", в предмете "геология" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "EGP"
Текст из документа "EGP"
15
Содержание.
1. Понятие процесса 3
2. Географическое положение или территориальная
приуроченность 9
3. Условия и причины ЭГП 9
4. Методы инженерно-геологических исследований и
методы прогноза ЭГП 11
5. Меры борьбы с ЭГП 15
1. Понятие процесса
Каменные осыпи и обвалы образуются в горах в результате разрушения скальных массивов и чаще всего в условиях сурового климата. Каменные осыпи (курумы, каменные потоки, каменные реки) – скопления камней на склонах, занимающие площадь нередко в несколько квадратных километров и гектаров (Коломенский Н.Б.). Они медленно спускаются вниз, осложняя строительство как на склонах, так и подножья. Каменные обвалы представляют собой обрушение со склонов каменных масс (Коломенский Н.Б.). Они разнообразны по размерам, составу, частоте, повторяемости. Обвалы возникают как на естественных, так и на искусственных склонах (в выемках).
На участке расположения каждой осыпи выделяются следующие характерные элементы (Рис. 1): области питания, транспортировки и отложения осыпи.
Рис.1.
Продольный разрез каменной осыпи.
На рисунке изображено:
а) коренная порода б) осыпь переходящая внизу в россыпь
-
область питания 2) область транспортировки 3) область накопления.
В области питания обычно находятся разрушающиеся трещиноватые утесы, от которых время от времени отделяются обломки различных размеров. Чем круче склон и менее трещиноват массив, тем крупнее обломки. От петрографического состава породы, пространственного соотношения систем трещин и плоскостей напластования зависит форма обломков. Граниты и другие массивные породы дают кубовидные, матрацевидные глыбы с размерами от нескольких метров до десятков сантиметров. Эффузивы, сланцы, мелкослоистые породы дают плитчатую осыпь с размерами обломков в десятки сантиметров. Разрушающиеся утесы располагаются чаще всего в вершине склона, но нередко и по всему склону. Часты случаи, когда в области питания разрушаются не отдельные утесы, а весь склон в целом.
Наблюдаются следующие формы движения осыпи:
-
перекатывание отдельных обломков совершается на сравнительно небольшие расстояния – не более нескольких метров, так как даже движение обломков, скатывающихся из области питания, быстро замедляется при достижении ими поверхности осыпи;
-
соскальзывание группы обломков на площади в несколько квадратных метров с быстрым продвижением их вниз по склону на несколько метров;
-
постепенное скольжение вниз по склону всей массы осыпи;
-
смешанное (комбинированное), послойное движение;
-
быстрое соскальзывание массива осыпи (осов, иногда обвал).
В плане осыпи имеют одну из следующих форм: (Рис. 2)
-
узкая, слегка расширяющаяся к низу «река» (поток, курум), изгибающаяся, ветвящаяся, сливающаяся с соседними. Она спускается от отдельного утеса, часто по желобу. Ширина ее от десятков до сотен метров. В поперечном разрезе осыпь слегка выпуклая;
-
быстро расширяющийся книзу треугольник с сильно выпуклой конической поверхностью. Вершина приурочена обычно к желобу на склоне; внизу соседние осыпи сливаются. Ширина и протяженность конусов – десятки и сотни метров;
-
широкий шлейф, равномерно покрывающий ровный склон;
-
округлое или неправильной формы пятно на склоне, не имеющее заметной области питания.
Рис. 2.
Форма осыпей в плане.
а) узкая расширяющаяся книзу «река» б) быстро расширяющаяся книзу «треугольник» в) широкий шлейф г) округлое пятно д) вершина склона е) подножье склона
По своему механическому составу и сложению осыпи разнообразны, выделяются следующие основные типы:
-
Крупноглыбовые осыпи со свободными промежутками; размер обломков от нескольких метров до десятков сантиметров; величина скважности этих образований достигает 30-40% (Рис. 3).
Рис. 3.
Каменная осыпь с крупными кубовидными глыбами
-
Крупноглыбовые осыпи с мелкозернистым заполнением промежутков. По сравнению с первым типом они более устойчивы на склонах в сухом состоянии и менее – во влажном.
-
Плитчатые со свободными промежутками.
-
Плитчатые с мелкоземистым заполнителем. Влияние степени их увлажнения такое же, как и во втором типе.
-
Щебнисто-хрящевые. Глинистые частицы в хрящевом заполнителе почти отсутствуют, что придает осыпи известную устойчивость.
-
Слоистые. В подвешенном слое они имеют мелкоземистый заполнитель, близ дневной поверхности – свободные промежутки. Эта особенность их сложения обусловливает комбинированную послойную форму движения. Этот тип осыпей имеет наибольшее распространение. В тех случаях, когда нижний горизонт таких осыпей скован вечной мерзлотой, он плотно скреплен с подстилающей породой и на таких осыпях наблюдается лишь перекатывание отдельных обломков.
-
Скрепленные известковистым травертином; отличаются высокой степенью устойчивости на склонах (например, масандровские отложения Южного берега Крыма).
-
Рассеянные осыпи. Глыбы не соприкасаются друг с другом; они залегают не только на обнаженных склонах, но и на задернованных, где частично погружены в мелкоземистый делювий.
Механический состав осыпей неравномерен не только в вертикальном разрезе, но и по площади. Книзу склона увеличивается крупность обломков (что связано с большей дальностью перекатывания наиболее крупных из них); в нижней и боковой частях осыпи в первую очередь начинается накопление мелкозема. Заметим, что заполнение осыпи мелкоземом более всего зависит от петрографического состава пород обломков, их выветриваемости и крутизны склона.
Мощность осыпей разнообразна. Она зависит от их положения в рельефе, от крутизны склона и других причин. Обычно на склонах она составляет несколько метров и увеличивается к подножью. Осыпи, накопившиеся у подножий в виде крупных конусов, имеют мощности до десятков метров.
Обвалами называют и обрушение нескольких небольших камней с откоса железнодорожной выемки, и гигантские природные катастрофы, меняющие лик окружающих участков земной коры. Крупные горные обвалы редки, но следы их сохраняются долго.
Более часто повторяются сравнительно мелкие обвалы, происходящие на естественных склонах и искусственных откосах выемок горных железнодорожных магистралей СНГ.
Источником материала для обвала могут быть: трещиноватые и выветрелые утесы, останцы; породы, слагающие сравнительно ровные, но крутые склоны; каменные осыпи, залегающие на чрезмерно крутых, а в особенности выпуклых склонах; древние морены горных ледников (валунники), отмытые от мелкозема и оказавшиеся в результате развития склона на чрезмерно крутых или выпуклых его участках.
Высоты, с которых падают обвалы, разнообразны. На естественных склонах они составляют обычно несколько десятков и даже сотен метров, на искусственных откосах – 25-30 метров.
Наблюдаются следующие формы движения обвалов: движение сравнительно большой и компактной массы обломков, которая то скользит по склону, то совершает «прыжки», постепенно теряя свою компактность; скачкообразное падение отдельных камней, при котором величина скачков и скорость полет книзу, как правило, увеличивается; прямое падение обломков (наблюдается очень редко).
2. Географическое положение или территориальная приуроченность
Осыпи известны в СНГ во всех горных районах. В Крыму и Карпатах их размеры и причиняемый ими вред невелики. В высокогорных районах Кавказа осыпи затрудняют строительство и эксплуатацию автодорог, вызывают разрушение выемок и насыпей, требуют создания дорогостоящих подпорных стенок. Осыпи осложняют промышленное строительство в ряде районов Кольского полуострова и Северного Урала. Гигантские по площади каменные осыпи – препятствие для транспортного строительства во многих районах Прибайкалья и Забайкалья. Осыпи широко распространены в Тянь-Шане, Алтае, Саянах, горах Якутии и Приморья.
Обвалы образуются практически во всех горных странах, особенно же частые и крупные обрушения происходят в областях молодых тектонических восходящих движений. Образуются обвалы на участках распространения любых скальных, а также наиболее прочных полускальных пород. Лишь легко размокающие породы обычно не дают обвалов.
3. Условия и причины ЭГП
Для оценки характера осыпи необходим учет формы склона. На ровных склонах направление движения обломков и форма осыпи в плане зависят от характера области питания, а подвижность осыпи – от общей крутизны склона; осыпь может накапливаться непосредственно на склоне. Выпуклые склоны способствуют накоплению вверху массы готовых обрушиться обломков и их быстрому соскальзыванию; осыпь накапливается только у подножья.
На вогнутых склонах осыпь пополняется постоянно падающими отдельными обломками, накапливается она и на склоне и у его подножья.
Следует отметить, что на склонах, осложненных ступенями и западинами, осыпь может накапливаться при общей крутизне склона на 5-7О больше, чем при отсутствии этих элементов микрорельефа.
Подвижность осыпей весьма неравномерна в многолетнем и годовом разрезе; наибольшая подвижность относится к периодам дождей и снеготаяния. Бывают годы, когда активные осыпи не совершают подвижек.
Перемещение осыпей вызывают силы тяжести, известная крутизна склонов, восходящие тектонические движения и некоторые другие причины. Непосредственными поводами к подвижке осыпи или отдельных ее частей могут быть: сильное увлажнение подошвы; толчки при падении новых обломков; увеличение общего веса осыпи за счет пополнения; порывы ветра; подрезка нижней части осыпи; толчки при землетрясениях; сотрясения при строительных работах или работе механизмов.
Причины образования обвалов на естественных склонах очевидны – наличие силы тяжести и разрушенных пород, большая крутизна склона.
Непосредственными поводами к возникновению обвалов на естественных склонах и в выемках могут послужить:
-
постепенное исчезновение сцепления между глыбой и массивом породы в результате выветривания, растрескивания породы, смачивания глинистой примазки, имеющейся в трещинах массивных пород;
-
расклинивающее воздействие корней, льда, мелких падающих обломочков;
-
сейсмические толчки;
-
сильные порывы ветра;
-
толчки от падающих обломков;
-
гидростатическое воздействие воды;
-
сотрясение при строительных работах.
4. Методы инженерно-геологических исследований и методы прогноза ЭГП
Образование осыпей и обвалов – естественный процесс формирования склонов в горах, сложенных скальными породами. В современную эпоху нам нередко приходится наблюдать осыпи, возникшие в сравнительно отдаленное время. Установление их возраста имеет важное практическое значение, позволяя оценить степень устойчивости осыпи за длительный срок. Наиболее обоснованные данные в этом отношении получают благодаря геоморфологическому анализу.
К числу наглядно видимых признаков подвижности осыпи относятся следующие:
-
Наличие среди замшелых и выветрелых обломков более свежих глыб.
-
Наличие скоплений глыб у деревьев с нагорной стороны, а также наличие подмятых поваленных осыпью деревьев и кустов. (Рис. 4.).
Рис. 4.
Каменная осыпь свалившая при своем движении крупное дерево.
-
Саблевидная форма деревьев на осыпи.
-
наличие на поверхности осыпи расселин параллельных подошве.
-
Слабая степень залесённости или отсутствие деревьев на осыпи.
Достаточно устойчивы на склоне осыпи, не имеющие видимых областей питания. В этих случаях важно оценить срок, прошедший со времени отложения осыпи.
При изучении района в целом перед инженером-геологом ставятся следующие основные задачи: отображение на карте контуров осыпей с указанием возможного направления их движения; установление закономерностей в распространении осыпей в связи с особенностями геологических условий отдельных участков, в том числе выявление взаимного расположения осыпей разных типов и разных стадий развития; сбор общих данных о современной стадии развития осыпей в районе; выяснение непосредственных поводов подвижки осыпей; сбор данных о взаимодействии осыпей и инженерных сооружений; общая характеристика способов борьбы с осыпями, применяемых в районе; определение целесообразности освоения для строительства тех или иных участков, трасс и т.п. и в случае необходимости выработки программы дальнейших исследований осыпей.
Основные методы работы на данной стадии: комплексная инженерно-геологическая съемка (масштаба 1:200000 и крупнее) на базе использования аэрофотоматериалов; обследование существующих сооружений и строительств; опросы населения; сбор данных по климату, сейсмичности; неоднократные повторные осмотры отдельных, наиболее характерных осыпей; составление подолинных ведомостей осыпей по наиболее перспективным в отношении строительства участкам. Такие ведомости позволяют проводить статистическую обработку данных и обосновать выбор площадок и трасс, наименее подверженных вредному воздействию осыпей.
Осыпи должны быть отображены на следующих картах: геологической, четвертичных отложений, геоморфологической, физико-геологических процессов и инженерно-геологической.
В тех случаях, когда местоположение строительной площадки или трассы уже определено, а вблизи нее имеются осыпи, для проектирования защитных сооружений необходимо исследовать: геологическое строение участка, состояние коренных пород, образование глыб осыпи и заполнителя; геоморфологию участка, крутизну, микрорельеф склона; геологический возраст осыпи, стадию ее развития; механический состав, сложение, мощность осыпи; условия залегания осыпи на склоне; степень подвижности осыпи; причины и формы движения; взаимодействие осыпи с инженерными сооружениями.
Признаки возможного обвала утеса, участка крутого склона: зияние параллельных склону трещин и падение мелких обломков, расклинивающих трещины; глухой шум, треск, исходящий из массива породы; проседание поверхности крутого скального откоса; происходящие сейсмические сотрясения.