Слайд 1Министерство образования и науки РФ
ГОУ ВПО ТюмГАСУ
Кафедра СПОФ
ГЕОЛОГИЯ
65 тематических слайдов
Автор:
ИГАШЕВА С.П.,ст. преп. каф. СПОФ
Слайд 31. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ ЗЕМЛИ
В каждой из геосфер действуют
специфические процессы,
влияющие
на разогрев и охлаждение
земного вещества.
Слайд 4Земная кора имеет
два основных источника тепла:
внешний – Солнце,
внутренний – распад
радиоактивных
веществ
в своей нижней части
на границе с верхней мантией.
Слайд 5Земное вещество разогрето
крайне неравномерно
из-за своей неоднородности,
различного расположения
и неравномерности воздействия
источников
тепла.
Слайд 6В земной коре различают
три температурные зоны:
зона переменных
температур,
в которой изменение температур
определяется климатом местности
и типом
горных пород.
Суточные колебания
затухают на глубине до 1,5 м,
а годовые (сезонные) 20-30м.
Слайд 7 зона постоянных температур
постоянная температура
соответствует
среднегодовой температуре
данной местности.
Находится на глубине 15-40 м.
Слайд 8 зона нарастания температур
имеет такие характеристики:
геотермический градиент –
нарастание температуры
на каждые 100 метров глубины,
Слайд 9 геотермическая ступень –
глубина, при
которой
температура повышается на 1ºС.
Теоретически её величина
составляет 33 метра,
в действительности –
колеблется
в широких пределах.
Слайд 10Нарастание температуры с глубиной
следует учитывать
при проектировании
сооружений глубокого
заложения
(метрополитенов,
хранилищ различного рода
промышленных отходов,
особенно радиоактивных и
др.)
(фото 1):
Слайд 11Фото 1 Повышение температуры среды
ускоряет ход химических реакций
Слайд 122. МНОГОЛЕТНЯЯ МЕРЗЛОТА
На бóльшей части суши
(в России ½ территории!)
горные
породы характеризуются
нулевой
или отрицательной температурой.
Слайд 13
При наличии льда
в пóрах и трещинах
их называют МЁРЗЛЫМИ,
а
при его отсутствии – МОРОЗНЫМИ.
Слайд 14В этом состоянии
они могут существовать от десятков до многих
тысяч лет –
МНОГОЛЕТНЯЯ МЕРЗЛОТА.
Область распространения многолетнемёрзлых пород –
КРИОЛИТОЗОНА
(от греч. криос – холод, литос - камень)
(рисунок 1):
Слайд 16Многолетняя мерзлота
может иметь
сплошное распространение,
прерывистое распространение,
островнóе распределение.
Слайд 17Мощность мёрзлых толщ
может достигать сотен и даже
первых тысяч
метров.
1400 м в Якутии, в верхóвье р. Мархи.
В пределах
Западно-Сибирской низменности реликтовая криолитозона
мощностью 100-200 м и более
залегает на глубине 100-200 м
от поверхности.
Слайд 18Верхний, оттаивающий летом,
многолетнемёрзлый слой грунта -
ДÉЯТЕЛЬНЫЙ (активный) СЛОЙ.
Его мощность
зависит от
климата,
состава горных пород
наличия растительности.
Песок, в
который свободно
проникает воздух, протаивает на 2-4 м,
глинистый грунт, покрытый мхом –
на 20-30 см за лето.
Слайд 19 КРИОГÉННЫЕ
(мерзлотные) ПРОЦЕССЫ
(от греч. «криос» холод
и «генос» рождённый)
происходят в горных породах
при понижении
температур
(рисунок 2):
Слайд 20Рисунок 2 Карта глубин промерзания
грунтов в зимний
период
Слайд 21а) М О Р О З О Б Ó Й
Н О Е
ТРЕЩИНООБРАЗОВÁНИЕ
возможно при наличии
трещин в породах, воды
и отрицательных температур.
Замерзающая вода
увеличивается в объёме на 9-11%,
«расклинивает» трещины,
резко ускоряет разрушение
горных пород (фото 2).
Слайд 22Фото 2
Замерзающая
вода
значительно
увеличивается
в объёме
Слайд 23
Для профилактики
морозобойного трещинообразования
применяется
осушение массивов горных пород
и ликвидация трещин.
Слайд 24б) НÁЛЕДИ - потокообразные
или плащеобразные
скопления льда
на поверхности земли.
Могут
иметь большую мощность
и занимать большие площади.
Наледи представляют угрозу
для движения транспорта,
могут быть причиной затопления
пониженных участков местности.
Слайд 25 Образование нáледей происходит
в очень суровые зимы,
когда намерзающий
лёд
чрезмерно давит на речную воду.
Она разрывает его,
выходит
за пределы русла
и там замерзает (фото 3).
Для профилактики таких нáледей
применяют земляные валы вдоль русел рек.
Слайд 27 Наледи могут возникать
в зимний период
и при проходке
горных выработок,
которые достигают
уровня подземных вод (фото 4).
Для профилактики
образования таких наледей
служат «мерзлотные пояса» – глубокие канавы, расположенные
вокруг строительной площадки;
Слайд 28Фото 4
Нáледь образовалась
за счёт выхода
грунтовых вод
из трещин в скале
Слайд 29в) МОРОЗНОЕ ПУЧÉНИЕ
увеличение объёма рыхлых
водонасыщенных грунтов
за счёт
увеличения объёма воды
в порах грунта после замерзания
(рисунок 3).
Наносит большой вред
дорожному строительству, осложняет эксплуатацию
различных сооружений.
Слайд 31Проявляется оно в виде пучи'н –
удлинённых поднятий
поверхности земли
высотой 0,2 – 0,5 м
и в виде бугров пучéния
(якут. – булгуння'х),
достигающих в высоту и в диаметре
нескольких десятков метров
(фото 5):
Слайд 33 Морозное пучение происходит
при
отрицательных температурах,
при наличии несвязных грунтов,
имеющих в составе
глинистые и пылеватые частицы,
способные удержать воду.
Его последствия –
деформация и разрушение дорог,
коммуникаций, сооружений
(фото 6):
Слайд 34Фото 6
Морозное пучение
вызывает
повреждение
сооружений
и коммуникаций
Слайд 35Мероприятия
по борьбе с морозным пучением:
водоотведение и осушение массива;
теплоизоляция для
уменьшения
глубины промерзания;
замена пучинистых грунтов
на грубозернистые;
электрохимическое закрепление
грунтов.
Слайд 364. ПОСТКРИОГÉННЫЕ (послемерзлотные) ПРОЦЕССЫ
происходят в грунтах
после повышения температуры
и оттаивания
в них
льда-цемента.
Слайд 37а) ТЕРМОКАРСТ - образование
провалов на земной поверхности
из-за
уменьшения объёма грунта
после оттаивания льда (фото 7, 8).
Для профилактики термокарста применяют термоизоляцию,
не позволяющую грунтам оттаивать.
Слайд 40б) СОЛИФЛЮ'КЦИЯ (от лат.
solum - почва
и fluktum – истечение)
движение рыхлых
водонасыщенных отложений
под действием силы тяжести
со склонов при оттаивании
(рисунок 4, фото 9).
Солифлюкция
представляет опасность
для сооружений и путей сообщения, расположенных у подножия склона.
Слайд 43Для профилактики солифлюкции применяется:
закрепление склона
растительностью;
планировка и выполаживание
склонов;
создание оградительных
сооружений.
Слайд 44
Горные породы, существующие
в районах распространения
многолетней мерзлоты
относят к типу
грунтов
«особого состава,
состояния и свойств».
5. СТРОИТЕЛЬСТВО
Слайд 45Их поведение
в основании сооружений
определяется
замерзанием или оттаиванием.
Работа с такими
грунтами
требует применения
особых методов строительства:
Слайд 46с предварительным оттаиванием
и укреплением грунтов –
если мощность
мёрзлой
толщи
не превышает 7-10 м;
Слайд 47сохранение температурного режима
при большой мощности
мёрзлой толщи;
с учётом возможных
смещений
в основании сооружения –
на грубообломочных
морозных (без льда)
грунтах.
Слайд 486. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЛЕДНИКОВ
Значительная часть
поверхности земли
длительное время покрыта
снегом
(рисунок 5):
Слайд 49Рисунок 5
И. Айвазовский
«Замёрзший Босфор под снегом»
Слайд 50
Уровень, выше которого
снег сохраняется круглогодично,
называется снеговóй линией.
Положение
снеговой линии
зависит от климата.
В полярных областях
на высоте 50-70
м над уровнем моря,
в горных - 1500-6000 м.
Слайд 51За накоплением мощных толщ снега
следует его преобразование в фирн
(от нем. Firn — прошлогодний, старый, - ледяные крупинки, образующиеся
в результате многократного
таяния и замерзания воды),
а затем в прозрачный голубоватый
глéтчерный лёд.
При этом из 10-11 м3 снега
образуется 1 м3 льда.
Слайд 52Около 11% поверхности суши
покрыто ЛЕДНИКАМИ (рисунок 6).
Среди них
различают:
а) горные – маломощные,
приуроченные к углублениям
в горной долине.
Суммарно их площадь составляет
чуть более 0,5% и лишь отдельные
достигают значительных размеров
(Альпы, Кавказ, Памир).
Слайд 53б) материковые или покровные -
имеют значительную мощность,
обычно образуются в полярных
районах,
почти на уровне моря.
(Гренландия, Антарктида).
в) промежуточного
или скандинавского типа
формируются на плоскогорьях.
Слайд 54Огромные скопления льда и снега
на земной поверхности
подчиняются законам гравитации.
Кроме того,
находясь под большим давлением,
лёд приобретает пластичность.
Поэтому ледники
способны двигаться.
(Альпы от 0,1-0,4 до 1 м/сут;
Памир, Гималаи 2-4 м/сут;
случаи катастрофического продвижения
до 50-100-150 м/сут).
Слайд 55
Долина, по которой движется ледник,
приобретает корытообразную форму
с плоским
дном и отвесными краями – трог (от нем. Трог –
«корыто»)
(фото 10).
Работа ледника по разрушению
и истиранию пород ложа называется
ЭКЗАРÁЦИЯ (выпáхивание).
Слайд 57В процессе движения
ледник дробит и перетирает
встреченные на пути
горные породы.
Их обломки, вмёрзшие
в придонную часть ледника,
оставляют
«ледниковые шрамы» -
царапины на поверхности объектов.
Слайд 58Встретившиеся на пути ледника
скалы
приобретают округлую форму
с отполированной
и штрихованной поверхностью –
«бараньи лбы»,
их скопления называют
курчáвыми
скалами
(фото 11):
Слайд 60Гляциáльные (от glacial – лёд),
ледниковые отложения - морéна (g),
оставшиеся
в долине
после прохождения ледника,
очень разнообразны по составу -
от крупных валунов и огромных глыб
до тонкого пылеватого
и глинистого материала.
Для них характерны неокатанность,
несортированность,
отсутствие слоистости (фото 12):
Слайд 62Достигнув снеговой линии,
лёд начинает таять.
Оттаявшая вода тоже перемещает
частицы горных пород.
Вблизи границы ледника
она откладывает
грубообломочный материал,
далее – мелкий песчаный,
затем – тонкий глинистый
(фото 13):
Слайд 64
Флювиогляциальные (fg) или
водно-ледниковые отложения
сортированы, слоисты,
слабо окатаны.