Слайд 1Министерство образования и науки РФ
ГОУ ВПО ТюмГАСУ
Кафедра СПОФ
ГЕОЛОГИЯ
90 тематических слайдов
Автор:
ИГАШЕВА С.П.,ст. преп. каф. СПОФ
Слайд 3ЭКЗОГЕННЫМИ
называют процессы,
происходящие на поверхности земли
и в непосредственной
близости от неё
(от греч. «экзо»- снаружи,
и «генос»
рождённый)
Слайд 4 это процесс непрерывного изменения и разрушения
горных пород.
Он
идёт повсеместно,
но в зависимости от климата,
усиливается воздействие
на
горные породы
какого-либо определённого фактора:
Выветривание
Слайд 5а) ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
происходит под действием
перепадов температур,
особенно от
«+» к «-» .
Участие воды не обязательно,
но оно значительно ускоряет
и усиливает процесс, т.к. вода,
замерзая в трещинах горных пород, расклинивает их.
Слайд 6В результате
физического выветривания
исходные породы измельчаются,
но их состав
не меняется.
Образуются щебень, гравий, песок
и другие обломочные породы.
Слайд 7б)ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
заключается в изменении состава
и разрушении горных пород
под действием окисления,
выщелачивания, гидратации,
дегидратации и др.
Образуются глины, гипсы, водорастворимые соли и др.
Слайд 8в) БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ
представляет собой
как механическое разрушение
исходных
пород корнями растений
и роющими животными,
так и изменение состава пород
при взаимодействии
с продуктами
их жизнедеятельности (фото 1):
Слайд 9Фото 1
Растения разрушают асфальт
Слайд 10Все виды выветривания
идут одновременно,
но в конкретных климатических условиях
какой-либо вид
преобладает.
Слайд 11Процесс выветривания
начинается с поверхности
и распространяется
в глубину,
постепенно изменяя
кореннỳю породу (рисунок 1, фото
2):
Слайд 12Так образуется
корá выветривания - продукты выветривания горных пород,
оставшиеся на месте образования или ЭЛЮВИЙ,
(от лат.
eluo – вымываю)
на картах обозначается: е.
Слайд 13Рисунок 1 Строение коры выветривания
Слайд 14Элювиáльные отложения
неоднородны как по составу,
так и по
крупности
слагающих частиц.
Поэтому теоретически
в коре выветривания выделяют
(сверху вниз) 4 зоны,
хотя в конкретных случаях
какие-то из них могут отсутствовать (рисунок 2):
Слайд 16 1-я зона полного дробления
характеризуется высокой
степенью
измельчения частиц.
Первичные минералы
тонко раздроблены и являются
примесью к вторичным.
Толща сильносжимаема.
За счёт глинистых частиц –
пластичность, связность,
набухание при увлажнении.
Водопроницаемость ничтожна.
Слайд 17 2-я зона щебéнистая состоит
из обломков
– щéбня и дресвы.
Редкие куски материнской породы
непрочные, легко рассыпаются.
Водопроницаемость
и сопротивляемость сжатию
значительно выше,
чем у пород 1-й зоны.
Пластичность почти отсутствует.
Мощность зоны 1-3 м.
Слайд 18 3-я зона глыбовая состоит
из материнских пород,
разбитых
трещинами на отдельные глыбы,
промежутки заполнены
песчано-глинистым материалом.
Водопроницаемость
чрезвычайно высокая.
Слайд 19 Силы сцепления
между глыбами отсутствуют,
действуют только
силы
внутреннего трения.
Размеры глыб от 10-15 см
в верхней части
до нескольких метров.
Мощность зоны достигает
нескольких десятков метров.
Слайд 20 4-я зона монолитная
не имеет следов
механической раздробленности.
Наблюдается некоторое ослабление
сопротивления породы
механическим воздействиям
из-за нарушения контактов
на плоскостях
скрытой трещиновáтости,
появление глинистой примазки.
Слайд 21Фото 2
Останцы
на плато
Маньпупунёр
(Урал).
«№4»
из семи
чудес
России
Слайд 22Физико-механические свойства
коры выветривания
зависят от минерального состава
исходной
породы,
её структуры
и степени выветрелости.
Сопротивляемость нагрузке
у выветрелых пород
во всех случаях понижается.
Слайд 23
Для профилактики выветривания
применяют меры,
препятствующие
проникновению воды
в трещины
горных пород:
цементирование трещин,
покрытие массива плёнками и др.,
Слайд 24съём выветрелых масс
и возведение сооружений
на толще
коренных пород
является
наиболее радикальной мерой
для решения проблемы
строительства
в таких условиях.
Слайд 25Если это невозможно,
то устойчивость
проектируемых сооружений обеспечивают специальные
инженерные
мероприятия
по укреплению грунтов.
Слайд 26Идея искусственного изменения
состава и свойств грунтов
в России возникла
в XVШ веке.
В настоящее время используют
следующие методы укрепления
недостаточно прочных грунтов.
Слайд 27 МЕХАНИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ:
улучшения дисперсных грунтов:
укатка
(неприменима
для мощных толщ);
трамбование;
грунтонабивные сваи;
виброуплотнение;
сейсмоуплотнение энергией взрыва.
Слайд 28ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ:
электрохимическое закрепление
постоянным током (60-200 V);
термоупрочение (óбжиг);
замораживание.
Слайд 29ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ:
д и с п е р г а
ц и я;
а г р е г а ц
и я;
г и д р о ф о б и з а ц и я;
к о л ь м а т а ц и я;
г л и н и з а ц и я;
с о л о н ц е в а н и е;
Слайд 30ХИМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ:
б и т у м и з а
ц и я;
с м о л и з а
ц и я;
с и л и к а т и з а ц и я;
ц е м е н т а ц и я.
Слайд 31Геологическая
Работа
ветра
Эóл – бог ветра в греческой мифологии
Слайд 32Аэродинамические процессы
(от греч. «аэр» - воздух; dinamis – сила),
вызываемые действием
ветра
заключаются в разрушении
горных пород
под действием ветра,
в переносе и отложении
разрушенного материала.
Слайд 33а) разрушительная работа ветра:
ДЕФЛЯЦИЯ
(от лат. deflation - выдувание, сдувание)
выдувание рыхлого материала.
В районах, сложенных рыхлыми
и мягкими породами
формируются
котловины выдувания
длиной до сотен километров,
шириной несколько километров,
глубиной несколько сотен метров;
Слайд 34Чем мельче частицы, тем выше они
поднимаются и дальше
уносятся от
места разрушения исходной породы.
Происходит сортировка материала:
пыль
поднимается на высоту
до 1000 и более метров (фото 3),
самые мелкие песчинки –
на несколько десятков метров,
крупнопесчаные частицы на 8-10 м,
крупные частицы (диаметром 3-4 см)
подбрасывает ветром на 2-3 м.
Слайд 36 дефляции всегда сопутствует
КОРРÁЗИЯ
(от лат.
corrasio - обтачивание) -
шлифование
различных поверхностей
летящими
песчинками.
Слайд 37Если горные породы неоднородны
(гранит, габбро), то их поверхность
становится
ячéистой,
в гнейсах образуются желобки,
В слоистых породах отчётливо видны
отдельные слои (фото 4, 5),
однородные массивы обтачиваются
относительно равномерно.
Слайд 40Защита площадки
от разрушительной работы ветра
аналогична действиям
при выветривании,
то есть заключается
в закреплении несвязных грунтов,
цементации
трещин,
нанесении специальных покрытий
на поверхности.
Слайд 41б) созидательная работа ветра.
Частицы, переносимые ветром,
встречая на своём
пути
какое-либо препятствие,
останавливаются, накапливаются,
образуют небольшие бугры.
Ветровые отложения – v
часто
называют ЭÓЛОВЫМИ
(Эóл – бог ветра в греческой мифологии).
Их основные составляющие –
песок и пыль (фото 6).
Слайд 43Бугры быстро растут,
достигая в высоту
от единиц до
сотен метров –
бархáны (тюрк.)
и дюны (от нем. Düne).
Они часто образуют цепи
и могут передвигаться со скоростью
от нескольких сантиметров
до десятков метров в год.
Слайд 44Движущиеся пески
представляют большую опасность,
т.к. при своём перемещении
они
засыпают плодородные земли,
здания и сооружения (фото 7):
Слайд 46Для закрепления движущихся песков
сажают растения
с
мощной корневой системой;
создают искусственные дюны,
располагая щитовые
ограждения
поперёк направления ветра;
в отдельных случаях
пески закрепляют
твердеющими растворами,
наиболее эффективны
битумные эмульсии.
Слайд 47Г р а в и т а ц и ó
н н ы е
и в о д
н о-
г р а в и т а ц и о н н ы е
п р о ц е с с ы
Слайд 48Куски пород,
отделившиеся от массива,
в условиях расчленённого рельефа
неизбежно
подвергаются
влиянию силы тяжести
и перемещаются вниз
по склону.
Отложенный материал
называется КОЛЛЮВИЕМ
на картах обозначается: с
Слайд 49ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
(óсыпи, обвалы и др.)
отличаются кратковременностью.
Материал
перемещается по склону
под действием силы тяжести, стремительно,
переворачиваясь
и
дробясь по пути (фото 8, 9):
Слайд 52 Применяют профилактическое
обрушение опасных частей склона.
Для
защиты дорог, расположенных
вдоль подножия склона,
на
особо опасных участках
строят галереи,
прикрывающие дорогу
(фото 10, рисунок 3).
Слайд 53Фото 10 Участок дороги с нависающим
карнизом в швейцарских Альпах
Слайд 54Рисунок 3 Галерея на опасном склоне
Слайд 55 ВОДНО-ГРАВИТАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
(óползни и др.)
происходят при участии
воды.
Для их проявления необходимо
наличие на склоне
рыхлых
водонасыщенных грунтов,
залегающих
на глинистом ложе.
Слайд 56Вода, попадая на склон,
утяжеляет грунты
и увлажняет
глину,
делая её скользкой.
Оползневые массы
в процессе движения
со склона
не переворачиваются
и не дробятся.
Слайд 57Они движутся вниз со скоростью
от первых сантиметров
до
нескольких метров в год,
в зависимости от крутизны склона
и
его увлажнения
(фото 11):
Слайд 59 Признаки оползнеопасного склона (рисунок 4):
трещины вдоль поверхности склона;
неровность поверхности склона,
особенно в нижней части;
валы выпỳчивания
вдоль подножия склона;
заболóченность между ними;
теряют вертикальность столбы,
заборы, деревья (фото 12);
появляются трещины в стенах.
Слайд 60Рисунок 4 Элементы óползневого склона
Слайд 61
Фото 12
На
óползневом
склоне
деревья
приобретают
наклон
Слайд 62Меры защиты
инженерных сооружений:
пассивные
(направленные на сохранение
устойчивости склона):
запрет на подрезание склона;
запрет сброса вод;
запрет на уничтожение
растительности и т.д. (фото 13):
Слайд 63Фото 13 Растения корнями удерживают
грунтовые массы на склоне
Слайд 64активные
(борьба с самим процессом):
закрепление грунтов растворами;
удерживание сползающих масс
подпорными стенками (фото 14, 15);
создание новых откосов (фото 16)
и т. д. (фото 17, рисунок 5):
Слайд 65Рисунок 5
Защита
óползневого
склона
Слайд 66Фото 14 Железобетонная плита
замедляет оползание грунтов
Слайд 67Фото 15 Подпорные стенки
испытывают колоссальную нагрузку
Слайд 68Фото 16 Набережная укрепляет склон
Слайд 69Фото 17
К сожалению,
смещение грунтовых масс
может быть стремительным
Слайд 71 ПРОСÁДКА – дополнительная
вертикальная деформация грунта,
находящегося
в напряжённом состоянии
от собственного
веса
или под действием внешних нагрузок.
Часто - значительная по величине
(может достигать
десятков сантиметров)
и быстро протекающая во времени.
Слайд 72Просáдочность проявляют:
лёссы и лёссовидные суглинки -
при замачивании;
мёрзлые грунты -
при оттаивании льда-цемента;
песчаные водонасыщенные грунты
при встряхивании.
Слайд 73Вследствие опускания
поверхности земли
здания и сооружения
претерпевают деформации.
Такие грунты широко распространены,
поэтому инженер-строитель
должен иметь
представление
о методах строительства
на просадочных грунтах.
Слайд 74Методы делятся на:
ВОДОЗАЩИТНЫЕ
отвод поверхностных
вод,
гидроизоляцию,
предохранение от утечек
из водопроводов,
устройство
водонепроницаемых полов и др.;
Слайд 75КОНСТРУКТИВНЫЕ –
приспособление
строительных объектов
к возможным
неравномерным осадкам:
повышение
жёсткости стен
и прочности стыков,
применение свайных
и уширенных фундаментов
и др.;
Слайд 76УСТРАНЕНИЕ ПРОСАДОЧНЫХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ:
механическое преобразование
породы либо с поверхности
(трамбовкой, замачиванием),
либо в глубине толщ
(с помощью грунтовых свай,
взрывов в скважинах и др.),
применение песчаных и грунтовых
подушек, грунто-цементных опор;
Слайд 77физико-химические способы:
- óбжиг грунтов через скважины,
- силикатизация,
-
пропитка цементными
и глинистыми
растворами,
- обработка солями,
- укрепление
органическими веществами и др.
Слайд 78 ПЛЫВУННОСТЬ –
это способность
водонасыщенных дисперсных пород
переходить в разжиженное
состояние.
Она свойственна для
песков
с различной крупностью зёрен,
но более всего -
для тонкозернистых песков
с пылевáтой, и'листой, коллóидной
и органическими фрáкциями.
Слайд 79Массивы таких пород
ведут себя подобно вязким жидкостям
и называются
ПЛЫВУНÁМИ.
При вскрытии котлованом плывуны разжижаются (фото 18),
приходят в
движение,
заполняют горные выработки
(фото 19),
засасывают тяжелые предметы.
В свободном состоянии
несущей способностью не обладают.
Слайд 82Плывуны бывают двух видов:
а) ЛОЖНЫЕ ПЛЫВУНЫ
это
обычные несвязные грунты
в состоянии водонасыщения.
Они содержат свободную воду,
обладают открытой пористостью,
водопроницаемостью,
и водоотдачей,
со сравнительно
высокой плотностью.
Слайд 83Ложные плывуны
не имеют какихлибо
цементирующих компонентов.
Такие грунты
легко поддаются
осушению,
замораживанию,
двухрастворной силикатизации;
Слайд 84б) ИСТИННЫЕ ПЛЫВУНЫ
напоминают глинистые
грунты:
обладают некоторой связностью
и совершенно не отдают воду
при обычных способах
водопонижения.
Слайд 85Это объясняется
наличием в их составе
гидрофильных минералов
типа монтмориллонита и гидрослюд,
а так же микроорганизмов
(особого вида
бактерий).
Слайд 86Сотрясение и вибрация
при производстве подземных работ
ведут
к тиксотрóпному
разжижению грунта,
(от греч. thixis – прикосновение;
trope
- поворот, изменение)
часть связанной воды освобождается,
а структура грунта разрушается.
Всё это требует особого подхода
при проведении работ
в истинных плывунах:
Слайд 87 взрывные работы при проходке
не допускаются,
необходимо надёжное крепление
выработок, водопонижение -
только
электроосмотическим методом.
закрепление истинных плывунов
производится временно методом
замораживания.
Слайд 88Для выбора
наиболее эффективных методов
работы с плывýнными грунтами
необходимо
грамотно их
различать:
Слайд 90 СУХИЕ ПЛЫВУНЫ (сыпуны) –
чистые мелкие
пески,
приходящие в движение от вибрации
при полном отсутствии воды.
Они осыпаются
через мельчайшие трещины
и проникают в выработки
подобно воде или плывуну.
Сыпуны останавливают движение
сразу после прекращения вибрации
и тампонажа выходов песка.