Экзогенные процессы и явления

озер, морей и болот
Геологическая деятельность атмосферных осадков
Суффозия
Карст
Плывуны
Основные термины и понятия.

в связи с инженерной деятельностью человека.

А именно:
состав, строение, состояние, свойства и условия распространения горных пород (грунтов), определяющих их поведение при взаимодействии с инженерными сооружениями;
геологические процессы, как природные, так и возникающих в связи с возведением и эксплуатацией зданий, сооружений и устройств;
установление закономерностей пространственного распространения инженерно-геологических условий.

Слайд 2

под воздействием техногенных факторов называют инженерно-геологическим процессом.

Инженерно-геологическое явление - результат деятельности геологических процессов, возникающих в земной коре под действием различных природных и геодинамических факторов или их сочетаний, оказывающих или могущих оказать поражающее воздействие на инженерные сооружения.

Санкт-Петербург, май 2010

Слайд 3

строительных материалов, происходящие под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, кислот, щелочей, углекислоты, действие ветра, организмов и т.д.

Схема выветривания.
1 - кора выветривания.
2 – коренная порода (порода, не затронутая выветриваним)

ВЫВЕТРИВАНИЕ

Слайд 4

разрушение горных пород

Слайд 5

процессе роста корней растений

Морозное выветривание

Намокание и высушивание

ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

Слайд 6

кислота

ХИМИЧЕСКОЕ ВЫВЕТРИВАНИЕ

Слайд 7

лишайники)

БИОЛОГИЧЕСКОЕ (БИОГЕННОЕ) ВЫВЕТРИВАНИЕ

Слайд 8

обтачивание или корразия), перенос продуктов разрушения и отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде скоплений различной формы.

Г. Джемерджи, Крым

Колорадо, США

ВЕТЕР

Слайд 9

горных пород (главным образом песчаных и пылеватых)
Корразия – обтачивание выступов горных пород песчаными частицами, переносимыми ветром

Процесс корразии

Процесс дефляции

Слайд 10

отложения, образовавшиеся в результате накопления, уплотнения, цементация перенесенных ветром частиц.

ВЕТЕР. АККУМУЛЯЦИЯ. ЭОЛОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ.

Аккумуляция – процесс переноса и накопления переносимого материала

Слайд 12

растворенном виде

Во взвешенном состоянии

Перекатыванием

Сальтацией (подпрыгиванием)

ЭРОЗИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Эрозия – процесс разрушения горных пород (грунтов, почв) водными потоками.

Слайд 14

которые воздействуют на коренные породы ложа реки как абразивный материал;
За счет растворения пород ложа (важную роль при этом играют растворенные в воде органические кислоты);
За счет гидравлического воздействия воды на рыхлых материал ложа (вымывание рыхлых частиц);
Дополнительными факторами могут служить разрушение берегов во время ледохода, термоэрозионные процессы и др.

Выделяют два типа эрозии:
донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину, т.е. углубление дна долины (рис. А);
Боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины (рис. Б);
Эти два вида эрозии действуют совместно, но соотношение их действия изменяется на разных стадиях развития долины реки.

Слайд 15

или волочением и сальтацией;
Во взвешенном состоянии – в виде водной суспензии;
В растворенном виде – коллоидными или ионными растворами;

Аллювий - отложения постоянных водных потоков (рек, ручьев), состоящие из обломков различной степени окатанности и размеров (валун, галька, гравий, песок, суглинок, глина).

Слайд 17

берег р. Оки

ЭРОЗИОННАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ. ПОСЛЕДСТВИЯ.

Слайд 18

пресной водой и не имеющие непосредственной связи с морем.

Геологическая работа озер

Разрушительная

Созидательная

Подъем/опускание уровня

Абразия берегов

Накопление осадков

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ОЗЕР

Каспийское море – самое большие озеро в мире, между Казахстаном и Азербайджаном

Аральское море, на границе Казахстана и Узбекистана

Озеро Ыссык-Куль, Киргизия

Озеро Байкал, Россия

Слайд 19

механического разрушения берегов морей, озер и крупных водохранилищ волнами, течениями и прибоем.
При этом горные породы испытывают удар волны, коррозионное разрушение под действием ударов камней и песчинок, растворение, в полярных областях протаивание (термоабразия) и другие воздействия.
Интенсивность абразии зависит от степени волнового воздействия и свойств пород.

Слайд 20

ложе;
IV – глубоководные впадины.

А – устойчивость средняя, Б – минимальная, В – максимальная. 1 – волны. 2 – положение слоев. 3 – возможные оползни.

АБРАЗИЯ. МОРЯ И ОКЕАНЫ

Слайд 22

называют болотами.

Площадь болот в процентах от общей площади субъектов Российской Федерации

БОЛОТА

1 – минеральное дно; 2 – торф; 3 – ил; 4 – заболоченный грунт; 5 – вода. Стрелки показывают питание болот.

Процесс зарастания озера и превращение его в болото.

Слайд 23

илы и пески, реже гравий и галька.
Органогенные осадки представлены скоплениями раковин и органическими илами,
которые превращаются в сапропель. Из этих осадков образуются известняки, горючие и битуминозные сланцы, сапропелевые угли и другие полезные ископаемые.
Хемогенные осадки. В бессточных озерах, вода которых насыщена NaCl2, MgCl2, CaSO4, MgSO4, Na2SO4, K2SO4, CaCl2 и другими солями в сухое время года происходит интенсивное выпадение разнообразных солей в осадок. В пресных озерах из карбонатных илов формируются известняки и мергели; из железистых и марганцевых илов – оолитовые бурые железняки и марганцевая руда.

Слайд 24

к их выполаживанию.

АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ. ПЛОСКОСТНАЯ ЭРОЗИЯ

Факторы:
Рельеф – уклон (4-6 до 10-20°), протяженность;
Климат – количество, интенсивность и частота осадков, характер и скорость снеготаяния;
Геологические строение – сопротивление горных пород размыву (водопрочность): скальные и полускальные, пески, глины, лессы, наиболее интенсивно размываются почвы и продукты выветривания;
Социально-экономические – уничтожение растительности, распашка, выпас скота, строительно-хозяйственная деятельность.

В результате плоскостного смыва, совершаемого дождевыми и талыми водами, формируются отложения называемые делювием.
Делювий – это скопление рыхлых продуктов выветривания горных пород у подножия и у нижних частей возвышенностей.

Слайд 25

водотоков.

АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ. ОБРАЗОВАНИЕ ОВРАГОВ

Характер, динамика, стадийность процессов оврагообразования зависит от комплекса природных и техногенных факторов, к которым можно отнести:
Геологическое строение – наличие неводопрочных, легкоразмываемых пород главным образом пылеватого состава, выветрелости пород, особенности напластования, неотектонические условия региона;
Климатические условия – количество и тип выпадающих осадков, характер снеготаяния;
Геоморфологические особенности рельефа – общий уклон местности, крутизна склонов, наличие промоин, борозд, ям на поверхности и т.д.;
Особенности почв и растительности;
Неорганизованный сброс поливных, фильтрационных, хозяйственных и других вод с освоенных территориий;
Распашку склонов, уничтожение растительности и иное землепользование с нарушением норм водосборных мероприятий;
Изменение уровней и режима рек и озер при создании водохранилищ, судоходных каналов и других инженерных сооружений.

Слайд 26

формы, глубиной до 0,5 м, шириной 0,5-1,0 м, обычно уничтожается вспашкой.
Промоины (водороины) – последующая, более продвинувшаяся стадия развития эрозионного процесса. Их глубина до 1,5-2,0 м, ширина 1,0-3,0 м, имея вертикальные или крутосклонные, незадернованные борта. Поперечный профиль симметричный или слабо асимметричный формы (от V–образного до карнизного). Продольный профиль повторяет форму склона.
Овраг – основная форма эрозии проявления временных водотоков, обычно возникает на месте промоин при продолжающемся процессе усиленной эрозии. Отличается от других линейных эрозионных образований формой поперечного и продольного профиля и динамическим состоянием. Наиболее типичным оврагом на равнинах является склоновый овраг, имеющий выраженный водосбор и представляющий собой эрозионную линейную форму длиной не менее 70 м, глубиной не менее 1,5 м.
Балка - сухая или с временным водотоками долина с задернованными склонами. В степных районах балки образуют высохшие русла рек. Имеют полого-вогнутое дно, часто без выраженного русла, склоны выпуклые, плавно переходящие в водораздельные пространства. Чётко выраженная вершина обычно отсутствует, ложбина плавно переходит в балку.

Слайд 27

устье
оврага образуют конуса выноса, представленные особым типом отложений – пролювием.
Пролювий - рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей (гор).

Слайд 29

районах.

Раскопки селя в Перу.

АТМОСФЕРНЫЕ ОСАДКИ. СЕЛЬ

Сель возникает в результате:
Интенсивных и продолжительных ливней, бурного таяния ледников или сезонного снегового покрова;
Вследствие обрушения в русло больших количеств рыхлообломочного материала (при уклонах местности не менее 0,08—0,10).
Решающим фактором возникновения может послужить вырубка лесов в горной местности — корни деревьев держат верхнюю часть почвы, что предотвращает возникновение селевого потока.
Иногда сели возникают в бассейнах небольших горных рек и сухих логов со значительными (не менее 0,10) уклонами тальвега и при наличии больших скоплений продуктов выветривания.
По механизму зарождения различают эрозийные, прорывные и обвально-оползневые сели.

Слайд 30

обломков, отчлененных от массива горных пород в результате выветривания и их скопление у подножия или на пологих участках склона.

Каменные осыпи вдоль старой дороги,
г. Хабаровск 

Черные осыпи, Нальчик

СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. ОСЫПИ

Схема строения осыпи а – в плане, б – в разрезе:
1 – осыпной шлейф; 2 – осыпные лотки;
3 – скальные породы; стрелки – направления осыпания обломков; пунктир – условные горизонтали

Слайд 31

пород, которые, подвергаясь выветриванию, дезинтегрируются и в виде обломков перемещаются вниз по склону.
Осыпи наиболее характерны для высокогорных областей с суровым нивальным климатом, способствующим процессу физического выветривания горных пород. В этих областях практически нет растительности и склоны очень плохо закреплены.

СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. ОСЫПИ

Характерной особенностью осыпей является их подвижность.
По «знаку подвижности» их подразделяют на -действующие (находящиеся в стадии интенсивного движения); -затухающие -неподвижные. Наибольшие скорости движения осыпей отмечены в период снеготаяния и дождей.
Наблюдения показывают, что осыпи в послойном разрезе передвигаются с различной скоростью Скорость верхних слоев может достигать более 1 м/год, нижних слоёв и в целом всего массива осыпи – несколько десятков сантиметров в год. На скорость движения влияют также количество поступающего материала, угол естественного откоса материала, из которого состоит осыпь, и угол поверхности осыпи.

Слайд 32

с опрокидыванием и дроблением.

СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. ОБВАЛЫ

Схематический профиль обвального склона: 1 – современный профиль долины; 2 – профиль долины на участке обвала до обвала; 3 – обвальные массы на дне долины; 4 – профиль обвальной ниши.

Провинция Юньнань, Китай

Обвальные процессы делят по виду деформаций на обвалы и вывалы, понимая под последними выпадение из крутых откосов и обрывов отдельных глыб и камней.

Слайд 33

также взрывные работы.
Возникновению обвалов способствуют трещины, разломы горных пород, когда между более твердыми и тяжелыми блоками имеется глина, песок, рыхлости, пустоты. Всякое попадание воды, снега в эти более слабые связующие слои каждый раз их постепенно ослабляет. Поэтому чаще всего обвалы происходят в периоды дождей, таяния снега, при проведении взрывных и строительных работ. Внутренними причинами обвалов считаются экзогенные геологические процессы, обуславливающие изменение свойств пород приконтактных зон и зон контакта между отдельными блоками, а также новейшие тектонические движения

СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. ОБВАЛЫ

Слайд 34

гравитации и при участии поверхностных или подземных вод.

СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. ОПОЛЗНИ

Природные факторы, влияющие на образование оползней
Землетрясение;
Переувлажнение склонов гор интенсивными атмосферными осадками или грунтовыми водами, речная эрозия и др.
Антропогенные факторы:
Подрезка склонов при прокладке дорог;
Вырубка лесов и кустарников на склонах;
Производство взрывных и горных работ вблизи оползневых участков;
Неконтролируемая распашка и полив земельных участков на склонах.

Причина оползней – вода, просочившаяся по трещинами и порам вглубь пород и ведущая там разрушительную работу. Она пропитывает рыхлые отложения, увлажняя их. Когда происходи разрыв между частями слоя, оторвавшаяся масса начинает как бы «плыть» вниз по уклону пластов.

Слайд 35

образующиеся в результате интенсивного выветривания горных пород и гравитационного перемещения обломков.
Курумы широко распространены в горных районах и на плоскогорьях, в строении которых участвуют скальные породы. Образуются они в результате интенсивных процессов физического (главным образом, морозного) выветривания. Размер первоначальных обломков курумов зависит от свойств исходной породы. Наиболее крупные обломки (> 1 м в поперечнике) возникают при разрушении интрузивных пород, обломки несколько меньших размеров (

СКЛОНОВЫЕ ПРОЦЕССЫ. КУРУМЫ

Слайд 37

атмосферные осадки; 2 – плоскостной смыв;
3 – коренные породы; 4 – первоначальная поверхность

ТИПЫ СКЛОНОВЫХ ПРОЦЕССОВ

Слайд 38

пород (грунтов).

СУФФОЗИЯ

Классификация суффозии по типу разрушения горных пород (Хоменко, 2002)

Факторы, влияющие на активизацию процессов суффозии:
Природные:
Слабые несвязные породы (например, лессы;
Высокий коэффициент фильтрации;
Высокие градиенты напора.
Техногенные:
Ослабление пород;
Повышение напоры.

Слайд 39

их вынос.

Окрестности Кунгурской пещеры, Урал

КАРСТ

Образование карста выражается в:
Образовании пустот;
В разрушении и изменении структуры и состояния пород;
В создании особого характера режима подземных вод;
В формировании характерного рельефа.

Слайд 41

42

состояние при движении воды или механических воздействиях.

ПЛЫВУНЫ

Слайд 44