1887Году, длилось около трех лет и за это время произошло более 600 толчков.

Изучая закономерности землетрясений, известный сейсмолог Монтесю де-

Баллор еще в прошлом веке установил, что с большей или меньшей

регулярностьюземлетрясения происходят в двухсравнительно узких зонах,

пересекающих Землю В виде двух кругов под углом 67ｰ один к другому.

Первый круг – тихоокеанский или индо-японо-малайский проходит по

берегамберегам Тихого океана от Антарктики через Австралию, зондские

острова, по восточному побережью Азии и Японским остравам к Камчатке и

далее по западному побережью Северной иЮжной Амереики к Антарктиде. На

эту зону приходится 41,8 % всех землетрясений. Второй круг – альпийско-

кавказско-гималайский идет по берегам Средиземного моря, через Кавказский

и Гималайские хребты, пересекается с яяяяятихоокеанским кругом и

продолжается далее через вулканические острава Тихого и Атлантического

океанов к побережью Средеземного моря.На эту зону приходится 53,5% всех

землятрясений. Вне указанных кольцевых зон отмечается только 4,7%

землятрясений. Таким образомможно разделить всю земную кору на зоны

сейсмические и асейсмические. В асейсмических зонах землетрясения или не

происходят или являются редчайшим исключением. На основе изучения

сейсмических явлений составляют картыраспространения землетрясений, на

которых отмечаются зоны сземлетрясениями различной бальности.

Сейсмическим районом на Украине являются Крым, Карпаты и Буковина.

Так например, землетрясение происшедшее в Крыму в 1927 году после главной

разрушительной фазы продолжалось еще 2 года и за это время произошло

более 200 толчков.

В зависимости от причин возникновения землетрясения различают

следующие три типа землетрясений: обвально-провальные (денудационные),

вулканические и тектонические или горообразовательные.

Провально-обвальные (денудационные) зем-

летрясения как правило захватывают не-

большую территорию, могут происходить в

горных районах при обвале значительных

масс горных пород или же в районах, где

горные породы подвержены карстообразо-

ванию (образованию пустот внутри горных

пород под растворяющим действием текучих

вод). В этом случае происходит обвал гор-

ных пород в подземные пещеры. Такой тип

землетрясения не имеет широкого распро-

странения.

Вулканический тип землетрясений – связан с деятельностью вулканов.

Такие землетрясения могут быть вызваны взрывами магматических газов

в недрах вулканов. Интенсивность таких землетрясений значительно

больше, чем денудационных и они могут быть очень разрушительны. Од-

нако вулканические землетрясения, так же как и денудационные распро-

странены на сравнительно небольших территориях.

Тектонические землетрясения являются следствием тектонических про-

цессов, происходящих в толщах земной коры. Их воздействие распростра-

няется на громадные площади и вызывает разрушительные последствия,

как в земной коре, так и в различных зданиях и сооружениях построенных

на ее поверхности.

Землетрясения также классифицируются по глубине расположения гипо-

центра под поверхностью земли. Различают землетрясения:

поверхностные при глубине гипоцентра до 30 км;

корковые при глубине гипоцентра 30 – 50 км;

глубинные с глубиной гипоцентра до 300 – 700 км.

Строительство в сейсмических районах

При землетрясениях от 7 баллов и выше технические условия предусмат-

ривают ряд специальных мер, обеспечивающих устойчивость зданий и соору-

жений.

В сейсмических районах рекомендуется строительство на скальных и по-

лу скальных горных породах. Опасно возводить сооружения на затопляемых,

заболоченных территориях, а также участках с близким залеганием грунтовых

вод, на насыпных грунтах, на оползнях и в области развития пустот вблизи по-

верхности земли.

В таких районах между зданиями рекомендуется устраивать значитель-

ные разрывы. Ширина улиц должна быть больше обычных норм. Выходы из

зданий надо устраивать на две стороны. Фундаменты зданий необходимо за-

кладывать на одной отметке, без уступов. Этажность железобетонных зданий

не ограничивается. Кирпичные здания не рекомендуется возводить более 3 – 5

этажей, причем следует устраивать специальные антисейсмичные железобе-

тонные пояса. Здания должны быть простой конфигурации в плане. Если зда-

ние имеет большую протяженность то его следует разделять специальными

швами на отдельные части правильной формы. Кровлю зданий рекомендуется

устраивать облегченной. Балконы, скульптурные украшения устраивать не ре-

комендуется. При проектировании водоснабжения желательно предусматри-

вать два самостоятельных источника получения воды. Кроме этого, высокое

качество материалов и производство строительных работ является важнейшим

условием для успешного строительства в сейсмических районах.

Процессы внешней динамики Земли

Процессы внешней динамики Земли (экзогенные процессы) обусловлены

энергией Солнца и действием внешних сил. Протекают эти процессы на по-

верхности Земли и в приповерхностных зонах.

К экзогенным процессам относятся: денудационные и биологические

процессы.

Процессы денудации –это процессы разрушения горных пород на по-

верхности земли и перенос продуктов разрушения в пониженные участки, где

происходит их накопление и образование толщ осадочных горных пород. К ним

относятся процессы выветривания горных пород, процессы перемещения про-

дуктов выветривания под действием сил тяжести и под действием поверхност-

ных и подземных водотоков, геологической деятельности ветра, ледников, моря

и т. д. Экзогенные процессы выравнивают поверхность земной коры путем раз-

рушения гор и заполнения впадин.

Выветриванием называется процесс физического и химического раз-

рушений минералов и горных пород на месте их первоначального залегания.

Разрушение происходит под действием определенных агентов выветривания. К

агентам выветривания относятся перепад температур, химическое воздействие

воды, как растворителя, воздействие живых организмов, различных газов и ки-

слот (минерального и органического происхождения). В зависимости от пре-

имущественного действия того или иного агента выделяю следующие виды вы-

ветривания:

физическое выветривание;

химическое выветривание;

биологическое выветривание.

Физическое выветривание - называется процесс разрушения горных по-

род на месте их первоначального залегания, в основном под воздействием пе-

репада температур днем и ночью или зимой и летом. Так, например, днем по-

верхность горных пород нагревается, а так как тепло медленно проникает в

толщу породы, то внешние слои расширяются больше, чем внутренние. Такое

неодинаковое расширение горной породы вызывает ее растрескивание и рас-

слоение. Смена нагревания и охлаждения в течение суток и года усиливает

процесс раскалывания горной породы на все более мелкие и мелкие обломки.

Этот процесс происходит многократно. Трещинообразованию способствует

также и вода. Попадая в трещины горных пород при понижении температуры,

она превращается в лед. Лед, как известно, занимает больший объем в сравне-

нии с водой. Поэтому он оказывает расклинивающее воздействие на горные

породы. К неодинаковому нагреванию приводит и цвет минералов и горных

пород. Темно окрашенные минералы и горные породы нагреваются сильнее,

чем светлые, а поэтому выветривание их идет интенсивнее. Для разрушения

горных пород большое значение имеет различие в величине коэффициентов те-

плового расширения минералов, составляющих породу. Поэтому при смене на-

гревания и охлаждения породы, состоящие из нескольких минералов, разруша-

ются более интенсивно. Физическое выветривание характерно для районов с

резкоконтинентальным климатом. Обычно минеральный состав разрушающих-

ся пород не меняется по отношению к ранее существовавшим. Таким образом,

в процессе физического выветривания горные породы распадаются на обломки

различной величины.

Химическое выветривание - происходит в результате воздействия на

горные породы паров и газов воздуха, а также воды, обогащенной кислородом,

углекислым газом, солями и различными кислотами. Отличительная особен-

ность химического выветривания является то, что этот вид выветривания про-

исходит в районах с влажным, теплым климатом, при этом виде выветривания

минеральный состав разрушенных пород изменяется. Часто на месте первона-

чальных минералов возникают вторичные минералы, а некоторые породы (ка-

менная соль, гипс, известняк, ангидрид) могут раствориться полностью. Дож-

девая вода, проходя через атмосферу, обогащается азотом, затем, попадая на

почву и проходя через нее, она обогащается угольной кислотой и органически-

ми кислотами и попадает на горные породы. Она является уже растворителем.

Таким образом, химическое выветривание приводит к преобразованию раннее

существовавших горных пород в новые породы, а иногда полному их растворе-

нию.

Биологическое (органическое) выветривание является следствием жиз-

недеятельности живых организмов. Органический мир изменяет и разрушает

горные породы, воздействуя на них непосредственно механически и физически.

Разрушение горных пород происходит под воздействием живых организмов,

животных или растений. При этом минеральный состав горных пород может

меняться. Этот вид выветривания происходит в районах с различным климатом.

Под воздействием корней растений разрушаются даже самые прочные горные

породы (магматические и метаморфические). В трещины между породами про-

никают корни, они растут и разрывают горные породы. Животные (землеройки,

черви) буравят и измельчают породы. Огромную работу производят различные

группы бактерий. Химическое воздействие живых организмов сказывается, как

при их жизни, так и после их отмирания. Живые организмы выделяют органи-

ческие кислоты, углекислоту, аммиак и другие азотистые соединения, разру-

шающие горные породы.

В результате совместной деятельности всех видов выветривания создает-

ся мощный слой выветрившихся пород. Этот слой носит название – кора вы-

ветривания. Кора выветривания – область земной коры, в которой протекают

процессы выветривания (химическое, физическое, биологическое). Мощность

коры выветривания составляет 5-10 метров. Кора выветривания неоднородна по

разрезу сверху вниз: наверху мелкие и мельчайшие частицы продуктов полного

выветривания, ниже – более крупные обломки – продукты неполного выветри-

вания. Еще ниже – продукты выветривания, располагающиеся между еще не

выветрившимися участками. С корой выветривания связано понятие элювий.

Продукты выветривания, оставшиеся на месте выветривания, называются элю-

виальными отложениями или элювием.

Геологическая деятельность текучих вод

Горные породы, подвергшиеся процессу выветривания, легко теряют

свою прочность и легко размываются текучими водами.

Атмосферные осадки, выпавшие на наклонную поверхность, стекают по

ней в виде тонких струек, увлекая за собой частицы породы. Этот процесс пло-

скостного смыва частиц породы называется делювиальным. Продукты смыва

сносятся водой на нижние более пологие участки склонов, где и отлагаются. У

подошвы склона образуется пологий делювиальный шлейф. Уклон его мал, со-

ставляет всего 4ｰ - 5ｰ, поэтому сила дождевых потоков уже не может преодо-

леть силу тяжести продуктов сноса. Таким образом, делювиальный процесс

приводит к обнажению верхних и выхолаживанию нижних частей склона. Де-

лювиальные отложения состоят обычно из суглинков и супесей. Однако в них

могут содержаться и крупные обломки (древа, щебень, глыбы), которые под

действием силы тяжести скатываются вниз по склону. Для делювия характерно

то, что отложения генетически не связаны с подстилающими породами, так как

являются наносными привнесенными с верхних частей склона. Отсортирован-

ность и слоистость делювиальных пород незначительна, причем вверху склона

залегают более крупные обломки, а внизу – более мелкие. Просачивание дож-

девых вод через толщу делювия вызывают образования характерной верти-

кальной пористости, напоминающей вертикальную пористость лессов. Поэтому

глинистые делювиальные отложения часто относятся к группе лессовидных по-

род.

Эрозия – процесс размыва горных пород водным потоком. В результате

эрозии возникают промоины, рытвины, овраги, долины. Все это - эрозионные

формы рельефа. Эрозия происходит не бесконечно. Предел уровня размыва

горных пород под действие водного потока называется – базисом эрозии. Для

рек базисом эрозии может служить поверхность озера или моря, в которое впа-

дает река. Для водных потоков текущих на дне оврагов, базисом эрозии являет-

ся уровень реки, озера или другого оврага, в которые они впадают. Размыв гор-

ных пород обычно осуществляется выше базиса эрозии. Ниже базиса эрозии

водный поток теряет живую силу и уже не может производить размывающую

работу. Текучие воды не только разрушают горные породы, но и переносят

продукты разрушения на новые места, где продукты разрушения отлагаются.

Процесс отложения разрушенного материала текучими водами называется про-

цессом аккумуляции. В результате аккумуляционной водных потоков образу-

ются аккумулятивные формы рельефа - речные террасы.

Работа рек

Река со всеми ее притоками называется речной системой, а площадь, за-

нимаемая речной системой, называется речным бассейном. Существуют ог-

ромные речные бассейны (бассейн реки Амазонки составляет около 7 млн. км2).

Углубление в земной поверхности, в котором протекает река, называется доли-

ной реки. Часть долины, заполненная водой при самом низком (меженном)

уровне, называется руслом; часть долины, заполняемая паводковыми водами –

поймой; незаливаемые горизонтальные участки долины реки – террасами.

Если рассмотреть профиль реки, то ее условно можно представить в виде

полого падающей кривой и разделить на три участка:

I. Верхнее течение – на этом участке водный поток имеет наибольшую

скорость движения, он оказывает размывающее действие на горные по-

роды, происходит эрозия берегов и дна реки. Обломки горных пород пе-

реносятся, перекатываются ниже по течению.

II. Среднее течение – на этом участке водный поток замедляет свою ско-

рость, однако, продолжает оказывать размывающее воздействие на гор-

ные породы. На этом участке реки происходит выпадение из водного по-

тока на дно реки наиболее крупных обломков и частиц горных пород,

щебеночных галечниковых, гравийных, песчаных. Таким образом, в

среднем течении реки наблюдаются, как эрозионные, так и аккумулятив-

ные процессы.

III. Нижнее течение – на этом участке поперечный профиль реки имеет

почти горизонтальный вид, водный поток теряет свою скорость, он боль-

ше не оказывает размывающего действия на дно реки. Основное значение

приобретает боковая эрозия, приводящая к разрушению берегов, переме-

щению русла и расширению речной долины. Размывание одного из бере-

гов реки особенно сильно у рек, текущих в меридиональном направлении.

В северном полушарии размывается правый берег, а в южном – левый.

Основной процесс, происходящий в нижнем течении реки – аккумуля-

тивный. На дне реки скапливаются отложения, образованные из частиц,

принесенных водным потоком. Эти отложения называются аллюви-

альными или аллювием. Аллювий может быть русловым, пойменным и

дельтовым. Русловый аллювий сложен в основном песками различной

крупности. Пойменный аллювий характеризуется тонкой, почти гори-

зонтальной слоистостью, слагается глинистыми породами. Дельтовый

аллювий откладывается в устье рек при их впадении в моря и озера. В

дельтовом аллювии встречаются песчаные и глинистые фракции. Таким

образом, можно сказать, что аллювий – отложения продуктов размыва

накопленные в речных долинах, отличается окутанностью и отсортиро-

ванностью частиц, слагающих его.

В результате геологической деятельности постоянных водотоков (рек)

образуются такие формы рельефа как террасы. В верховьях рек образуются

эрозионные террасы, в следствии эрозионной деятельности рек. В средней час-

ти и нижней части рек образуются цокольные и аккумулятивные террасы. К

эрозионным относятся террасы, сложенные коренными породами, без накоп-

ления осадков на их поверхности. Аккумулятивные террасы представляют

собой горизонтальные площадки вдоль русла реки, сложенные целиком из на-

носов. Первая от русла реки терраса называется - пойменной террасой. В пери-

од таяния снегов пойменная терраса заливается водами. Цокольные террасы

сложены коренными породами, прикрытыми сверху наносами.

В результате деятельности постоянных и временных водотоков образует-

ся аллювиальные и делювиальные отложения. Делювиальные отложения пред-

ставляют собой смесь не отсортированных неокатаных обломков разной круп-

ности горных пород. Аллювиальные отложения представляют собой хорошо

отсортированные окатанные частицы и обломки, причем по мере приближению

к базису эрозии реки попадают все более мелкие частицы пород( пески, суглин-

ки, глины, илы).

Геологическая деятельность моря

Геологическая деятельность моря - разрушение пород слагающие мор-

ские берега, перенос продуктов разрушения на новые места, их отложения, и

своеобразные биогенные процессы, протекающие около морского дна. Разру-

шение морских берегов под действием волн называется морской абразией. В

начале происходит разрушение морских берегов с помощью волн, а затем после

захвата продуктов разрушения горных пород морскими волнами происходит их

истирание берегов под действием обломков горных пород. Морское дно можно

разделит 4 зоны:

литоральная зона – начинается от уровня самого высокого прилива до

уровня самого низкого отлива. Обычно эта зона составляет от нескольких

метров до сотен метров. В этой зоне происходит процессы абразии и про-

53

цессы аккумуляции. В этой зоне образуются морские террасы абразионно-

го и аккумулятивного характеров. Здесь накапливаются большое количе-

ство гальки, гравия и песка (образуются морские пляжи).

неритовая зона – это зона (зона шельфа) охватывает все материки и рас-

пространяется на 60-70 км от литоральной зоны. Глубина от 20 до 200 м, в

этой зоне имеют место и аккумулятивные и абразионные процессы. В не-

ритовой зоне откладываются продукты разрушения горных пород, прине-

сенные реками. На некотором расстоянии от берега, там, где волнение не

достигает дна, осаждаются мелкие частицы, продукты морского разруше-

ния и речного стока, здесь отлагаются глинистые осадки, илы. Кроме про-

дуктов разрушения берегов и твердого стока рек в неритовой зоне отлага-

ются химические и органические горные породы.

батиальная зона – глубина 200-2400м. в этой зоне процессы абразии от-

сутствуют, так как нет движения воды. Здесь меньше живых организмов.

Следовательно, осадков накапливается мало (в основном глубоководные

илы).

абиссальная __________зона (морская бездна) - простирается от 2400 (2500м).В этой

зоне аккумулятивные процессы крайне скудны. Абразионных процессов

нет. Здесь накапливается в основном красные глины и глубоководные

илы, имеющие космическое происхождение.

Для человека важны две первые зоны. Литоральная зона явилась толчком

для выхода жизни из океана на сушу. В неритовой зоне ведется добыча полез-

ных ископаемых (нефти, газа, угля, железной руды).

Геологическая деятельность льда

Наука, которая занимается изучением льда, его физических свойств, про-

исхождением и деятельностью называется гляциологией. Эта наука разделяет

все вида льда:

1) почвенный;

2) морской;

3) речной;

4) глетчерный;

Отрицательные температуры обуславливают существование в природе

воды в форме льда и снега. Граница на земной поверхности, за которой можно

обнаружить снег и лед, называется снеговой границей или снеговой линией. По

направлению от экватора к полюсам снеговая линия становится все ниже и ни-

же и примерно у границ Антарктиды и Гренландии доходит до уровня моря. На

экваторе снеговая граница проходит на высоте около 4000 м над уровнем моря.

В зимнее время года снеговой покров в умеренном поясе образуется значитель-

но ниже снеговой границы.

Снеговой покров имеет большое геологическое значение, главным обра-

зом в период весеннего таяния. Струи талых вод дают начало делювиальным,

пролювиальным и аллювиальным процессам, обуславливают весенние паводки

и питание многих внутренних водоемов.

Выше снеговой линии снег не тает. Накапливаясь из года в год, он уплот-

няется под влиянием собственного веса и превращается в фирн – массу, со-

стоящую из крупных ледяных зерен. С течением времени фирн спрессовывает-

ся в сплошную кристаллическую массу прозрачного глетчерного льда. Массы

нетающего льда и снега, залегающие выше снеговой линии, называются ледни-

ками. Различают ледники горные и материковые.

Горные ледники образуются в высокогорных долинах, выше снеговой

линии, венчают горные вершины. Ледники этого типа называются альпийски-

ми.

Материковые ледники иначе называют покровными или Гренландски-

ми. Такими ледниками покрыта, например, Гренландия.

Несмотря на то, что лед является твердым телом, он все же обладает зна-

чительной __________пластичностью. Потому в долинных ледниках движение льда подоб-

но течению воды в реках с той лишь разницей, что скорость льда в 10000 раз

меньше.

В покровных ледниках масса льда, достигнув определенной толщины, да-

вит своим весом на ниже лежащие слои, выжимая их в стороны. Достигнув мо-

ря, масса льда откалывается, образуя плавающие ледяные горы – айсберги.

Ледники высокогорных долин подобны рекам и имеют свои берега и ло-

же. При своем движении ледник пропахивает берега и дно ложа. Этот процесс

называется экзарацией или ледниковым выпахивание.

Обломки горных пород, выпаханных ледником, увлекаются движущимся

льдом и образуют подвижную прослойку, передвигающуюся по ложу ледника.

Эти движущиеся прослойки, состоящие из обломков горных пород, усиливают

выпахивающее действие и по мере продвижения вниз становятся все более

мощными. Такие движущиеся массы обломочного материала называют море-

нами. Нижнюю часть, передвигающуюся по дну ледника, называют донной

мореной, а боковые части, передвигающиеся по берегам, называют боковыми

моренами. Во время движения ледника на его поверхности могут скапливаться

обломки горных пород, упавшие со склонов гор. Такие обломки, постепенно

накапливаются, образуют верхнюю, или поверхностную морену. Каждый вы-

сокогорный ледник обязательно имеет три морены: донную и две боковые. Ко-

гда ледник опускается ниже снеговой границы и начинает таять, принесенные

им морены также прекращают движение и образуют неподвижные, отложен-

ные морены. Различают три вида отложенных морен: конечные, продольные,

основные.

Конечные морены образуются из материала движущихся морен всех ви-

дов. Они образуют перед концом ледника валы или гряды и, окаймляя ледник,

имеют слегка дугообразную форму.

Продольные морены – это валы, отложенные боковыми моренами вдоль

ледника.

Основные морены образуются из донной и внутренних морен в результа-

те вытаивания внутренней части ледника. Образование основных морен связано

с быстрым отступлением ледника или с полным его исчезновением.

При таяние ледников талые воды, текущие по поверхности ледника, ино-

гда образуют достаточно большие потоки. До конца ледника такие потоки не

доходят. Встречая на своем пути ледяные трещины, воды стекают вниз на дно

ледника, где соединяются с талыми водами, возникающими внутри ледника.

Выходы вод образуют в краях ледника так называемые ледниковые ворота. Вы-

ходя из - под ледников, воды растекаются широким веерообразным шлейфом, а

принесенные ими осадки образуют отложения, которые называются флювиог-

ляциальными (водно-ледниковыми). Флювиогляциальные отложения образу-

ют особые формы рельефа: зонды, озы, камы.

Зондры или зондровые поля, образуют пологоволнистые равнины. Мате-

риал зондровых полей более или менее отсортирован и представлен в непо-

средственной близости от морен – галькой, гравием, крупным песком, далее

пески меньшей крупности, затем самые мелкие пылеватые и глинистые части-

цы.

Озы – это гряды, сложенные гравийно-галечниковым материалом. Они

имеют вид узких извилистых валов длиной 30 – 40 км при ширине основания

40 – 100 м и высоте гребня 4 – 5 м.

Камы – небольшие холмы, расположенные без какой-либо закономерно-

сти. Сложены Камы слоистыми хорошо отсортированными песками, с приме-

сью крупнообломочного материала: гравия, гальки и даже небольших валунов.

В материале кам также присутствуют тонкие глины.

В настоящую геологическую эпоху принято считать, что на земле наблю-

дается период потепления. Однако ранее на Земле были периоды похолодания,

которые сопровождались наступлением так называемых крупных оледенений

или ледниковых веков. Ледниковые века сменялись меж ледниковыми веками.

Древние оледенения занимали территории, примерно в три раза больше, чем

площади занятые современными ледниками. Ледники доходили до 50ｰ север-

ной широты. На территории современной Украины ледник спускался далеко по

долине Днепра. Сравнительно хорошо изучены оледенения, происходившие не

более миллиона лет назад. Геологические исследования показали, что оледене-

ния происходили и в более древние эпохи. Древнейшие морены находят в Ин-

дии, Африке, Австралии.

Отложения древних оледенений, в основном, сходны с отложениями со-

временных ледников, но конечно они несколько преобразованы и отделены от

образований последующих оледенений толщинами межледниковых отложений.

Эоловые процессы

Геологические процессы связаны с деятельностью ветра, называются эо-

ловыми. Они разрушают массивы горных пород и обнажают их от продуктов

выветривания.

Ветер – движение воздушных масс. Под действие ветра происходит: вы-

дувание (дефляция), обтачивание горных пород, а также перенос и отложение

продуктов разрушения на новых местах.

В пустынных районах ветер является главной денудационнй силой. Вы-

дувание происходит в пустынных районах, в результате образуются столовые

горы. Горные породы, изъеденные сверлящим и обтачивающим действием вет-

ра, принимают самые причудливые формы. Дефляция корразия приводит к

тому, что остатки наиболее крепких пород образуют колонны, ｫкаменные гри-

быｻ, шаровидные столбы, кольца.

Дефляции (выдуванию) всегда сопутствует обтачивание (корразия).

Корразия - разрушение горных пород под действием миллионов песчинок, ув-

лекаемых за собой ветром и с силой ударяемых о всякое препятствие.

Частицы горных пород, поднимаемые ветром, сортируются: крупные час-

тицы (размером 3-4 см) подбрасываются ветром на высоту 2-3 м, песчаные час-

тицы поднимаются на 8 – 10 м, наиболее мелкие песчинки взлетают на не-

сколько десятков метров, а пыль – до тысячи и более метров. Чем мельче час-

тицы, тем дальше они уносятся от места разрушения массивной породы.

Глинистые, пылеватые и песчаные частицы переносятся ветром на десят-

ки, сотни и даже тысячи километров. Их отложения (аккумуляция) сопровож-

дается сортировкой по кружности частиц. Раньше всего аккумулируются пес-

чаные частицы. Наиболее крупные из них просто перекатываются по земной

поверхности и достаточно самого небольшого препятствия, чтобы их задер-

жать. Вокруг препятствия образуют сначала бугры, в дальнейшем бугры быст-

ро растут, достигая высоты до 30 м. Такие песчаные холмы – барханы – имеют

своеобразную серповидную форму. С наветренной стороны склон барханов -

пологий, с подветренной – более крутой. Группа барханов образует бархановые

цепи, занимающие громадные площади. Бархановые отложения неустойчивы и

передвигаются в направлении действия ветра. Скорость передвижения состав-

ляет от нескольких сантиметров до 7 – 12 м в год.

На пустынных берегах морей и рек движущиеся пески образуют такую

форму отложений, как дюны. Дюны – это длинные валы нанесенного песка с

асимметричными наветренным и подветренным склонами.

Кроме этого надо отметить образование эоловых отложений в виде

лессовидных пород. Эти отложения связаны с переносом мельчайших

пылеватых и глинистых частиц на очень большие расстояния. Там, где ветер

теряет силу происходит выпадение этих частиц на поверхность земли.

Пылеатые и глинистые частицы, выпадая, заполненяют пространство между

травой, растительностью. Последовательные наносы образуют с течением

времени мощные толщи, достигающие нескольких десятков, а, иногда, и сотен

метров. Установлено, что скорость их образования может составлять до 10 – 15

см в год. Когда растительность, оказывается под слоем отложений она

отмирает. За счет этого образуется своеобразная структура с вертикальной

направленностью пустот. Пустота, поры в таких отложениях значительно

больше частиц их составляющих. Такие пустоты принято называть

макропорами. Их объем достигае 40% от объема всей породы.

Эоловые, пылевато-глинистые отложения содержат в своем составе

большое количество карбонатных и гипсовых включений, которые в сухом

состоянии придают породе прочность. Однако, при увлажнении, особенно при

увлажнении под нагрузкой, отложения теряют прочность, структура их

разрушается и они резко уменьшаются в объеме в связи с заполнением

макропор частицами породы. Свойство макропористых пылевато-глинистых

пород изменять свой объем под нагрузкой называется просадочностью. В

природных условиях на поверхности земли над такими породами образуются

провалы, называемые степными блюдцами. Пылевато-глинистые породы

эолового происхождения называются лессами.

Основы инженерной геологии

Это прикладная отрасль геологии, занимается изучением:

верхнюю часть земной коры, физико-механических свойств горных пород

в связи с их использованием, как оснований для зданий и сооружений;

инженерно-геологических процессов и явлений в верхних слоях земной

коры, которые вызваны хозяйственной деятельностью человека или

влияющие на хозяйственную деятельность человека.

Инженерная геология включает в себя такие разделы как:

грунтоведение – науку, изучающую различные виды грунтов, их физико-

механические свойства;

механику __________грунтов – науку, изучающую прочностные и деформационные

свойства горных пород;

инженерную геодинамику – науку, изучающую различные инженерно-

геологические процессы и явления;

специальную инженерную геологию, которая подразделяется на строи-

тельную, дорожную, моренную, военную инженерную геологию, мерзло-

товедение, лесоведение.

Задачами инженерной геологии, прежде всего, является:

выбор места, участка наиболее благоприятного для строительства зданий и

сооружений с инженерно-геологической точки зрения;

изучение физико-механических свойств грунтов, для выбора наиболее ра-

ционального типа Фундаментов;

изучение инженерно-геологических процессов и явлений с целью выбора

мероприятий по борьбе с этими процессами.

В инженерной геологи все горные породы, почвы, отходы хозяйственной

деятельности человека, которые могут использоваться, как основания для зда-

ний и сооружений, как среда или материал для их возведения, называются

грунтами.

Все грунты разделяются по ряду признаков на классы, группы, подгруп-

пы, типы, виды и разновидности.

Существует два класса грунтов: скальные и нескальные.

Скальные грунты – это грунты, которые имеют жесткие криталлизацион-

ные или цементационные связи между твердыми частицами. Грунты этого

класса практически не сжимаемы под нагрузками от зданий и сооружений. В

зависимости от условий образования, состава, структуры, текстуры, состава

цемента этим грунты разделяются на следующие типы грунтов:

магматические;

метаморфические;

осадочные сцементированные;

искусственные.

В зависимости от ряда показателей скальные грунты делятся на разно-

видности. К таким показателям относятся прочности на одноосное сжатие в во-

донасыщенном состоянии RС, коэффициент размягчаем ости в воде kSOf , сте-

пень растворимости в воде осадочных сцементированных грунтов, степень вы-

ветрелости kwr.

По пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоя-

нии RС (МПа) скальные грунты разделяются на следующие группы:

очень прочные (магматические и метаморфические) RС›120 МПа;

прочные (осадочные сцементированные горные породы) 120≥ RС›50 МПа;

средней прочности (осадочные сцементированные) 50≥ RС›15 МПа;

малопрочные (осадочные сцементированные) 15≥ RС›5 МПа;

полускальные (осадочные искусственно сцементированные) RС≤5 МПа.

Скальными искусственными грунтами называются скальные выветрелые

и нескальные грунты, закрепленные методами цементации, смолизации, сили-

катизации, термическим обжигом.

Нескальными грунтами называются грунты, которые не имеют жестких

связей между твердыми частицами.

Нескальные грунты разделяются на следующие типы грунтов: крупнооб-

ломочные, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные, почвы и искусственные

нескальные грунты.

Крупнообломочными называются несцементированные грунты, содер-

жащие более 50 % по массе обломков кристаллических или обломочных пород

с размерами частиц более 2 мм. К этому типу грунтов относятся валунные

(глыбовые), галечниковые (щебеночные), гравийные (дресвяные).

Песчаными называются сыпучие в сухом состоянии грунты, содержащие

менее 50 % по массе частиц крупнее 2 мм и не обладающие пластичностью. К

этому типу грунтов относятся пески гравелистые, крупные, средней кружности,

мелкие, пылеватые.

Пылевато-глинистыми называются связные грунты, обладающие пла-

стичностью. Наличие в этих грунтах пылеватых и глинистых частиц обуслав-

ливает у них специфические свойства (пластичность, набухаемость, усадка,

размокаем ость, сжимаемость, липкость, ползучесть, коррозионная активность).

К этому типу грунтов относятся супеси, суглинки, глины, лессы, лессовидные

суглинки, илы.

Биогенными называются грунты, в которых содержится большое количе-

ство органических веществ. К этому типу грунтов относятся сапропели, затор-

фованные грунты, торфы. Сапропелями называется пресноводный ил, содер-

жащий более 10% по массе органических веществ. Заторфованными грунтами

называются грунты, содержащие в своем составе от 10% до 50% по массе орга-

нических веществ. Чаще всего заторцованными являются песчаные и супесча-

ные грунты. Торфом называется грунт, содержащий в своем составе более 50%

по массе органических веществ.

Почвенный грунт – это природное образование, слагающее верхний слой

земной коры и обладающее плодородием.

Искусственные уплотненные в природном залегании, насыпные, намыв-

ные преобразованные различными способами грунты или перемещенные грун-

ты природного происхождения и отходы производственной или хозяйственной

деятельности человека.

Инженерно-геологические процессы и явления

Инженерно-геологические процессы и явления - это процессы, прохо-

дящие в определенных видах грунтов, вызванные хозяйственной деятельно-

стью человека или влияющие на хозяйственную деятельность человека.

К инженерно-геологическим процессам относятся просадка, оползни,

суффозия, обвалы, карст, плывуны, сели и процессы, связанные с вечной

мерзлотой. В данном лекционном курсе будут рассмотрены лишь некоторые

инженерно-геологические процессы и явления.

Просадка – это быстро развивающаяся осадка, вызванная резким измене-

нием структуры грунта, при его замачивании. Просадочные явления наблюда-

ются в определенном типе грунтов – в лессовых и лессовидных грунтах. Про-

садка этих грунтов связана с их увлажнением. При повышении влаги в этих

грунтах нарушается связи между твердыми частицами, происходят процессы

растворения кальцита и гипса, нарушаются связи, основанные на межмолеку-

лярном притяжении между пылеватыми частицами. При увлажнении этих

грунтов нарушаются водноколлоидные связи между частицами. Все перечис-

ленные факторы приводят к тому, что при увлажнении пылеватые частицы оп-

лывают в крупные поры, происходит резкое уменьшение в объёме лёссовых

грунтов.

Просадочные грунты характеризуются начальным просадочным давле-

нием psl и относительной просадочностью εsl .

Относительной просадочностью называется относительное сжатие грун-

тов при заданном давлении после их замачивания. Начальным просадочным

давлением называется минимальное давление, при котором проявляются про-

садочные свойства грунтов при их полном водонасыщении. Посадочными на-

зываются грунты, у которых коэффициент относительности εsl ≥ 0,01,

,

o

i i

sl h

h h

60

где i h - высота образца посадочного грунта при заданном давлении; '

i h -

высота образца посадочного грунта при заданном давлении в замоченном со-

стоянии; h 0 - высота образца просадочного грунта, находящегося под действи-

ем природного давления.

В зависимости от возможности проявления про-

садки грунтов от собственного веса различают

два типа просадочных грунтов:

При первом типе грунтов просадка воз-

можна в основном от внешней нагрузки, а про-

садка грунта от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см. Для это-

го типа грунтов просадка начинается при достижении начального просадочного

давления равного psl – 0,13 – 0,2 МПа.

Для второго типа просадочных грунтов характерно развитие просадки

при замачивании под действием собственного веса грунтов. Для этого типа

грунтов начальное просадочное давление psl = 0,08 – 0,12 МПа, суммарная ве-

личина просадки всей грунтовой толщи S > 5см.

Меры борьбы с просадочным явлениями

Предупредительные. Необходимо предусмат-

ривать меры по предохранению лёссовых

грунтов от замачивания, а именно: изоляция

трубопроводов, водонесущих конструкций,

гидроизоляция поверхности земли вокруг зда-

ний, устройство отмосток и содержание их в

порядке.

Конструктивные. Повышение жесткости зданий, устройство фундаментов

в виде монолитных лент, монолитных железобетонных плит, устройство

свайных фундаментов.

Меры борьбы связанные с ликвидацией процессов просадочности. Пред-

варительное замачивание лёссовых грунтов в котлованах, применение трам-

бовки, применение силикатизации (нагнетание силикатного раствора), тер-

мический обжиг.

Оползни

Оползнями называется – движение масс горных пород по склону вниз

под действием силы тяжести, поверхностных и подземных вод без их дробле-

ния и опрокидывания к местному базису эрозии. Состав оползня (морфология

оползня) может быть описана следующими элементами:

плоскость скольжения,

поверхность оползня,

бровки отрыва оползня,

61

базис эрозии,

тело оползня: голова оползня, язык оползня,

цирк оползня.

В зависимости от того, в каком состоянии находиться склон, различают

склон в устойчивое состояние, когда Куст>1; оползневой процесс не происходит

- Куст = ,

T

N tgCF где

Куст=1 неустойчивое состояние склона

Куст<1 происходит сползание горных пород к местному базису эрозии

Куст равен отношению всех сил удерживающих горные породы от оползания ко

всем силам сдвигающим эти горные породы по плоскости скольжения.

Силы удерживающие: N・tgφ – силы трения, N – вес всего склона, tgφ – тангенс

угла внутреннего трения горных пород составляющего оползневой склон, С –

силы сцепления возникновения на границе между оползающим телом и по-

верхностью скольжения, F – площадь поверхности скольжения. Т – сумма всех

сдвигающих сил.

Факторы, влияющие на возникновение оползней

Высота склона.

Крутизна склона. Если крутизна склона < 15о , то оползневые процессы на

нём не происходят.

Форма склона. Чаще всего выпуклая поверхность.

Вид пород слагающих оползневой склон (пылевато-глинистые грунты, т.к.

глинистые грунты имеют способность ползучести под нагрузкой).

Наличие подземных вод, которые пропитывая оползневое тело, утяжеляют

его.

Меры борьбы с оползнями

1. Предупредительные, пассивные.

1.1.Запрещается подрезка оползневого склона.

1.2.Запрещаются различные подсыпки на оползневых склонах.

1.3.Запрещается возведение построек на оползневых склонах и вблизи них.

62

1.4.Запрещается проведение взрывных работ вблизи оползневых склонов.

1.5.Запрещается уничтожение растительности на оползневом склоне.

1.6.Запрещается поливка и сброс поверхностных вод на оползневые склоны.

1.7.Запрещается распашка оползневых склонов.

1.8.Запрещается езда по оползневым склонам.

2. Конструктивные (активные).

2.1.Устройство __________дренажей на оползневых склонах.

2.2.Устройство прошивки тела оползня металлическими или железобетон-

ными шпильками (сваями). Заглублять сваи необходимо ниже плоскости

скольжения не менее чем на 2 м.

2.3.Устройство подпорных стен, для удерживания оползневого склона.

2.4.Устройство контрбанкетов. (Верхнюю часть склона срезают и этим грун-

том подсыпают нижнюю часть оползня).

2.5.Силикатизация оползневого склона.

Обвалы

Обвалы – это обрушение горных пород с крутых склонов под действием

силы тяжести сопровождающееся их опрокидыванием и дроблением. Бывают:

мелкие, средние, крупные (катастрофические) обвалы. Обвалы наблюдаются в

горных местностях.

С мелкими обвалами существуют следующие меры борьбы:

1. Взятие в обоймы (металлические или железобетонные) склонов подвер-

женные обрушению, с одновременной цементацией трещин, путём нагне-

тания цементного раствора под давлением

2. Предупредительное обрушение масс горных пород путём расклинивания

их или применение направленных взрывов.

С крупными и средними обвалами мер борьбы не существует.

Суффозия

Суффозия – процесс разрыхления пород чаще всего песков и вынос из

них мелких частиц потоком фильтрующейся через них воды. Суффозионные

процессы (механические суффозии) происходит чаще всего в песчаных грун-

тах, которые имеют разнозернистое сложение. В результате суффозионных

процессов (выноса мелких частиц грунта) образуются специфические формы

рельефа: суффозионные воронки, в дальнейшем могут быть заполнены поверх-

ностными водами, и на их месте образуются озёра. Также суффозия связана с

образованием глиняных и лёссовых карстов.

Меры борьбы с суффозией

1. Предотвращение поступления и передвижения подземных вод в породах

подверженным суффозии, путем устройства дренажа.

2. Защита глинистых пород от выветривания, путём устройства защитных

покрытий из песка и перемятой глины.

3. Искусственное улучшение грунтов с помощью силикатизации.

Плывуны

Плывунами называются – насыщенные водой грунты, которые при

вскрытии приходят в движение и принимают форму текучего тела. Плывуны –

это не какой то определённый вид грунтов, а особое состояние грунтов, насы-

щенных водой.

Плывуны делятся на два вида:

Ложные плывуны;

Истинные плывуны.

Ложные плывуны – рыхлые горные породы оплывание, которых проис-

ходит при наличии гидродинамического давления, создаваемого током подзем-

ных вод. Ложными плывунами чаще всего являются тонкозернистые и пылева-

тые пески, которые под действием подземных вод переходят во взвешенное со-

стояние.

Истинные плывуны – рыхлые горные породы, которые оплывают не

только под действием гидродинамического давления текучих вод, но главным

образом за счёт содержания в них органоминеральных коллоидов. Именно ор-

ганно-минеральные коллоиды приводят к тому, что вода в истинных плывунах

находиться в связном состоянии (притягиваются молекулы воды органно-

минеральными коллоидами). Поэтому истинные плывуны нельзя осушить с

помощью дренажа.

Истинные плывуны обладают специфическими свойствами - малым ме-

ханическим сцеплением, малой вязкостью, низкой водопроницаемостью, низ-

ким сопротивлением сдвигу, текучестью, эластичностью.

Меры борьбы с плывунами

1. Искусственное осушение с помощью прокладки дренажной системы (этим

способом можно осушить только ложные плывуны).

2. Применение шунтового крепления (сплошной забор, который задавливает-

ся в грунт до глубины 20-30м). Этим способом можно вести борьбу, как с

ложными, так и с истинными плывунами.

3. Способ замораживания применим для обоих видов плывунов, наиболее

эффективен для истинных плывунов. Суть способа состоит в закачке по

трубам раствор хлористого кальция, находящегося при t - 20Co , в оплы-

вающие грунты. Это способ временного удержания плывунов.

4. Силикатизация применяется для удержания ложных плывунов.

5. Удержание плывунов с помощью сжатого воздуха, (нагнетают сжатый воз-

дух в подземные выработки под давлением 2,5 атм.).

Карст

Карст – явление, связанное с деятельностью подземных вод, выражаю-

щееся в выщелачивании растворимых горных пород (известняков, доломитов,

гипсов и др.). Карст приводит к образованию в горных пород пустот (пещер,

каналов). Кровли больших пещер, пустот могут обваливаться, оседать. На по-

верхности земли на месте обвалившихся или осевших горных пород образуют-

ся воронки, впадины. С течением времени эти воронки, впадины заполняются

поверхностными водами и на их месте образуются озера. Карст иногда может

сопровождаться выносом мелких частиц пород потоком подземных вод. Карст

наблюдается в легкорастворимых горных породах, чаще всего в осадочно-

химических горных породах: известняках, доломитах, гипсах, ангидритах и ка-

менной соли.

Меры борьбы с карстом

1. Прекращение доступа поверхностных и подземных вод к карстующимся

породами путём устройства дренажа.

2. Искусственное обрушение кровли карстовых пустот или заполнение этих

пустот глинистыми породами.

3. Цементация карстующихся пород.

4. Битумизация закарстованых пород.

5. Осушение закарстованых пород с помощью откачки воды насосами.

Геологический разрез

Геологический разрез - это проекция геологических структур на верти-

кальную плоскость.

На геологическом разрезе должны быть приведены следующие данные:

возраст пород, состав пород, мощность пород, условия залегания, гидрогеоло-

гические условия.

Инженерно-геологический разрез –это во многом тот же геологический

разрез, но на котором приводятся дополнительные сведения: физико-

механические характеристики грунтов и некоторые инженерно-геологические

процессы и явления.

Геологические разрезы строят по следующим данным:

1. По обнажению горных пород (по выходу горных пород на поверх-

ность склонов гор);

2. По данным, взятым из геологических карт (геологическая карта –

это проекция геологических структур на горизонтальную плоскость);

3. По данным полученным при проходе геологоразведочных выработок

(шурфов, шахт, штолен, дудок, зачисток, скважин).

Шурфами называются вертикальные горные выработки, имеющие в пла-

не прямоугольное или квадратное сечение. Размеры шурфов в плане от 1,5 на 2

метра. По глубине шурфы могут достигать 10 м, но при этом должно осуществ-

ляться крепление стенок шурфов. Отрывка шурфов может осуществляться

вручную или механизировано, а на заключительном этапе зачищаются стенки

вручную. Цель отрывки шурфов является:

1. Отбор образцов грунтов (монолитов) с разных глубин и с разных ли-

тологических разновидностей горных пород;

2. Отбор образцов грунта с целью испытания этого грунта в лаборатории

и определения физико-механических свойств.

3. Изучения последовательности напластования горных пород по глуби-

не.

4. В шурфах могут проводиться полевые испытания горных пород.

Шахты – горные выработки в сечении представлены собой квадрат. Раз-

рабатываются механизированным путём с целью разведки и добычи полезных

ископаемых.

Дудки – это вертикальные горные выработки, в сечении представлены

собой круг имеющие диаметр 1-1,5 м, разрабатываются механизированным

способом. Цель проходки дудок такая же, как и у шурфов.

Скважина – вертикальная или наклонная горная выработка, в попереч-

ном сечении представляющая собой круг. При инженеро-геологических изы-

сканиях бурят скважины диаметром 50-250мм.

Скважина имеет ряд характеристик - устье скважины, забой скважины,

ствол скважины.

Устье скважины – место пересече-

ния ствола скважины с поверхностью

земли.

Забой скважины – дно скважины,

где ведётся разработка грунта режу-

щим инструментом.

Скважина может проходиться

вручную или механизировано. Цель

проходки скважин состоит в опреде-

лении напластовании грунтов по глу-

бине, а также в отборе образцов

грунта с каждой литологической раз-

новидности горных пород и определении уровня залегания грунтовых вод.

Рекомендованнная литература

1. В.П. Ананьєв, А.Д. Потапов. Инженерная геология, -М.: Высшая шко-

ла.- 2002.

2. В.П. Ананьєв, Л.В. Передельский. Инженерная геология и гидрогеол-

логия, -М.: Высшая школа.- 1980.

3. Вялов С.С. Геологические основы механики грунтов.- М.: ｫВысшая

школаｻ, 1978.

4. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов.-М.: Стройиз-

дат.1971.

5. В.П. Ананьєв, А.Д. Потапов. Основы геологи, минералогии и петрог-

рафии. -М.: ｫВысшая школаｻ.- 1999.

6. Л.Д. Белый. Инженерная геология.- М. : ｫВысшая школаｻ, 1985.

7. Денисов Н.Я. Инженерная геология и гидрогеология.- М.: Госстройиз-

дат, 1957.

8. Денисов Н.Я. Инженерная геология.- М.: ｫВысшая школаｻ, 1960.

9. Зоценко М.Л. и др. Iнженерна геологiя. Механiка грунтiв, основи і

фундаменты.-К.: ｫВища школаｻ, -1992 -407с.

10. В.Д. Ломтадзе. Инженерная геология. – Ленінград, ｫНедраｻ.- 1977.

11. Маслов Н.Н. Механика грунтов в практике строительства.-М.: Строй-

издат, 1977.

12. Н.Н. Маслов. Основы инженерной геологии и механики грунтов, - М.:

ｫВысшая школаｻ.- 1982.

13. Справочник по инженерной геологии /Под общей редакцией М.В. Чу-

рина, - М.: ｫНедраｻ.- 1984.

14. Цытович Н.А. Механика грунтов.-М.: ｫВысшая школаｻ. 1983-288с.

15. А.В. Чебанов, Ю.Т. Лупан, В.Г.Таранов. Основы геологии и гидрогео-

логии, - Киев 1993.

16. Строительные нормы и правила. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий

и сооружений.