Инженерная геология. Гидрогеология

Водосливная – является результатом пересечения двух поверхностей и проходит по дну долин, балок, оврагов и т.д.

Подошвенная – ограничивает основание склонов различных форм рельефа.

Бровка – это линия, по которой происходит резкий перегиб склона.

К характерным  точкам рельефа относят вершины (наибольшая высота на данном участке  местности), перевальные (дно понижений гребней хребтов), устьевые (устья рек) и донные (наиболее низкая точка понижения рельефа).

Формы рельефа  образованы из различных сочетаний  элементов рельефа. Различают две  группы форм рельефа: положительные – выпуклые по отношению к плоскости горизонта, отрицательные – вогнутые. Различают следующие формы рельефа:

Положительные:

Материк – планетарное образование.

Нагорье – обширная возвышенность, состоящая из системы горных хребтов и вершин. (Памир).

Гора  – изолированная возвышенность с крутыми склонами; относительная высота более 200 м .

Горный  кряж – невысокий хребет с пологими склонами и плоскими вершинами.

Плоскогорье – нагорная вершина, обширная по площади с хорошо выраженными склонами.

Плато – приподнятая равнина, ограниченная обрывистыми скалами.

Гряда – узкая вытянутая возвышенность с крутизной склонов более 20° и плоскими вершинами.

Холм  – обособленная куполообразная или коническая возвышенность с пологими склонами.

Курган  – искусственный холм.

Бугор – изолированная куполообразная возвышенность с резко выраженной подошвенной линией.

Конус выноса – невысокая возвышенность, располагающаяся в устье русла водотоков и имеющая вид усеченного конуса со слабо выпуклыми пологими склонами.

Отрицательные:

Океанская впадина – планетарное образование.

Котловина – понижение значительной глубины с крутыми склонами.

Долина – вытянутое углубление, имеющее уклон в одном направлении.

Овраг – вытянутые углубления значительной длины, склоны покрыты растительностью.

Балка – вытянутое углубление значительной длины.

Лощина – вытянутое углубление с пологими склонами, покрытыми растительностью.  

Размеры и происхождения  форм рельефа. По происхождению формы рельефа подразделяются на:

1 образованные длительностью эндогенных процессов, т. е. движением земной коры.

2 образованные длительностью экзогенных процессов, т. е. действие выветривания, подземных и надземных вод, деятельность организмов, человека.

Разновидностью  экзогенных процессов являются: эрозионные, абразивные (вызванные длительностью текучих вод) и аккумулятивные (накопление переносимого материала).

По своим размерам формы рельефа разнообразны и  влияют на условия строительства. По своей величине формы делятся  на 7 основных групп.

1. Мельчайшие – Размером до нескольких сантиметров по высоте (борозды на полях, песчаная рябь).

2. Очень мелкие – высота измеряется несколькими дециметрами (кочки, рытвины, промоины).

3. Мелкие формы рельефа – называют микрорельефом площадь в несколько квадратных метров, высотой не более двух-трех метров. Изучение микрорельефа дает представление об инженерно-геологических условиях строительной площадки.

4. Средние – формы называют мезорельеф, характеризуется значительной протяженностью до десятков квадратных километров при глубине до 200 метров . Положительный мезорельеф - холмы, бугры, курганы. Отрицательные – овраги, балки. Средние формы рельефа оценивают инженерно геологические условия поселков и микрорайонов на стадии проектирования.

5. Крупные формы – макрорельеф, характеризуется сотнями и тысячами квадратных километров. Положительные формы - горные массивы, отрицательные – долины, озёрные впадины (Ладожское озеро).

6. Крупнейшие формы – мегарельеф, занимает площадь до сотни и тысячи км².  (Приволжская возвышенность и Бразильская котловина).

7. Величайшие (планетарные) формы рельефа измеряются миллионами км². Положительные формы – материки, отрицательные - океанические впадины.

Формы рельефа  на каждой территории встречаются в  определенных сочетаниях, что придает  им своеобразный облик. Рассмотрим три  основных типа рельефа: равнинный, холмистый и горный.

Равнина – это тип рельефа, который отличается малыми колебаниями высот, не входящих за пределы 200 м . Подразделяются:

– по отношению  к уровню моря  - отрицательные (депрессии, впадины), лежащие ниже уровня моря; низменные, в пределах от 0 до 200 м над уровнем моря; возвышенные с отметками от 200 до 500 м ; нагорные, имеющие отметки поверхности свыше 500 м ;

– по общей форме  поверхности – горизонтальные, наклонные, вогнутые и выпуклые;

– по глубине, степени  и типу расчленения – плоские, нерасчлененные или слаборасчлененные, мелкорасчлененные, глубокорасчленные.

Холмистый рельеф представляют собой поверхность земли, на которой часто чередуются возвышенности (холмы) с высотами не более 200 м и понижения в виде ложбин и котловин. Холмистый рельеф нередко занимает большие площади и представляет собой переходный тип рельефа между равнинным и горным.

Горный  рельеф представляет собой крупные с относительной высотой более 200 м возвышенности (горы, хребты) и понижения (долины, впадины, котловины). По происхождению горы принято делить на тектонические, вулканические и эрозионные. 

8. Процессы выветривания

Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава горных пород и строительных материалов, происходящих 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.

Особенностью  процесса выветривания является постепенное  и постоянное разрушение верхних  слоев литосферы. В результате этого  горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минералогический состав.

Продукты выветривания горных пород, остающихся на месте их образования называют элювием. По составу  он представляет собой смесь обломков этой породы и глинистого материала.

Виды  выветривания. Процесс выветривания протекает при одновременном участии многих агентов, но роль их при этом далеко неодинакова. По интенсивности воздействия тех или иных агентов выветривания и характеру изменения горных пород выделяют три группы выветривания:

– физическое выветривание;

– химическое выветривание;

– биологическое выветривание.

Физическое  выветривание выражается преимущественно в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах, давления, которое возникает в процессе роста корней растений и т.д. Физическое выветривание преобладает в местах с сухим резкоконтинентальным (пустыни) или холодным климатом (горные районы, арктический пояс).

Химическое  выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее  активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты.

Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Легко растворяются каменная соль, гипс. Разрушительное действие действие оказывает процесс гидратации. Примером служит переход ангидрита в гипс. В присутствии воды происходит также окисление. Интенсивность химического выветривания зависит от площади воздействия воды и растворов, их температуры, а также степени устойчивости минералов в отношении агентов выветривания.

Биологическое (органическое) выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот.

Механическое  разрушение производят растения своей  корневой системой. Корни деревьев способны расщеплять даже прочные скальные породы.

Многие живые  организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы, в коре выветривания они создают  многочисленные ходы, пустоты. 

 Кора выветривания  осадочных пород отличается своим  своеобразием. Наибольшему разрушению  подвергаются осадочные породы, образовавшиеся в условиях, отличных от тех, в которых действуют факторы выветривания. Породы химического и органогенного происхождения большей частью полностью растворяются в воде или быстро дробятся до частиц песчаных и глинистых размеров.

Процессы выветривания могут настолько изменить свойства пород и инженерно-геологические  условия строительной площадки, что  строить здания и сооружения без  специальных мероприятий не будет  представляется возможным.

Геологическая деятельность ветра. Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности (выдувание или дефляция, обтачивание или корразия), перенос продуктов разрушения и отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде скоплений различной формы.

Все эти процессы носят общее название эоловых. Наиболее ярко эоловые процессы проявляются в пределах пустынь, полупустынь, долин рек и морских побережий.

Выдувание (дефляция) возникает в результате воздействия механической силы ветра. Наиболее ярко этот процесс проявляется в районах, сложенных рыхлыми или мягкими породами. Ветер выдувает котловины, борозды и траншеи в солончаках, суглинках, песках.

Корразия. Движение ветра часто сопровождается переносом пыли, песка и даже гравия. Наибольшую разрушительную работу совершают песчаные частицы. Ударяясь о твердые породы, они перетирают, сверлят и обтачивают их поверхность. Появляются борозды, желоба, углубления – это процесс корразии.

Совместные действия дефляции и корразии разрушают не только мягкие, но и твердые породы, превращая их в обломки различного размера.

Эоловые отложения. Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или путем перекатывания в зависимости от скорости ветра и размера частиц. В большенстве случаев это накопления песка и пыли. Для строительства большое значение имеет закрепленность песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и закрепленные (грядовые, бугристые) пески.

Дюны образуются по берегам рек и морей в результате навивания песка ветром возле какого-нибудь препятствия. Это холмовидные накопления песка высотой до 20…40 м и более.

Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры преимущественно одного направления. Это песчаные холмы серповидной формы. Высота бархана в пустынях достигает 60…70 м при ширине крыльев в десятки и даже сотни метров.

Закрепленные  пески распространены достаточно широко. Грядовые пески представляют собой вытянутые формы высотой 10…20 м; бугристые пески – неподвижные холмы (редко высотой более 10 м ) с пологими склонами. 

9. Геологическая деятельность текучих поверхностных вод,

морей, озер и болот, геологическая  работа ледников.

Геологическая деятельность текучих  вод.

Под текучими водами подразумевают всю воду стекающею  с поверхности суши. Текучие воды являются самым мощным экзогенным фактором преобразующий поверхность земли. Существует две формы проявления геологической работы:

1.Линейный  размыв. Под этим процессом понимается разрушительная работа русловые, водных потоков.

2.Площядный  смыв. Т.е. работа воды стекающей по склонам. Наиболее интенсивно под действием тающих снегов и прохождения дождей.

Динамика  русловых водных потоков.

Простейшим случаем  движения воды в русле является ламинарное движение. При котором вода движется строго параллельными струями. Ламинарное движение при скорости от 0,1 до 0,7 будет  называться турбулентным. Интенсивность  работы текучих вод зависят от степени многоводности (т.е. от массы воды), протекающем через поперечное сечение в единицу времени. Различают: нежен (min) и паводки (расход воды max).