Инженерная геология. Гидрогеология

3.Осадки материкового  склона (батиальной зоны). Осадки  батиальной зоны представляют  собой ил.

4.Осадки абиссальной  зоны.

Среди органических илов образующихся на дне океана глубже 3000м различают: известняковые и  кремнистые илы. Кроме океанических илов широко распространена красная океаническая глина.

Разрушительная работа льда.

Как и другие экзогенные факторы, глетчерный лед  разрушает материал, переносит и  откладывает в виде специфических  горных пород продукты разрушения. Ледниковое разрушение называется экзарацией (выпахиванием). Льды в горах по долинам рек выпахивают, сглаживают, изменяют ранее созданные эрозией ложбины стока. Экзарация начинается уже в пределах фирновых бассейнов. Масса фирна и льда обрабатывает дно котловины, сглаживает, углубляет, преобразуя его в так называемый ледниковый цирк, или кар.

В районах исчезнувшего оледенения пустые кары являются характерной  формой рельефа. Это глубокие циркообразные  выемки в горном склоне с крутыми, почти отвесными стенками высотой до первых сотен метров и вогнутым гладким дном, нередко занятым небольшим озером (каровое озеро).

Ледниковые языки  долинных ледников преобразовывают  занятые ими долины в троги (нем. Trog - корыто), имеющие вогнутое дно, плавно переходящее в более-менее крутые, иногда почти отвесные склоны (корытообразный, или U-образный профиль).

Обломки пород - глыбы, щебень, песок, вмерзая в лед  и двигаясь вместе с ним, шлифуют  и полируют даже самые твердые  скалы, покрывают их штрихами и шрамами, ориентированными в направлении движения льда. Естественно, экзарации сильнее подвергаются податливые, легко разрушающиеся породы. На таких участках лед выпахивает глубокие борозды, рытвины и целые котловины, вытянутые по движению ледника, длиной десятки километров, глубиной десятки метров. Это котловины выпахивания. Такие котловины среди твердых кристаллических пород широко распространены в Финляндии и Карелии, территория которых в четвертичном периоде была покрыта материковыми льдами. Сейчас в этих котловинах располагаются многочисленные озера.

Выступы ложа, слагаемые  твердыми породами, ледник срезает  и шлифует почти исключительно  со стороны своего движения. Сторона, обращенная по направлению движения (в "ледниковой тени") остается крутой. Возникают своеобразные по форме  скалы, называемые "бараньими лбами". Скопления их образуют "курчавые скалы".

Если лед встречает  холм податливых пород, последний может  быть срезан, впаян в лед и перенесен  иногда на значительное расстояние в  виде отторженца. Напор льда может вызвать также нарушение формы залегания слоев с образованием складок, срывов, надвигов (гляциодислокации).

Работа льда по переносу обломочного материала.

Рыхлый обломочный материал, переносимый или отложенный льдом, называется мореной. В состав морены входят обломки самых различных размеров: от крупных глыб (ледниковых валунов) со шрамами,

С таянием ледника  связано также образование потоков  талых ледниковых вод и приледниковых  озерных водоемов. В них образуются отложения, выделяемые в группы ледниково-речных, или флювиогляциальных и ледниково-озерных, или лимногляциальных отложений.

Нунатаки - скалы, торчащие среди льда (эскимосское название). 

10. Явление суффозии  и карста. Плывуны.

Суффозионный  процесс. При фильтрации подземная вода совершает разрушительную работу. Из пород вымываются составляющие их мелкие частицы. Это сопровождается оседанием поверхности земли, образованием провалов, воронок. Этот процесс выноса частиц называется суффозией.

Различают два  вида суффозии:

– механическая: фильтрующая вода отрывает от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы (глинистые, пылеватые, песчаные);

– химическая: вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения.

Основной причиной суффозионных явлений считается  возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышение величины некоторой критической скорости воды. Это вызывает отрыв и вынос частиц во взвешенном состоянии.

Суффозия происходит в глубине массива пород или  вблизи поверхности земли. В глубине  массива суффозия может возникать также на контакте двух слоев, различных по составу и пористости. При этом мелкие частицы одной породы потоком воды переносятся в поры другой породы.

В лессовых породах  суффозия развивается не только на контактах, а и в самих толщах, образуя глиняный, или лессовый карст.

При проектировании строительных объектов необходимо установить возможность проявления суффозионной осадки. Величина суффозионной осадки определяется по результатам полевых  испытаний статической нагрузкой  после длительного замачивания.

Химическая суффозия может проходить длительное время  и выщелачивает не только карбонаты  и другие сравнительно легко растворимые  вещества, но и кремнезем. При значительном растворении пород химическая суффозия переходит в карстовый процесс.

Строительство на суффозионных грунтах имеет свои трудности и осуществляется по специальным  требованиям строительных норм и  правил.

Карстовые процессы. Это процессы выщелачивания водорастовримых горных пород (известняков, доломитов, гипсов) подземными и атмосферными видами и образования в них различных пустот.

Для карстового процесса главным является растворение  пород и вынос из них веществ  в растворенном виде. 

 Возникновение  и развитие карста обусловлено  способностью пород к полному  растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местности, трещиноватостью пород, характером растительности, климатом

Из всех пород  наиболее растворимыми водой являются соли, гипсы с ангидритами и  известняки.

Одним из главных факторов карстообразования является действие воды – атмосферной, речной, подземной. Одним из самых важных условий развития карста является степень водопроницаемости пород. Чем более водопроницаема порода, тем интенсивнее развивается процесс растворения. Вода постепенно разрабатывает трещины в каналы и пещеры. Этот процесс, получивший название коррозии, продолжается до водоупора или уровня подземных вод.

В процессе выщелачивания  в карстующихся породах образуются различные по своему положению и  форме пустоты, или карстовые формы.

По отношению  к земной поверхности различают  два типа карста: открытый и скрытый. При открытом типе карстующиеся породы лежат непосредственно на поверхности  земли, а при скрытом они перекрываются  слоями нерастворимых водопроницаемых пород и лежат на некоторой глубине.

Из многочисленных форм карста наиболее часто встречаются:

– карры – мелкие желоба, борозды и канавы на склонах рельефа местности из карстующихся пород в виде известняков;

– воронки – углубления различных форм и размеров, подразделяются на поверхностные и провальные воронки;

– полья – возникают в результате постепенного объединения воронок или опускания больших участков земной поверхности в результате карстового выщелачивания;

– каверны – образуются в результате растворения пород по многочисленным трещинам. Карстующиеся породы становятся похожими на пчелиные соты;

– пещеры – подземные пустоты, формирование которых связано с растворением пород, сопровождается эрозией и обрушением.

Значение имеет  определение степени активности карстового процесса. В связи с этим различают: действующий карст, который развивается в современных условиях; пассивный, или древний карст, развитие которого происходило в прошлом (отсутствует циркуляция воды) 

11. Основы гидрогеологии. Физические свойства и химический состав подземных вод. Жесткость и агрессивность подземных вод.

Воды, находящиеся  в верхней части земной коры, называются подземными водами. Наука, изучающая подземные воды, их происхождение, условия залегания, связь с атмосферными и поверхностными водами, называется гидрогеологией.

Для строительства  подземные воды в одном случае служат источником водоснабжения, в  другом – фактором, затрудняющим строительство. Подземные воды ухудшают механические свойства рыхлых и глинистых пород, являются агрессивной средой по отношению к строительным материалам.

В природе существует малый и большой круговорот воды в природе:

– Малый – море-атмосфера-море.

– Большой – море-атмосфера-суша-море. При большом круговороте, после выпадения на сушу, вода возвращается в море путем поверхностного стока и виде подземных вод.

Существует 3 способа  образования поземных вод: инфильтрации, конденсации, ювенильный.

Инфильтрации – образуются из атмосферных осадков, которые, просачиваясь через слой земли, встречают водоупорный пласт. Вода задерживается, заполняет пустоты, создает водоносные горизонты.

Конденсации – образуются за счет разности температур на поверхности и внутри земли, происходит конденсация паров и формирование подвешенного горизонта подземных вод.

Ювенильные – возникают в глубине земли за счет кислорода и водорода, выделяемого магмой. Встречаются на поверхности земли в виде горных источников.

В зонах замедленного и весьма замедленного водообмена образуются минерализованные (соленые) воды так  называемого седиментационного происхождения. Эти воды возникли после образования (седиментации) древних морских осадков в начале геологической истории земной коры.

Физические  и химические свойства. При оценке свойств подземных вод исследуют вкус, запах, цвет, прозрачность температуру, и другие физические свойства подземной воды, которые характеризуют так называемые органолептические свойства воды (определяемые при помощи органов чувств).

Температура подземных  вод колеблется в широких пределах в зависимости от глубины залегания водоносных слоев, особенностей геологического строения, климатических условий и т.д. Различают воды холодные, теплые (субтермальные), термальные, перегретые. На участках водозаборов чаще всего температура воды 7…11°С.

Химически чистая вода бесцветная. Прозрачность зависит от цвета и наличии мути. Вкус связан с составом растворённых веществ: соленый – от хлористого натрия, горький – от сульфата магния и т.д.

Запах зависит  от наличия газов биохимического происхождения.

Химический состав определяется содержанием растворённых соединений газов, солей и органических соединений.

Растворенные  в воде газы придают ей определенный вкус и свойства. Количество и тип  газов обуславливает степень  пригодности воды для питьевых и  технических целей. Подземные воды у поверхности земли нередко бывают загрязнены органическими примесями.

Соли  в подземных водах. Наибольшее распространение имеют хлориды, сульфаты и карбонаты. По общему содержанию растворенных солей подземные воды разделяются на: пресные – до 1 г/л растворенных солей;  солоноватые – от 1 до 10 г/л; соленые – 10…50 г/л; рассолы – более 50 г/л.

Суммарное содержание растворенных в воде минеральных  веществ называется общей минерализацией, о величине которой судят по сухому или плотному остатку, который получается после выпаривания определенного объема воды при температуре 105…110⁰С. Общая минерализация – один из главнейших показателей качества подземных вод.

Количество солей  и газов определяет пригодность  воды для питья. Количество растворенных солей не должно превышать 1,0 г/л. Органические примеси устанавливаются бактериологическим анализом.

Присутствие солей  определяют жесткость и агрессивность  воды. Жесткость воды – это свойство, обусловленное содержанием ионов  кальция и магния, т.е. связанная  с карбонатами. По жесткости воду разделяют на мягкую, среднюю, жесткую и очень жесткую. Жесткость бывает временной и постоянной. Временная жесткость устраняется кипячением.  Постоянная жесткость кипячением не устраняется. Сумму временной и постоянной жесткости называют общей жесткостью.