41. Экзогенные геологические процессы и явления:

Геологические процессы, связанные с поверхностным стоком. К ним относятся: абразия речных долин, оврагообразование, эрозия речных долин.

Абразивные процессы развиваются под воздействием волноприбоя. Подмыв и разрушение берега моря изменяет профиль очертания берега моря и его устойчивость.

Для защиты берега моря от разрушения проводятся профилактические и капитальные мероприятия. Профилактические – с целью предупреждения опасных явлений, это охрана пляжей, берегоукрепительные сооружения, наблюдения за нормальными условиями их работы, стационарные наблюдения.

Капитальные мероприятия заключаются в строительстве сооружений и береговых укреплений: волноотбойные стенки, бетонные плиты, каменные наброски, молы и др.

Эрозионные явления. При формировании речных долин ведущее значение имеет донная и боковая эрозия. Работа рек проявляется в размыве и разрушении русел, берегов и в переносе рыхлого материала, поступающего в их поток.

Для защиты берегов рек от разрушения выполняются противоэрозионные мероприятия: каменная наброска в береговой зоне, мощение, укладка бетонных плит и т.д.

Овраги образуются в результате размыва склонов, сложенных легко размокаемыми породами. Особую опасность представляют ливневые дожди.

Основная задача при защите склонов от разрушения оврагами заключается в регулировании поверхностного стока. Достигается это путем выполнения комплекса мероприятий: 1) лесомелиоративные – устройство полезащитных лесных полос; дополнение – посев многолетних трав; 2) строительство водоулавливающих и водорегулирующих сооружений (нагорные и водоотводные канавы, водоудерживающие валы и дамбы); 3) укрепление участков активного размыва засыпкой с последующим мощением камнем, свайными рядами, одерновкой; 4) строгое соблюдение правил землепользования и агротехники (установление охранных зон с запрещением вырубки леса, распашки земель и т.д).

К деятельности поверхностных вод относятся паводки на горных реках, которые проявляются в образовании селя. Селями называют происходящие на горных реках и временных водотоках паводка, несущего много твердого обломочного материала и глинистого мелкозема. Сели внезапны и кратковременны, проходят с большими скоростями течения за несколько часов, часто волнами из-за образующихся заторов.

Сели образуют определенный тип континентальных отложений - пролювий. Они слагают конусы выноса, пролювиальные шлейфы и покровы.

Защита от селевых явлений: 1) организация службы режимных наблюдений в пределах водосборного бассейна и селеопасного района; 2) устройство охранных зон; 3) выполнение лесомелиоративных работ; 4) выполнение регуляции поверхностного стока на склонах водосборного бассейна; 5) создание регулирующих и улавливающих сооружений в руслах потоков; 6) строительство каналов, селеспусков и других сооружений для организованного пропуска селевых паводков.

С одновременной деятельностью поверхностных и подземных вод связано заболачивание территорий и просадочных явлений. Болота – это участки, где в результате заболачивания происходит накопление растительных остатков и образование торфа. Наиболее благоприятные условиями для образования болот является влажный климат, равнинный рельеф, пониженные элементы рельефа и близкое залегание к поверхности грунтовых вод.

При строительстве предусматриваются все меры для сильно и неравномерно сжимаемых грунтов: армированные пояса, осадочные швы, разрезка зданий на отдельные жесткие отсеки, дренажные рвы и т.д.

Просадочные явления наблюдаются в лессах. Характеристикой их гранулометрического состава является повышенная или высокая пылеватость (до 80–82 %). Лессы характеризуются понишенной плотностью, легко размываются и быстро размокают. При оценке лессовых пород особое значение имеет определения просадочности.

Мероприятия для устойчивости зданий на лессовых породах: 1) предохранение лессовых пород от замачивания; 2) прорезка лессовых пород глубокими фундаментами; 3) устранение просадочных свойств лессовых пород; 4) применение конструкций зданий, малочувствительных к просадкам.

С деятельностью подземных вод связаны явления карста, плывунов и суффозии. В инженерной геологии карст создает большие проблемы при оценке территорий и условий строительства.

Для оценки устойчивости закарстованных территорий необходимо знать глубину залегания растворимых пород, степень их закарстованности, состав и свойства покровных отложений.

В районах распространения карста применяют следующие комплексы мероприятий: 1) планировку территорий, сопровождающуюся регуляцией поверхностного стока и устройством канализации для отвода производственных вод; 2) каптаж подземных вод и дренаж обводненных пород; 3) площадную подготовку основания; 4) устройство опор глубокого заложения; 5) искусственное уплотнение и укрепление пород; 6) устройство противофильтрационных завес; 7) разнообразные конструктивные мероприятия.

Плывуны – это слабые, неустойчивые породы, требующие применения специальных методов ведения строительных и горных работ и специальных мероприятий для обеспечения устойчивости сооружений. Причина плывунности состоит в особенностях состава, состояния и свойств песчаной породы, находящейся под воздействием гравитационных, гидростатических и гидродинамических сил, доминирующая роль которых может изменяться в зависимости от геологического строения: условий залегания плывуна и условий вскрытия.

При строительстве сооружений в плывунах применяют специальные способы проходки, которые могут быть подразделены на следующие группы.

1. Проходка подземной выработки с помощью ограждающих крепей, опережающих забой. Такая проходка сопровождается водоотливом и понижением уровня воды водопонижающими скважинами, располагающимися по контуру подземной выработки.

2. Проходка подземной выработки после замораживания пород, которое производят охлаждением пород до температуры –20⁰С рассолом, циркулирующих в замораживающих колонках.

3. В плывунах, обладающих повышенным напором, проходку подземных выработок часто осуществляют с помощью проходческих щитов, в которых создают повышенное давление воздуха.

Суффозия – это процесс выноса мелких частиц из породы, заполнителя трещин или карстовых полостей при определенных условиях. Основными действующими силами, вызывающими развитие суффозии, являются либо большие скорости движения фильтрационного потока, который вымывает частицы, размывает породы, либо возникающее гидродинамическое давление в фильтрационном потоке.

Для предупреждения суффозии снижают уровни подземных вод дренажами на опасных участках. С целью уменьшения градиентов потока устраивают шпунтовые ограждения и противофильтрационные завесы для увеличения длины пути фильтрации.

Действие гравитационных сил проявляется в виде оползней и овалов.

Оползнем называется масса горных пород, сползшая или сползающая вниз по склону под влиянием силы тяжести, гидродинамического давления, сейсмических процессов и др. Оползневые явления всегда сопровождаются изменением рельефа местности, ее геологического строения.

Каждый оползень обладает той или иной степенью устойчивости, которая зависит от причин, вызывающих сползание грунта и степенью их устранения.

Инженерно-геологическая оценка устойчивости оползня должна быть комплексной (качественной и в конечном счете обязательно количественной), она должна основываться на данных изучения: морфологии, строения (структуры) оползня; динамики развития оползневых явлений; соотношения усилий, сдвигающих и удерживающих, определяющих равновесие горных масс, слагающих оползень.

В настоящее время в практике борьбы с оползнями применяют следующие группы мероприятий: 1) регулирование поверхностного стока; 2) дренаж обводненных горных пород; 3) перераспределение масс горных пород; 4) защита от подмыва и размыва; 5) закрепление масс горных пород подпорными и анкерными сооружениями; 6) искусственное улучшение свойств горных пород; 7) мелиоративные работы; 8) профилактические мероприятия.

Обвальные явления развиваются под влиянием гравитационных сил на склонах и откосах, к ним относятся собственно обвалы, вывалы и осыпи.

Вывал – это внезапный отрыв и падение отдельных глыб и блоков горных пород из откосов выемок, бортов карьеров, с крутых и отвесных склонов, сложенных скальными или полускальными породами.

Осыпи, в отличие от вывалов, характеризуются только небольшими размерами отдельностей, образующихся вследствие определенного физического состояния горных пород.

Обвалы – это обрушение как отдельных глыб и блоков, так и более крупных объемов скальных и полускальных пород из обнажений, расположенных на нагорном склоне бровки откоса, или из крутой, отвесной верхней части склона, сопровождающееся их скатыванием, опрокидыванием и раскалыванием. Обвальные явления характеризуют неустойчивость склонов и откосов, и на участках их распространения создают опасность сохранности и нормальной эксплуатации сооружений.

Противообвальные мероприятия состоят из работ профилактического порядка и работ по строительству специальных противообвальных сооружений.

К сейсмическим относятся территории, подверженные землетрясениям, т.е. резким, внезапным подземным толчкам и колебаниям земной коры, угрожающим жизни и деятельности человека.

Землетрясения имеют тектоническое происхождение и связаны с колебательными движениями земной коры. Эти движения приводят к образованию гор и впадин, обусловливают накопление напряжений в толще горных пород литосферы в течение длительного времени. Когда такие напряжения достигают предела прочности горных пород, происходит разрыв литосферы или ее части и образуются разломы. Область разрыва принято называть очагом землетрясения.

Кроме землетрясений тектонических бывают землетрясения, связанные с деятельностью вулканов, образованием обвалов, а также с деятельностью человека.

Интенсивность землетрясения определяется в первую очередь количеством энергии, выделяющейся в области очага, и энергией сейсмических волн. Для характеристики землетрясения используют степень разрушения зданий, остаточные явления в горных породах, изменение режима поверхностных и подземных вод, нарушение рельефа.

При строительстве в сейсмических районах должны выбираться строительные площадки с учетом детального микрорайонирования; должна соблюдаться правильная компоновка зданий.