|
Определение геологических процессов и явлений
Как объекта инженерной геодинамики
Инженерная геодинамика изучает геологические процессы и явления в связи с инженерной деятельностью человека.
1. Что такое геологические процессы, как предмет инженерной геодинамики? Это процессы, протекающие в горных породах, часто приводящие их в движение, меняющие их состояние, строение, состав, свойства, создающие новые генетические типы отложений, новые формы рельефа внутри массивов горных пород и на поверхности.
Явления – это результат процесса (тип пород и форма рельефа). Например, овражная эрозия – процесс, овраг – явление. Поскольку любой процесс приводит к какому-то результату, то геологический процесс при изучении и характеристике не разделяют от явления.
Современные процессы и явления в горных породах, вызванные инженерной деятельностью человека большинством инженеров-геологов названы инженерно-геологическими или техногенными. Некоторые исследователи, инженеры-геологи не сторонники этого термина, например В.Д. Ломтадзе [12] считает, что сущность процессов одна, происходят в горных породах и все процессы и явления следует называть геологическими.
Современные геологические и инженерно-геологические процессы и явления, влияющие на инженерную деятельность человека и развивающиеся в связи с инженерной деятельностью человека, изучает инженерная геодинамика. Геологические процессы и явления происходят под действием каких-нибудь природных факторов: например, деятельность солнечной энергии, поверхностных и подземных вод, ветра и т.п. В связи с инженерной деятельностью человека, природные геологические процессы могут затухать, или активизироваться, или возникать и развиваться совершенно новые процессы.
Совокупность современных геологических (и инженерно-геологических) процессов и явлений характеризует, как отмечалось выше, так называемую геодинамическую обстановку территорий, которая и оценивается, изучается человеком для использования территорий в целях различного вида строительства и деятельности.
Геодинамическая обстановка, в основном, из всех природных факторов, в наибольшей степени определяет хозяйственную деятельность человека, влияет на устойчивость сооружений, на выбор места для строительства, на условия жизни людей и т.п. Стоимость инженерной подготовки одного гектара территории, на которой развиты неблагоприятные для освоения застройки геологические процессы и явления, довольно значительна. Так по данным Дроздова С.В. (1983) стоимость (в ценах 1983 г.) осушения 1 га болот 1–10 тыс. р.; борьба с оползнями – 5–20 тыс. р., ликвидация оврагов – 11–15 тыс. р. Результаты инженерной деятельности также приводят, как уже отмечалось, к развитию, активизации процессов и явлений.
Иногда инженер-геолог, плохо выполнивший инженерно-геологические изыскания и составивший плохой прогноз развития процессов и явлений, может быть косвенным виновником возникновения или активизации неблагоприятных процессов и явлений.
Геологическим процессам и явлениям присущи определенные закономерности в развитии как в пространстве, так и во времени.
Особенности пространственного развития следующие.
Геологические процессы и явления приурочены:
К определенным типам пород, например карст развивается в растворимых породах, эоловые процессы – в песках, плывуны – в песках, просадки – просадки в лессовых породах, пучение – в глинистых породах и т.п.
К определенным типам рельефа (болота – на равнинах, в понижениях; обвалы на расчлененном, крутосклонном рельефе и т.д.).
К определенным широтным и высотным зонам.
Во времени каждый процесс проходит в своем развитии несколько стадий:
1) подготовку,
2) возникновение,
3) активное развитие,
4) ослабевание,
5) затухание.
Период от начала развития до полного затухания процесса называют циклом.
Геологические процессы и явления возникают при наличии определенных несоответствий (противоречий) в природе: например неравновесие в системе – минеральный состав пород – гидрогеохими-ческая среда вызывает развитие карста; несоответствие характера размываемости пород – скорости водного потока вызывает эрозию и т.п.
Каждый геологический процесс и явление имеют свои причины возникновения и развития. Основная причина это – геологическая деятельность природных факторов и человека.
Кроме причин необходимо различать условия и факторы, которые способствуют, облегчают или, наоборот, сдерживают проявление тех или иных процессов.
Например, причина карстового процесса – деятельность поверхностных и подземных вод. Но необходимы определенные условия для его развития. Это наличие растворимых горных пород, движущихся подземных и поверхностных вод, обладающих агрессивными, способными растворять породу свойствами. На развитие любого процесса (на его масштабы, виды, скорость и т.п.) влияют такие факторы, как климат, состав пород, рельеф характеристики воды, характер тектонических движений, растительность и т.д. Общая классификация факторов, влияющих на развитие геологических процессов, разработана А.И. Шеко [27] и представлена в табл. 1.
Таблица 1
Факторы, определяющие развитие экзогенных геологических процессов (ЭГП)
№ п/п
| Группы факторов
| Что определяют
| I
| Постоянные
Геологическое строение (тектоника, стратиграфия, литология)
Геоморфологические (общий характер рельефа, морфология и морфометрия, генезис и возраст)
|
Геологические особенности ЭГП, интенсивность их проявления
| II
А
Б
| Медленно-заменяющиеся
Независимые (основные)
Современные тектонические движения (горизонтальные, вертикальные)
Климатические
Произвольные
Изостатические и эвстатические
изменения
Геокриологические
Гидрогеологические
Растительность
Почвы
| Общую тенденцию развития ЭГП
| III
А
| Быстроизменяющиеся
Независимые (основные)
Метеорологические
Гидрологические
Сейсмические (землетрясения)
Хозяйственная деятельность
| Режим производных факторов и режим активизации ЭГП
| Окончание табл. 1
№ п/п
| Группы факторов
| Что определяют
| Б
| Производные
Поверхностный сток (временных и малых водотоков и др.)
Влажность и льдистость горных пород
Сезонные промерзания и оттаивания
Прочностные и деформативные свойства горных пород
| Активизация ЭГП
|
Следовательно, развитие геологических процессов и явлений – очень сложный процесс.
Инженерно-геологические классификации
Геологических процессов и явлений
Многообразие геологических процессов и явлений на поверхности земли, различные задачи, решаемые при их изучении, методы изучения и борьбы с ними вызывают необходимость в составлении их инженерно-геологических классификаций.
В настоящее время в инженерной геодинамике разработано очень много инженерно-геологических классификаций геологических и инженерно-геологических процессов и явлений (только для оползней более 150 классификаций). Все классификации объединяются в четыре группы: 1) общие, 2) региональные, 3) частные, 4) специальные.
Общие классификации составляются для всех геологических и инженерно-геологических процессов и явлений в целом.
Региональные классификации процессов и явлений отражают особенности каких-то регионов.
Частные классификации характеризуют отдельные процессы и явления.
Специальные классификации разрабатываются для конкретных видов хозяйственной деятельности и решения конкретных задач.
Что такое классификация вообще? Классификация – это распределение множества процессов и явлений на классы по определенному, общему для каждого класса признаку. Все классы множества составляют систему.
Первую общую классификацию геологических процессов и явлений составил Ф.П. Саваренский (табл. 2). Классификация составлена на генетической основе, т.е. за признак классифицирования был принят генезис процессов.
Таблица 2
Классификация геологических процессов и явлений Саваренского Ф.П. [24]
Физико-геологические явления
| Категории
| I. Явления, связанные с деятельностью поверхностных вод (морей, озер, рек, каналов)
| 1. Подмыв берегов и их обрушение (морская абразия и речная эрозия)
2. Размыв склонов (овраги)
3. Сели (муры)
| II. Явления, связанные с деятельностью подземных и поверхностных вод
| 4. Болота
5. Просадки
6. Карст
| III. Явления, связанные с деятельностью подземных и поверхностных вод на склонах
|
7. Оползни
| IV. Явления, связанные с деятельностью подземных вод
| 8. Суффозия
9. Плывуны
| V. Явления, связанные с деятельностью ветра
| 10. Развевание и навевание
| VI. Явления, связанные с промерзанием и оттаиванием грунтов
| 11. Промерзание почвы и пучины
12. Вечная мерзлота и ее проявление
| VII. Явления, связанные с внутренними силами в горных породах
| 13. Осадки, сжатие, разбухание
| VIII. Явления, связанные с внутренними силами Земли
| 14. Сейсмические явления
| IX. Явления, связанные с деятельностью человека
| 15. Поверхностные и подземные де-формации при искусственных подзем-ных и глубоких выработках
|
В дальнейшем эта классификация дорабатывалась разными исследователями (Попов И.В., Коломенский Н.В., Ломтадзе В.Д., Сергеев Е.М. и др.) при этом общий генетический подход сохранялся. Коломенским Н.В. классификация Саваренского Ф.П. была дополнена процессами, связанными с деятельностью агентов выветривания. Классификация Ломтадзе В.Д. имеет следующий вид (табл. 3) [14]. Г.С. Золотарев [3] предложил следующие критерии общей схемы инженерно-геологической классификации геологических и инженерно-геологических процессов и явлений (табл. 4).
Таблица 3
Группы геологических процессов и виды явлений [14]
№ п/п
| Причины возникновения и развития геологических процессов
| Явления
|
| Деятельность поверхностных вод
| Подмыв и разрушение берегов, морей, озер, водохранилищ, песчаных берегов, овражно-балочные явления
|
| Паводки на горных реках
| Сели
|
| Деятельность подземных вод
| Плывуны, суффозия
|
| Деятельность подземных и поверхностных вод
| Заболачивание, просадочные явления, карст
|
| Действие гравитационных сил
| Оползни, обвалы, осыпи, лавины
|
| Деятельность ветра
| Развевание и навевание
|
| Промерзание и оттаивание грунтов
| Термокарст, пучение, наледи
|
| Действие внутренних сил в породах
| Набухание, усадка, разуплотнение
|
| Действие внутренних сил земли
| Сейсмические явления
|
| Инженерная деятельность человека
| Затопление и подтопление территории, оседание поверхности и т.п.
|
Таблица 4
Классификационные критерии общей схемы классификации геологических и инженерно-геологических процессов и явлений и пример характеристики процессов [3]
Действующие факторы (причины)
| Типы
| Показатели и их размерность
| геологи-ческие
| инженерно-геологические
| пораженность территории и массивов пород
| объем и размеры
| скорость развития
| Фрагмент классификации
| Геологическая деятельность поверхностных вод
| Селевые потоки
| Селевые потоки
| Отношение площадей селеопасных долин ко всему бассейну
| Объемы селеобра-зующих пород
| Скорость движения, м/с
|
Положительные моменты этой классификации:
1. Ее генетическая основа (генезис – главный классификационный признак).
2. Классифицируются природные и инженерно-геологические процессы.
3. Учитываются количественные характеристики развития процессов.
Сергеев Е.М. [25] предложил разделять процессы, прежде всего, на эндогенные и экзогенные и в каждой из этих групп выделять природные процессы и процессы, вызванные деятельностью человека.
Анализируя общие классификации разных авторов обобщенную классификацию можно представить так (табл.5).
Таблица 5
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|