Сделай Сам Свою Работу на 5

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.