21956

Основные факторы, определяющие инженерно-геологические условия территории региона

Лекция

География, геология и геодезия

Результаты воздействия этих факторов в геологическом прошлом отражены в геологическом строении и характере пород и в различных последствиях влияния геологических процессов карст тектоническая нарушенность пород и др. зависят от характера пород образовавшихся в существующее геологическое время. Геология При изучении инженерногеологических условий анализируется геологическое строение и состав пород в соответствии с их генезисом и геохронологическими схемами. Горные породы Земную кору слагают горные породы различные по происхождению и...

Русский

2013-08-04

1.87 MB

10 чел.

Лекция 2. Основные факторы, определяющие инженерно-геологические условия территории региона.

  1.  Рельеф и геоморфологические условия. Геологическое строение. Гидрогеологические особенности.
  2.  Геологические и инженерно-геологические процессы. Категории сложности инженерно-геологических условий.
  3.  Геолого-гидрогеологические и инженерно-геологические особенности территории Беларуси.

Природные факторы, определяющие современные инженерно-геологические условия территории можно разделить на: региональные геологические и зональные географические.

К региональным геологическим относятся: структурно-тектоническое развитие земной коры и ее современное геологическое строение; формирование и строение поверхностной и приповерхностной части земной коры; подземные воды, современные геологические процессы.

К зональным факторам относятся: климат и его влияние на формирование приповерхностной части земной коры, подземных, преимущественно грунтовых вод и на возникновение и режим экзодинамических процессов. Кроме того, интенсивное развитие инженерно-хозяйственной деятельности человека на геологическую среду не требует учета антропогенного фактора при ее оценке, в первую очередь путем анализа инженерно-геологических процессов и явлений.

В зависимости от конкретной природной обстановки и типа инженерных сооружений каждый из перечислены факторов может иметь различное значение. Однако, на первое место вынесено геологическое строение местности, т.к. от его характера зависят особенности рельефа, формирование подземных вод, возникновение эндогенных и экзогенных геологических процессов.

Таким образом геологическая среда сформировалась и ее развитие происходило под преобладающим влиянием региональных и зональных факторов и процессов. Результаты воздействия этих факторов в геологическом прошлом отражены в геологическом строении и характере пород и в различных последствиях влияния геологических процессов (карст, тектоническая нарушенность пород и др.).

Чем более удалено в геологическое прошлое время формирования того или иного элемента геологической среды, тем менее сохранилось на него зональных географических факторов и их инженерно-геологическое значение.   

Влияние зональных географических факторов больше сказывается на формировании геологической среды на современном этапе геологического развития земной коры и на современных процессах. Но и на современном этапе результаты влияния зональных факторов на формирование инженерно-геологических условий в существенной мере определяется характером существующего геологического строения территории и действующих геодинамических процессов.

Даже влияние таких резко зональных факторов, как процессы. Связанные с мерзлотой, режим грунтовых вод и др. зависят от характера пород, образовавшихся в существующее геологическое время. Региональные факторы в этом случае сохраняют свою роль как доминирующие, определяющие совокупность процессов, формирующих современные инженерно-геологические условия местности. К региональным факторам инженерно-геологических условий относятся: рельеф, геоморфология, геологическое строение и гидрогеологические особенности, инженерно-геологические процессы.

  1.  Рельеф

Рельеф представляет собой совокупность естественных и искусственных неровностей земной поверхности, является одним из основных факторов, обуславливающих распределение вод, растительности и других элементов природной среды.

Основные характеристики рельефа делятся по генетическим, морфометрическим и морфографическим типам.

Таблица 2.1. Основные характеристики рельефа (по А. И. Спиридонову)

Структура

Тип рельефа

Генетический

Морфографический

Морфометрический

Ненарушенная

Слабо нарушенная

Складчатая

Сбросовая

Складчато-сбросовая

Морской абразионный, аккумулятивный,

Озерно-абразионный и аккумулятивный,

Озерно-ледниковый, абразионный и аккумулятивный

Водно-эрозионный и водно-аккумулятивный

Водно-ледниковый эрозионный и аккумулятивный

Дефляционный и аккумулятивный

Вулканический и аккумулятивный

Равнинный

Холмистый

Увалистый

Гривистый

Грядовой

Сопочный

Горный

Платообразный

Западинный

Котловинный

Ложбинный

Овражный

Балочный

Долинный

Мелкий

Средний

Крупный

Слабо расчлененный

Средне расчлененный

Сильно расчлененный

Пологосклонный

Среднесклонный

Крутосклонный

Низменный

Возвышенный

Нагорный

Рельеф отображается на топографических картах различного масштаба в виде горизонталей. Высота сечения горизонталей определяется степенью детальности инженерно-геологических исследований и соответствующим масштабом топокарт, с учетом преобладающих углов наклона и относительных высот характерных форм рельефа, установлены для каждого масштаба определенного интервала сечения горизонталей (табл. 2).

Таблица 2.2. Высоты сечения рельефа для различных территорий с учетом масштаба карт.

Рельеф

Масштаб

1:2000

1:5000

1:10000

1:25000

1:50000

1:100000

Плоскоравнинный

Равнинный пересеченный и всхолмленный с преобладающими углами наклона до 6°

Горный и предгорный, песчаные пустыни

Высокогорный

0,5

0,5-1,0

2,0

-

0,5

1,0-2,0

5,0

-

1,0-2,5

2,5

5,0

-

2,5

5,0

5,0

10,0

10,0

10,0

10,0

20,0

20,0

20,0

20,0

40,0

2. Геоморфологические  особенности

Геоморфологические условия определяют характер перераспределения склонового стока атмосферных осадков, степень естественной дренированности территории, условия питания и разгрузки подземных вод (в первую очередь грунтовых).

Геоморфологическое изучение территории с ее морфогенетической, графической характеристиками является составной частью инженерно-геологических исследований. Геоморфологические карты дают представление о распределении различных по форме, генезису и возрасту элементов рельефа (табл. 3,4).

Таблица 2.3. Схема классификации рельефа суши по крутизне склонов (по М. Ф. Скрибному)

Характеристика рельефа

Обобщенная характеристика рельефа

Характеристика рельефа водосбора

Класс рельефа

sin a 

tg a 

Угол наклона поверхности, градус

Равнины (0-7°)

Равнинный

(0-1)

Плоский

Равнинный

волнистый

I

II

III

0-0,005

0,01

0,02

0-0,005

0,01

0,02

0-1/4

1/2 

1

Холмистый

(1-7)

Увалистый

Холмистый

Сильно холмистый

IV

V

VI

0,04

0,07

0,12

0,04

0,07

0,12

2

4

7

Горы

(7-45)

Гористый

(7-24)

Предгорный

Гористый

Горный

VII

VIII

IX

0,2

0,3

0,4

0,21

0,32

0,44

12

18

24

Высотный

(24-45)

Высокогорный

Высотный

Островершинный

X

XI

XII

0,5

0,6

0,7

0,58

0,75

1,00

30

37

45

 

3. Геология

При изучении инженерно-геологических условий анализируется геологическое строение и состав пород в соответствии с их генезисом и геохронологическими схемами. В схемах учитывается распространение различных по возрасту магматических, метаморфических и осадочных образований (табл. 5).

Таблица 2.4. Морфологические комплексы рельефа (по А.И.Спиридонову)

Основные категории

(превышения над ближайшими базисными денудациями),м

Морфографические категории

Морфометрические категории

по абсолютной высоте, м

по относительной высоте или глубине расчленения, м

по густоте расчленения (удаленности водоразделов от ближайших базисов денудации), м

по крутизне склонов, градус

Плоские равнины (10-100 м)

Волнистые, бугристые, гривистые, западинные, и пр.

Низменности: очень низкие равнины, 0-75, низкие равнины, 75-150

Очень мелкорасчлененные, до 10 м

Мелко расчлененные 10-25

Средне расчлененные, 25-50

Глубоко (крупно) расчлененные, 50-75

Очень глубоко (очень крупно) расчлененные, 75-100

Очень сильно расчлененные, менее 50

Сильно расчлененные, 50-100

Очень дробно расчлененные, 100-250

Дробно расчлененные, 250-500

Умеренно расчлененные, 500-1000

Слабо расчлененные, 1000-2000

Очень слабо расчлененные, более 2000

С очень пологими, 0-1

Со среднепологими, 1-2

С пологими, 2-4

С пологопокатыми, 4-6

С покатыми, 6-8

С крутопокатыми, 8-10

С умеренно-крутыми, 10-15

С крутыми, 15-30

С очень крутыми, 30-45

С обрывистыми, более 45

Холмистые равнины (10-100 м)

Грядовые, увалистые, сопочные, котловинные, долинно-балочные и пр.

Средневысотные равнины, 150-200

Возвышенности: низкие, 200-300, средневысотные, 300-400                           высокие, 400-500

Нагорные равнины: низкие, 500-1000, средневысотные, 1000-2000, высокие, 2000-3000, очень высокие, более 3000

Горы (более 100 м)

Островные, расчлененные на хребты и вершины, с плоскими, округлыми, острыми гребнями и пр.

Очень низкие, до 500

Низкие, 500-1000

Средневысотные, 1000-2000

Высокие, 2000-3000

Очень высокие, 3000-5000

Высочайшие, более 5000

Очень мелко расчлененные, 100-250

Средне-расчлененные, 250-500

Глубоко расчлененные, 500-750

Очень глубоко расчлененные, 750-1000

С глубочайшими, более 1000

4. Горные породы

Земную кору слагают горные породы, различные по происхождению и составу. Обычно они состоят из нескольких минералов, реже – из одного. Горные породы делятся на три группы: магматические, метаморфические и осадочные.

Магматические или изверженные породы образуются в результате застывания и кристаллизации магмы при внедрении ее в земную кору или при излиянии на поверхность в результате извержения вулканов. Свойства магматических пород зависят от положения остывающих магматических тел по отношению к поверхности земли, от условий температуры и давления, от состава магмы и скорости ее остывания и т.д. При классификации магматических пород важнейшим признаком является их химический и минералогический состав.

Метаморфические породы образуются из магматических и осадочных путем их глубоких изменений и преобразования под влиянием высокой температуры, давления и химически активных веществ. Различают несколько видов метаморфизма.

Контактный метаморфизм наблюдается на контакте внедрившейся магмы с вмещающими горными породами, изменение которых происходит под влиянием теплового воздействия высокотемпературного (свыше 1000°) расплава магмы в горячих источниках (гидротермальный метаморфизм).

Региональный метаморфизм проявляется на огромных площадях в подвижных зонах земной коры (геосинклиналях) под влиянием высокой температуры и большого давления.

Динамометаморфизм, или дислокационный метаморфизм, обусловливается давлением, которое испытывают породы под влиянием тектонических движений.

Осадочные породы обладают рядом характерных признаков: они слоисты, обычно пористы, в них содержатся ископаемые остатки растений и животных.

В соответствии с генетическими особенностями осадочные породы подразделяются на три группы: обломочного, химического и органогенного происхождения. Ниже приводятся классификации обломочных, глинистых и карбонатных пород.

Породы обломочного происхождения состоят из продуктов механического разрушения более древних пород. По величине и форме слагающих частиц, а также по степени их цементации они подразделяются на грубообломочные – псефиты; песчаные – псаммиты, алевритовые – алевриты и глинистые – пелиты.

Глинистее породы сложены частицами менее 0,01 мм и содержат около 30% тончайших частиц (менее 0,001 мм).

Особенности изучения карбонатных пород. Карбонатные осадочные горные породы – известняки и доломиты – подразделяются по вещественному составу, способу образования и структуре. Известняки и доломиты содержат нередко примеси глинистого, сульфатного, кремнистого, реже обломочного материала образуя смешанные породы.

Впервые И. В. Поповым при построении инженерно-геологических карт было предложено принимать за основу деления пород принцип формационного и литолого-генетического анализа территории. По мнению И. В. Попова, формации в целом как геологические тела можно понять только на основании геологических исследований, прежде всего картирования.

Закономерности образования и распространения геологических формаций изучали и развили многие геологи — Я. С. Шатский, В. В. Белоусов, Н М. Страхов, В. Е. Хаин, Л. Б. Рухни, И, П. Херасков, Ю. А. Косыгин и др.

Таблица 2.5. Шкала абсолютного возраста, полученная радиоактивными методами (по В. В. Белоусову)

Эра

Период

Отдел

Абсолютный возраст, млн. лет

Кайнозой

Четвертичный

Плейстоцен

3

Неоген

Плиоцен

Миоцен

10

15

Палеоген

Олигоцен

Эоцен

Палеоцен

40

55

70

Мезозой

Мел

Поздний

Ранний

100

136

Юра

Поздний

Средний

Ранний

155

175

190

Триас

-

225

Палеозой

Пермь

-

280

Карбон

-

345

Девон

Поздний

Средний

Ранний

360

370

395

Силур

-

430

Ордовик

Поздний

Ранний

450

500

Кембрий

-

570

Протерозой

Поздний

Рифей

Поздний

Средний

Ранний

1000

1350

1600

Средний

Ранний

-

-

1900

2600

Архей

-

-

>3500

Н. С. Шатский понимает под формацией естественную ассоциацию горных пород, отдельные части которой парагенетически связаны друг с другом как в возрастном (переслаивание, последовательность), так и в пространственном отношении (фациальные смены).

По В. В. Белоусову каждая осадочная формация представляет собой комплекс фаций, отвечающий определенной стадии геотектонического цикла и определенной геотектонической зоне.

Общая шкала

Унифицированная схема европейской части СССР, 1964 г

Проект региональной унифицированной схемы 1976 г.

Система

Основные подразделения

Надгоризонты, горизонты

Индексы

Зона

Раздел

Подраздел

Звено

Горизонт, стадия

Индексы

Четвер-тичная  (антро-погено-вая)

Голоцен

Современный

Q1-4IV

Четвер-тичная (антропо-геновая)

Плейсто-цен (ледни-ковый плейсто-цен)

Голоцен

Современный

Q1-4IV

Верхнечет-вертичные отложения

Поозерский

Осташковский

Молого-Шекснинский

Калининский

Q4III

Q3III

Q2III

Верхний  

Поозерское

Верхне-Валдайский

Средне-Валдайский

Нижнее-Валдайский

pz

Муравинский

Q1III

Муравинский

Q1III

Средний

Среднерусское

Сожский

Одинцовский

Днепровский

pr

Q3II

Q2II

Среднечет-вертичные отложения

Припятский

Сожский

Днепровский

Q4II

Q2II

Александрийский

Q1II

Лихвинское

Лихвинский

Q1II

Нижнечет-вертичные отложения

Окский

Беловежский

Q2I

Q1I

Нижний

Днепровский

Окский

Колкотовский

Платовский

Михайловский

Q1II

Q3I

Q2I

Q1I

Таблица 2.7. Региональная унифицированная и корреляционная стратиграфическая схема четвертичных верхнеплиоценовых отложений Русской равнины (по Е. А. Зариной, И. И. Красному)

И. М. Страхов считает осадочной формацией тип осадочного процесса, т. е. способ образования осадков в основных седиментационных зонах земли: полярной, гумидной, аридной, а также в азонально расположенных участках эффузивной деятельности.

По мнению В. Е. Хаина, формация – это закономерное и естественное сочетание (парагенезис) определенного набора горных пород — осадочных, вулканогенных и интрузивных, образовавшихся на определенных стадиях развития основных структурных зон земной коры.

Л. Б. Рухин понимает под формацией генетическую совокупность фаций, выделяющихся среди других особенностями своего состава или строения и устойчиво

Таблица 2.8. Классификация обломочных и глинистых пород по размерам обломков (по Ю. М. Миханкову)

Размеры обломков, мм

Грануло-метрический состав

Породы

Рыхлые породы

сложенные окатан-ными обломками

сложенные угловатыми обломками

1000

1000-500

500-250

250-100

Глыбы

Валуны

Отломы

Крупно-обломочные (псефиты)

Глыбы

Валунник:

крупный

средний

мелкий

Отломник:

крупный

средний

мелкий

100-50

50-25

25-10

Галька

Щебень

Галечник:

крупный

средний

мелкий

Щебень:

крупный

средний

мелкий

10-5

5-2,5

2,5-1

Гравий

Дресва

Гравий:

крупный

средний

мелкий

Дресва:

крупная

средняя

мелкая

1-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

Песок

Мелкообло-мочные (псаммиты)

Песок:

крупный

средний

мелкий

0,1-0,05

0,05-0,01

Алеврит

Алевриты

Алеврит:

крупный

средний

мелкий

0,01-0,001

0,001

Пелит

Глинистые

Глины:

крупнопелитовые

и тонкопелитовые

образующихся на более или менее значительном участке земной поверхности при определенном тектоническом и климатическом режиме.

Н. П. Херасков дает определение формациям, как естественным ассоциациям, горных пород и связанных с ними минеральных образований, отдельные члены которых (породы, слои, толщи и т. д.) в результате парагенетических отношений, тесно связаны друг с другом как в пространственном, так и в возрастном отношении.

По мнению Ю. А. Косыгина, формациями называют как конкретные геологические тела (или их совокупности), имеющие определенное местонахождение, протяженность, форму и геологический возраст, так и типы формаций, объединенных общими признаками, но имеющих различное местонахождение, протяженность и возраст.

В зависимости от преобладающего петрографического состава различают осадочные, осадочно-вулканогенные, магматические и метаморфические формации.

В. В. Белоусов по особенностям эндогенного режима материков подразделяет формации горных пород на: геосинклинальные, орогенные, платформенные и окраинных материков.

Основными факторами, определяющими облик формаций, являются тектонический режим, климатические условия и для некоторых формаций — вулканизм.

Под парагенезом минералов следует понимать более или менее резко выраженный способ их совместного нахождения — ассоциации. Горная порода является парагенезом минералов, а формация — парагенезом пород.

Для построения инженерно-геологических карт выделяются следующие группы формаций: интрузивные вулканогенные, метаморфические, вулканогенно-осадочные, терригенные, терригенно-карбонатные, карбонатные, флишевые, соленосные, угленосные и молассовые. Для четвертичных отложений выделяются стратиграфо-генетические комплексы, принадлежащие к определенным генетическим подразделениям пород.

Отмечается принадлежность геологической формации к определенному структурному этажу, что является важной инженерно-геологической характеристикой свойств комплексов горных пород.

Структурный этаж образуется совокупностью пород, соответствующей крупным этапам развития земной коры. Границы между структурными этажами, как правило, выражаются перерывом, угловым несогласием или принципиальным изменением структурного плана. Крупные структурные этажи во времени соответствуют главнейшим циклам складчатости — каледонскому, герцинскому, киммерийскому и альпийскому.

Структурным ярусом называют структурный этаж, ограниченный в своем распространении отдельной структурно-фациальной зоной, т. е. участком земной коры с определенным режимом тектонического развития и типичными особенностями осадкооброзования.

Гидрогеологические особенности

Гидрогеологические особенности весьма объемное понятие. Оно включает: гидрогеологическую структуру геосистемы, определяемую пространственными отношениями водосодержащих слоев пород и относительных водоупоров; гидродинамические свойства геосистемы, условия питания, движения и разгрузки подземных вод; коллекторные свойства пород, их водопроницаемость; химический состав, температуру, агрессивность подземных вод и др.

При изучении гидрогеологических особенностей испльзуют ряд важных понятий и терминов.

Водоносный пласт — это обводненная осадочная порода однородного петрографического состава, генезиса и возраста, сравнительно ограниченной мощности и значительного площадного распространения. Водоносный пропласток — это водоносный пласт малой мощности и незначительного площадного распространения.

Водоносная линза — то же, что и водоносный пласт, но линзообразной формы и, сравнительно ограниченный по площади распространения.

Водоносный горизонт — обводненная пачка осадочных или вулканогенных пород однородного, или разнородного петрографического состава, генезиса и возраста, с различной водопроницаемою и с единой пьезометрической поверхностью, ограниченная снизу и сверху регионально выдержанными водоупорами.

Водоносный комплекс — обводненная толща осадочных или вулканогенных пород разнородного петрографического состава, генезиса и возраста с различной водопроницаемостью, с единой или разной пьезометрической поверхностью, не не имеющая снизу четко выраженного регионального водоупора и местных водоупоров для выделения в ней водоносных горизонтов

Воды спорадического распространения представляют собой скопление подземных вод в гидравлически разобщенных линзах и пропластках, залегающих на различной глубине и находящихся внутри осадочной водопроницаемой или слабопроницаемой толщи.

Таблица 2.10. Особенности эндогенных режимов материков (по В. В. Белоусову)

Класс режимов

Режим

Стадия развития

Преобладающие осадочные формации

Примеры

Геосинкли-нальный

Эвгеосин-клинальный

Офиолитовая

Нижнетерригенная и глубоководная, крем-нистая (яшмовая)

Саяны в раннем палеозое. Восточный склон Урала в раннем и среднем палеозое; Альпы J и К.

Инверсионная

Верхнетерригенная (флишевая, каустобио-литовая)

Саяны, Северный Тянь-Шань S; восточный склон Урала С; Альпы Pg

Миогеосинк-линальный

Компенсирован-ного прогибания

Нижнетерригенная (ас-пидная, сменеяющаяся мелководной, извест-няковой)

Большой Кавказ Mz; за-падный склон Урала Pz1-2 Балхашская зона в Цент-ральном Казахстане в сренем Pz

Инверсионная

Верхнетерригенная (флишевая)

Большой Кавказ Pg3; за-падный склон Урала С2

Парагеосин-клинальный

-

Песчано-глинистая (нижнетерригенная), сменяющаяся известня-ковой, выше – верхне-терригенная

Донбасс; Дагестан

Средних массивов

-

Песчано-глинистая и известняковая

Армянский массив в Закавказье

Орогенный

Эпигеосин-клинальный Эпиплатфор-менный

-

-

Молассовая и лагунная

Молассовая и лагунная

Альпы; Кавказ

Тянь-Шань; Алтай; Саяны; Кунь-Лунь

Рифовый

-

Молассовая и лагунная

Байкальский рифт

Платформен-ный

Древних платформ

Общая последователь-ность снизу вверх:

а) нижнетерригенная

б) известняковая

в) верхнетерригенная

г) молассовая и лагуная

Восточно-Европейская и Сибирская платформы

Молодой платформы

Общая последователь-ность формаций та же, что на древних плат-формах

Урало-Сибирская эпигерцинская платформа, Западно-Европейская эпи-герцинская и эпикаледонская платформы

Магматичес-кой активизации платфором

Платобазаль-товый

Тунгусская синеклиза

Центральных интрузий и трубок взрыва

Кольский полуостров на Балтийском щите; Анабарский Щит

Окраинных материков

Атлантичес-кий

Песчано-глинистая, лагунная

Восточная окраина Се-верной и Южной Америки; сев. окр. Евразии

Тихоокеанс-кий

Песчано-глинистая

Зона остр. дуг восточной    и юго-восточной Азии  

В предгорных впадинах, в синеклизах платформ и в крупных межгорных впадинах почти всегда имеется не один, а несколько водоносных горизонтов, которые можно объединить водонапорную систему (по А. М. Овчинникову).
Под этой системой следует понимать группу смежных выше и ниже залегающих водоносных горизонтов и комплексов, находящихся в пределах крупной единицы стратиграфической шкалы и приуроченных к отрицательной геологической структуре.

Выделять водонапорные системы среди высокометаморфизованных и изверженных пород не следует, так как встречающиеся среди них грунтовые воды зоны открытой трещиноватости не являются напорными, а воды глубоких тектонических трещин имеют локальное распространение и гидравлически изолированы.

Грунтовые воды — это подземные воды, образующие одну из самих верхних гидрогеологических зон. На формирование грунтовых вод влияют непосредственно: атмосфера, поверхностные воды, климат, почвенный и растительный покров, рельеф, состав водовмещающих пород и пород зоны аэрации.

Ф. П. Саваренский называет грунтовыми воды, находящиеся в первом от поверхности водопроницаемом слое и подстилающиеся первым  водоупорным горизонтом.

Горизонт грунтовых вод — первый от поверхности земли постоянный во времени, регионально выдержанный водоносный горизонт, имеющий единую (или общую) гидравлическую поверхность, давление на которой, как правило, равно атмосферному. Верховодкой (по Ф. П. Саваренскому) обычно называют ближайшие к поверхности грунтовые воды, развитые на небольших площадях и непостоянные во времени.

Систематика подземных вод распространяется на следующие типы территории.

I. Для районов распространения осадочных, метаморфизованных или слабо метаморфизованных и частично вулканогенных пород: 1) верховодка, имеющая практическое значение и более или менее широкое распространение; 2) болотные воды и воды обводненных торфяников; 3) грунтовые воды ледниковых отложений (основной песчаной морены, надморенные, зандров, озов, конечноморенных образований — собственно конечных морен, кам, друмлинов и т. п.); 4) грунтовые воды речных, озерных и морских отложений (современных и древних аллювиальных образований и надпойменных террас, погребенных долин, современных и древних озерных отложений, современных и древних морских прибрежных осадков, песчаных островов, пролювиальных отложений и образований предгорных шлейфов); 5) грунтовые воды (лёссов и лёссовидных суглинков, бугристо-грядовых песков и песчаных массивов, дюн и барханов); 6) линзы пресных вод — подлиманные, подтакырные, низкогорных и предгорных равнин, подпесчаные, песчаных пустынь; 7) грунтовые воды дочетвертичных отложений, подразделяющиеся по возрасту водовмещающих пород; 8) воды спорадического распространения; 9) артезианские водоносные горизонты, подразделяющиеся по возрасту водовмещающих пород и (если это нужно) по признаку литолого-гидродинамической неоднородности (водоносных подгоризонтов, однородных, условно однородных и неоднородных водоносных горизонтов, в двух, трех и более артезианских водоносных горизонтах с указанием для всех водоносных горизонтов условий их дренирования — поверхностное, подземное и смешанное — и условий распространения — неограниченные, литологически или стратиграфически выклинивающиеся, замкнутые, подземного распространения); 10) водоносные комплексы, подразделяющиеся по возрасту водовмещающих пород, с указанием так же, как и для водоносных горизонтов, условий дренирования и ограниченности или неограниченности их распространения по падению слоев; 11) карстовые воды (регионального и локального распространения, карстовые реки и озера): 12) воды зон тектонических разломов; 13) воды лавовых потоков.

II. Для районов распространения изверженных и осадочных сильно метаморфизованных пород: 14) воды регионального распространения (грунтовые соды зоны открытой трещиноватости с подразделением их по петрографическому составу, генезису и возрасту водовмещающих пород, воды водоносных серий и свит с подразделением вод по возрасту и генезису водовмещающих пород, напорные воды погребенных зон открытой трещиноватости, воды элювия (дресвы) изверженных сильно метаморфизованных пород, напорные воды кристаллического фундамента); 15) воды локального распространения (воды зон тектонических разломов, воды глубоких открытых и закрытых трещин, т. е. выходящих и не выходящих на земную поверхность; воды контактов метаморфизованных пород с интрузивными телами, в том числе с дайками и жилами; воды стратиграфически несогласных контактов).

III. Для районов развития многолетнемерзлых пород: 16) воды регионального распространения (верховодка, имеющая практическое значение и более или менее широкое распространение — сезонных и временных таликов, надмерзлотные — грунтовые — воды с переменным годовым и фазовым режимом, подразделяющиеся по возрасту и генезису водовмещающих пород, постоянные грунтовые надмерзлотные воды, подразделяющиеся по возрасту и генезису водовмещающих пород, различные виды подмерзлотных вод); 17) воды локального распространения (воды многолетних и сезонных замкнутых таликов вдоль рек, надмерзлотные многолетние подрусловые воды вдоль мелких рек, подрусловые многолетние воды вдоль крупных рек, часто соединяющиеся с подмерзлотными водами, воды надпойменных террас крупных рек, воды конусов выноса, горных осыпей и обвалов, воды отложений морских побережий, воды несквозных и сквозных таликов, подразделяющиеся на речные и озерные, межмерзлотные термокарстовые воды спорадического распространения, межмерзлотные воды — при ярусном строении многолетнемерзлых и талых пород — напорные, спорадического распространения и подрусловые).

Оценка качества воды по отношению к бетону производится по нормам и техническим условиям.

Для приготовления гидротехнического бетона выбирают цемент, по отношению к которому данная вода как среда не является агрессивной по всем установленным признакам агрессивности. Если вода признается агрессивной по отношению к выбранному цементу, хотя бы по одному признаку, то водостойкость бетона должна быть обеспечена специальными мероприятиями: гидроизоляцией, применением защитных оболочек, снижением степени агрессивности воды, дренажем. При отборе проб воды для определения агрессивности должны быть обеспечены условия, позволяющие получить правильные результаты определения свободной углекислоты, гидрокарбонатной щелочности, pH.
Гидрогеологическое районирование. 

Согласно этому районированию выделяются 1) гидрогеологические области платформ — системы бассейнов различного типа и размера с преобладающим распространением артезианских бассейнов; 2) гидрогеологические складчатые области — преобладающим распространением бассейнов трещинных и трещинно-пластовых вод. Артезианские бассейны преобладающего распространения пластовых подземных вод. Бассейны трещинных вод – бассейны преобладающего распространения трещинных, трещинно-жильных и карстовых вод. Бассейны трещинно-пластовых и пластово-трещинных вод – это промежуточные бассейны между двумя вышеназванными крайними типами бассейнов. Супербассейны – наложенные бассейны вулканогенных структур. Вулканогенные структуры могут быть наложены на артезианские бассейны и бассейны трещинных вод.  

Геологические и инженерно-геологические процессы

Одну из групп сведений о компонентах инженерно-геологических условий составляют данные о геологических процессах.

Разработана классификация геологических процессов (Сергеев, 1982), которая связывает горные породы и протекающие в них процессы. За основу классификации массивов как среды, где протекают определенные геологические процессы, приняты прогнозные особенности их вещественного состава.

Классификация процессов в инженерной геологии и связанных с ними явлений:

  1.  Эндогенные процессы вызывают явления:

А) природные: орогенные и эпейрогенические движения земной коры, сейсмические явления и вулканизм

Б) антропогенные сейсмические явления вызываются взрывами: опускание земной поверхности при добыче полезных ископаемых, откачке подземных вод.

II Экзогенные природные и вызванные деятельностью человека.

А) климатического характера

   1) выветривание

   2) криогенные и посткриогенные: морозобойное растрескивание

   3) эоловые: перевевание коренных пород

Б) водного характера

   1) растворение: у карбонатных, сульфатных и галоидных пород

   2) суффозионные процессы

   3) размывание: абразия, речная и линейная эрозия, оврагообразование

   4) заболачивание

В) гравитационные (склоновые)

 Обвалы, осыпи, оползни, салифлюкция. Антропогеновая деятельность может вызвать усиление тех или иных процессов.

Сложность инженерно-геологических условий (по Г. К. Бондарину)

Оценка сложности инженерно-геологических условий (ИГУ) некоторой области геологической среды в пределах определенной территории заключается в установлении ее категории. По степени сложности выделяют три категории инженерно-геологических условий – I, II и  III (реже при строительстве подземных сооружений устанавливается две категории). Классификация Госстроя:

 I. Однообразные осадочные породы. Простая стратиграфия. Маркирующие горизонты хорошо выражены. Залегание пластов горизонтальное или очень пологое, моноклинальное. Формы рельефа не сложные, хорошо прослеживаемые. Подземные воды однородного химического состава приурочены к пластам однородных пород. Резкое проявление геологических процессов отсутствует.

 II. 1. Однообразные осадочные породы со слабо выраженными маркирующими горизонтами. Эффузивные и интрузивные породы ограниченного распространения. Взаимоотношения между осадочными и изверженными породами простые. Залегание пластов горизонтальное, моноклинальное или в виде простых пологих складчатых структур. Формы рельефа эрозионно-аккумулятивные с многочисленными  или неясно выраженными террасами. Резкое проявление геологических процессов отсутствует.

   2. Районы  I категории, но широким развитием геологических явлений, влияющих на инженерно-геологические условия местности, или с широким развитием пород, отличающейся низкой несущей способностью или с невыдержанными (ни по простиранию, ни по мощности) водоносными горизонтами неоднородным химическим составом вод.

 III. 1. Комплекс разнообразных пород сложного литологического состава. Метаморфические, эффузивные, интрузивные породы. Развиты складчатые и разрывные нарушения. Преобладают горные и предгорные формы рельефа. Различные типы подземных вод со сложными условиями залегания.

  2. Районы II категории со сложной труднокартируемой тектоникой или широким развитием физико-геологических явлений, влияющих на инженерно-геологические условия местности.

     При проведении инженерно-геологических исследований объем работ определяется  категорией сложности  инженерно-геологических условий.

             Природные факторы Беларуси.

Рельеф территории Беларуси (как и другие природные факторы) определяется ее положением на западе обширной Восточно-Европейской равнины. Рельеф территории плосковолнистый, чередуется  слабовогнутыми низменностями с холмистыми возвышенностями. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 80 до 345 м., составляя в среднем 160-170 м. Расчлененность рельефа различна. Глубина вреза изменяется от 5-10 м. в пределах равнин и низменностей, до 30-40 м. и более на возвышенностях, достигая максимума на участках моренных гряд. Степень денудационных изменений, морфологические особенности и возраст рельефа в направлении с севера на юг.

В целом, 60% территории республики занимают  равнинно-низменные пространства, 10% - повышенные платообразные равнины и 30% - возвышенности. Большинство возвышенностей расположено в центральной и северо-западной частях страны. На севере возвышенности расчленены сетью глубоких и узких речных долин или обширными озерными котловинами.

В центральной части республики в пределах платообразных равнин долины рек в значительной степени ослажнены овражно-балочной сетью.

На юге, в Полесье, распространена обширная низменность в виде плоской заболоченной ложбины, слабо наклоненной с запада на восток.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ:

АККУМУЛЯТИВНЫЕ И ЭРОЗИОННО-АККУМУЛЯТИВНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ РЕЛЬЕФА

1 - грядово-холмистые краевые ледниковые образования поозерского оледенения; 2 - грядово-холмистые и холмисто-увалистые краевые ледниковые образования сожского оледенения; 3 - холмисто-увалистые и увалистые краевые ледниковые образования днепровского оледенения;

  1.  - холмистые и волнистые моренные равнины поозерского оледенения; 5- увалистые и пологоволнистые моренные равнины сожского оледенения; 6 -  пологоволнистые  моренные равнины  днепровскою оледенения; 7 - мелкохолмистые и пологоволнистые флювиогляциальные равнины и низины поозерского оледенения;    8 - волнистые и пологоволнистые флювиогляциальные    равнины    и    низины    сожского    оледенения; 9 - пологоволнистые флювиогляциальные равнины и низины днепровского оледенения; 10 - плоские и пологоволнистые ледниково-озерные равнины и низины поозерского оледенения;   11 - холмисто-западинные камовые массивы поозерского оледенения;    12 - холмисто-западинные камовые
    массивы сожского оледенения; 13 - плоские озерно-алювиальные низины
    поозерского возраста; 14 - аллювиальные низины и долины рек поозерско-голоценового возраста; 15 - заболоченные поверхности; 16 - поверхности, перекрытые лессовидными отложениями

ФОРМЫ РЕЛЬЕФА

17 - краевые ледниковые гряды;    18 -    камы;    19 - озы;    20 флювиогляциальные дельты; 21 - эоловые холмы и гряды; 22- овраги, балки; 23 - абразионные уступы; 24 - древние долины; 25 - котловины озер, водохранилищ

ГРАНИЦЫ ОЛЕДЕНЕНИЙ

26 - поозерского; 27 – сожского

Геоморфология в Беларуси.

Современная земная поверхность сформирована в результате аккумулятивной деятельности материковых ледников, неоднородно формирующихся на территории Белоруссии в антропогене с последующей денудацией ледниковых форм. По геоморфологическим признакам территория Белоруссия подразделяется на четыре области: Белорусского Поозерья, Центральнобелорусских краевых ледниковых возвышенностей и гряд,    Предполесья в Полесской низменности.

Поозерье расположено в северной части республики в пределах границ валдайского    оледенения.    Для него характерен относительно молодой ледниковый рельеф,    хорошая    выраженность    аккумулятивных форм,  множество озер,    бессточных котловин,    ложбин стока.    Здесь существуют благоприятные условия для формирования    поверхностного стока и затруднено питание грунтовых вод из-за преобладания в зоне аэрации слабопроницаемых супесчаных грунтов.  Широкое распространение имеют болота верхового и переходного типов.

Центрально-Белорусская возвышенность характеризуется наличием значительных    краевых ледниковых образований сожского ледникового покрова.    Преобладает грядо-холмистый денудационный рельеф с выположенными вершинами    и    глубоким эрозионным расчленением.    На краевых образованиях часто залегают лессовидные породы. Озерные и другие замкнутые котловины встречаются редко. Реки имеют хорошо оформленные долины. Наряду с низинными распространены переходные и верховые болота.

Область Предполесья образует переходную орографическую    ступень между    центральной    частью    республики    и    Полесской низменстью.    Современный рельеф сформировался в основном в результате аккумулятивной,    экзарационной и дислоцирующей деятельности сожского и днепровского оледенений. Для этой области характерно широкое    распространение   зандровых   равнин и развитие денудированных краевых ледниковых образований,    особенно в западной части и лессовидных   отложений на востоке.    Озер мало.    Речные долины хорошо выработаны; в придолинных частях много оврагов и болот.

Полесская область    занимает   пониженную южную часть Белоруссии. Рельеф определяется широким   развитием   сильно    заболоченных аллювиальных, озерных,      озерно-аллювиальных    и   водно-ледниковых равнин. Повышенные участки краевых ледниковых образований, моренных и водно-ледниковых равнин  {за исключением Мозырской возвышенности) имеют ограниченное распространение. Речные долины широкие, поймы имеют значительные размеры. Болотные массивы в основном низинного типа, нередко соединяются между собой.

Геологические факторы территории РБ

Геологическое строение территории Беларуси обусловлено тем, что она располагается в западной части Восточно-Европейской платформы в области сочленения Белорусской и Воронежской антеклиз, Украинского щита, Балтийской и Московской синеклиз, Подлясско-Брестской, Оршанской и Волыно-Подольской впадин, Припятского и Днепровско-Донецкого прогибов, Латвийской, Полесской, Жлобинской и Брагинско-Лоевской седловин.

Современные структуры наиболее полно выделяются по кровле кристаллического фундамента, отчетливо отражающей все тектонические движения, которые произошли в течение платформенных этапов развития. Северо-западную часть Республики Беларусь занимает крупная 1) Белорусская антеклиза (300x200 км). 2) Северо-восточную часть Беларуси охватывает Оршанская впадина (300х200 км). Максимальная абсолютная глубина залегания фундамента установлена в Витебской мульде (до —1 700 м). 3) В южной части нашей страны находятся Брагинско-Лоевская седловина (100х30 км), Припят-
ский грабен (250х130 км) и Подлясско-Брестская впадина (140х130 км), разделенные Полесской седловиной (120x95 км). С Полесской седловины в
Припятский грабен почти на 100 км заходит узкий (15—25 км шириной) Микашевичско-Житковичский выступ, где породы фундамента местами выходят на дочетвертичную поверхность. Мощность осадочного чехла в Припятском грабене достигает 6 км, а в Брестской впадине — не более 1,7 км. Припятский грабен от Днепровско-Донецкого отделяется Брагинско-Лоевской седловиной с глубиной залегания фундамента 0,5—2,0 км, а от Оршанской впадины — Жлобинской седловиной (120х40 км) с глубиной залегания фундамента 600—900 м. К югу от Брестской впадины и Полесской седловины располагается Луковско-Ратновский горст (350х20 км), отделяющий Русскую плиту от Волынско-Азовской. На самый север Беларуси частично заходит обширная Латвийская седловина, а на восток — краевые части Гремячского и Суражского погребенных выступов Воронежской антеклизы, разделенные Клинцовским грабеном.

Геотектонические процессы, обусловившие развитие региона: сжатие и подъем, растяжение и прогибание земной коры, накопление определенных типов отложений, длительные перерывы в осадконакоплении на той или другой территории — определяют не только формирование крупных структур, но и региональную специализацию по инженерно-геологическим условиям, что было учтено при инженерно-геологическом районировании территории Беларуси.

На территории Беларуси развиты достаточно полные разрезы как протерозоя, так и фанерозоя, однако в пределах каждого крупного тектонического элемента (Белорусская антеклиза и ее прогребенные выступы, седловины, впадины и Припятский прогиб) мощность осадков и стратиграфического развития и их последующей геологической истории.

Осадочный чехол подразделяется на ряд структурных этажей, соответствующих крупным этапам геологической истории: байкальскому, каледонскому, герцинскому, киммерийско-альпийскому. Выделяются два мегакомплекса:

  1.  нижний мегакомплекс отложений, образующих кристаллический фундамент, сформировался в условиях существования отличающихся от современных. Тектонические процессы на рубеже архея и раннего протерозоя привели к дроблению древней протоплатформы с образованием линейно-вытянутых мобильных зон. Более позними движениями фундамент был разбит на отдельные блоки, смещенные по вертикали относительно друг друга;
  2.  верхний мегакомплекс отложений, образующий осадочный чехол платформы, представлен породами верхнего протерозоя и фанерозоя подразделяется на ряд структурных этажей: поздний протерозой – ранний кембрий; средний кембрий – ранний девон; средний  девон – ранний триас; средний триас – верхний плиоцен. Последний этап развития территории Беларуси сыграл значительную роль в формировании инженерно-геологических условий. В это время окончательно определился структурный план платформы.

В самостоятельный, наиболее важный для формирования инженерно-геологических условий, этаж может быть выделена самая верхняя часть осадочного чехла, отвечающая неотектоническому этапу развития и отличающаяся большим разнообразием строения, состава и свойств слагающих пород (средний плиоцен - голоцен), связанным с многократным континентальным оледенением.

Всего выделено не менее пяти оледенений, из них максимальное – днепровское (днепровская стадия припятского оледенения).

Строение толщ ледниковых отложений различного возраста следующее: в основании разреза залегают флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения времени наступания ледника, выше по разрезу следует донная морена и завершают разрез флювиогляциальные и озерно-ледниковые отложения времени отступания ледника.

Оледенение территории привело не только к образованию специфических генетических типов отложений (ледниковых, флювиогляциальных, озерно-ледниколвых, лессовых и др.), но и существенно изменило и свойства более древних пород, оказавшихся под статическим и динамическим воздействием ледника.

В течение голоцена продолжалось накопление многих других генетических типов отложений, характерных для условий умеренно-теплого гумидного климата: озерных, болотных, аллювиальных, элювиальных, делювиальных и др., которые формируют специфические инженерно-геологические условия.

Процессы формирования  инженерно-геологических условий протекают в настоящее время при образовании торфяников, делювия, овражно-балочных, аллювиальных и озерных отложений.

Гидрогеологические условия определяются гидрогеологическим районированием территории Беларуси и связаны в первую очередь с глубиной залегания и режимом уровня грунтовых вод.

Геологические процессы на территории РБ связаны с развитием всех основных видов эрозии, проявлением оползней, карста, суффозии, заболачивания. Среди эндогенных процессов выделяются современные вертикальные движения поверхности земли и единичные землетрясения, просадка земной поверхности.

Сельскохозяйственное освоение земель привело к резкой активизации плоскостного смыва и оврагообразования. Линейная эрозия развита на площади около 14000 кв.км. Площадь эродированных и подвержены эрозии земель превышает 4 млн. га, с них ежегодно сносится около 30 млн. тонн гумусированных почвогрунтов.

Нарушение земной поверхности происходит также в результате суффозии и карста. Общая площадь суффозионного рельефа превышает 1200 кв. км. Карстовые процессы развиты на востоке Беларуси и в ее юго-западной части. Формами из проявления являются котловины и западины.

Широко развиты эоловые процессы. Они обуславливают ветровую эрозию почв, заметную во время пыльных бурь. Пыльные бури характерны для Полесья.

Рис 2.2. Схема тектонического районирования территории Беларуси ( составили Р. Г. Горецкий, Р. Е. Айзберг, А. М. Синичка)

Основные структурообразующие разломы: 1 – проникающие в осадочный чехол; (цифры в кружках: 1 – Южно-Припятский; 2 – Северо-Припятский; 3 – Лоевский; 4 – Микашевичско-Жидковичский; 5 – Северо-Ратновский; 6 – Южно-Ратновский; 7 – Свислочский; 8 – Налибокский; 9 – Ошмянский; 10 – Смоленский; 11 – Суражский; 12 – Новозыбковский); 2 – не проникающие в осадочный чехол (цифры в кружках: 13 – Выжевско-Минский; 14 – Барановичско-Молодечненский; 15 – Стоходско-Могилевский; 16 – Пержанско-Симоновичский; 17 – Чашникский; 18 – Оршанский). Границы: 3 – основных структур первого порядка; 4 – структур второго порядка.  


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69134. Полевые транзисторы. Их основные параметры и характеристики 44.5 KB
  Различают три основных разновидности транзисторов: Полевой транзистор с управляемым pnпереходом: з затвор с – сток и исток Входная характеристика: Выходная характеристика: МДП-транзисторы металл диэлектрик полупроводник транзисторы с встроенным каналом:...
69135. Транзисторы нового поколения: MOSFET, IGBT, SET 66 KB
  МДП-транзисторы металл диэлектрик полупроводник P=I2 R чем меньше сопротивление канала тем больше потери. Вольтамперные характеристики этих транзисторов близки к характеристикам полевых транзисторов: Входная характеристика...
69136. Тиристоры. Основные параметры и характеристики 41.5 KB
  Включает в себя положительную обратную связь Обратная связь – технологический прием позволяющий передать часть полезного сигнала с выхода устройства на его вход. Различают: положительную обратную связь; отрицательную обратную связь; Положительная обратная связь передает часть...
69137. Датчики и средства индикации. Принцип работы. Основные параметры и характеристики 68 KB
  Основные параметры и характеристики Датчики строятся на базе полупроводниковых приборов и их свойств изменять токи или напряжения в зависимости от их параметров. ТКЕ = 23 мв 0С Такие датчики могут работать от 40 0С до 85 0С G проводимость Простейшие датчики: тока и напряжения.
69138. Аналоговая схемотехника 76 KB
  Аналоговая схемотехника Различают: линейный и нелинейный сигналы. Линейный сигнал синус: Данный сигнал несет информацию по двум параметрам: амплитуда w круговая частота где; От частоты зависит тембр звуки. К импульсным нелинейным сигналам относится...
69139. Усилители 43.5 KB
  Усилитель устройство электронная схема предназначенное для преобразования энергии источника питания в полезный сигнал отдаваемый в нагрузку. УНЧ усилитель низких частот состоит из каскада предварительного усиления и усилителя мощности.
69140. Усилитель постоянного тока 60.5 KB
  Для дифференциального каскада различают два сигнала: дифференциальный полезный который нужно усилить; синфазный сигнал сигнал ошибки. Kuд коэффициент усиления дифференциального сигнала Kuд 1 Kuсф коэффициент ослабления синфазного сигнала Kuд 1 ООС вводится для стабилизации работы.
69141. Операционные усилители. Основные параметры операционного усилителя 50.5 KB
  Используются для усиления постоянного и переменного сигнала как инвертор или повторитель сигнала а также как часть более сложного устройства источник тока источник напряжения и т. fгр граничная частота работы ОУ некритический параметр...
69142. Генераторы гармонических колебаний 73 KB
  Генераторы гармонических колебаний Выдают синус на выходе. Генераторы делятся на: генераторы с внешним возбуждением; генераторы с самовозбуждением. Генераторы строятся на базе усилителя и ПОС.