Экзогенные геологические процессы

Содержание.

1. Понятие процесса 3

2. Географическое положение или территориальная

приуроченность 9

3. Условия и причины ЭГП 9

4. Методы инженерно-геологических исследований и

методы прогноза ЭГП 11

5. Меры борьбы с ЭГП 15

1. Понятие процесса

Каменные осыпи и обвалы образуются в горах в результате разрушения скальных массивов и чаще всего в условиях сурового климата. Каменные осыпи (курумы, каменные потоки, каменные реки) – скопления камней на склонах, занимающие площадь нередко в несколько квадратных километров и гектаров (Коломенский Н.Б.). Они медленно спускаются вниз, осложняя строительство как на склонах, так и подножья. Каменные обвалы представляют собой обрушение со склонов каменных масс (Коломенский Н.Б.). Они разнообразны по размерам, составу, частоте, повторяемости. Обвалы возникают как на естественных, так и на искусственных склонах (в выемках).

На участке расположения каждой осыпи выделяются следующие характерные элементы (Рис. 1): области питания, транспортировки и отложения осыпи.

Рис.1.

Продольный разрез каменной осыпи.

На рисунке изображено:

а) коренная порода б) осыпь переходящая внизу в россыпь

1) область питания 2) область транспортировки 3) область накопления.

В области питания обычно находятся разрушающиеся трещиноватые утесы, от которых время от времени отделяются обломки различных размеров. Чем круче склон и менее трещиноват массив, тем крупнее обломки. От петрографического состава породы, пространственного соотношения систем трещин и плоскостей напластования зависит форма обломков. Граниты и другие массивные породы дают кубовидные, матрацевидные глыбы с размерами от нескольких метров до десятков сантиметров. Эффузивы, сланцы, мелкослоистые породы дают плитчатую осыпь с размерами обломков в десятки сантиметров. Разрушающиеся утесы располагаются чаще всего в вершине склона, но нередко и по всему склону. Часты случаи, когда в области питания разрушаются не отдельные утесы, а весь склон в целом.

Наблюдаются следующие формы движения осыпи:

1. перекатывание отдельных обломков совершается на сравнительно небольшие расстояния – не более нескольких метров, так как даже движение обломков, скатывающихся из области питания, быстро замедляется при достижении ими поверхности осыпи;

2. соскальзывание группы обломков на площади в несколько квадратных метров с быстрым продвижением их вниз по склону на несколько метров;

3. постепенное скольжение вниз по склону всей массы осыпи;

4. смешанное (комбинированное), послойное движение;

5. быстрое соскальзывание массива осыпи (осов, иногда обвал).

В плане осыпи имеют одну из следующих форм: (Рис. 2)

1. узкая, слегка расширяющаяся к низу «река» (поток, курум), изгибающаяся, ветвящаяся, сливающаяся с соседними. Она спускается от отдельного утеса, часто по желобу. Ширина ее от десятков до сотен метров. В поперечном разрезе осыпь слегка выпуклая;

2. быстро расширяющийся книзу треугольник с сильно выпуклой конической поверхностью. Вершина приурочена обычно к желобу на склоне; внизу соседние осыпи сливаются. Ширина и протяженность конусов – десятки и сотни метров;

3. широкий шлейф, равномерно покрывающий ровный склон;

4. округлое или неправильной формы пятно на склоне, не имеющее заметной области питания.

Рис. 2.

Форма осыпей в плане.

а) узкая расширяющаяся книзу «река» б) быстро расширяющаяся книзу «треугольник» в) широкий шлейф г) округлое пятно д) вершина склона е) подножье склона

По своему механическому составу и сложению осыпи разнообразны, выделяются следующие основные типы:

1. Крупноглыбовые осыпи со свободными промежутками; размер обломков от нескольких метров до десятков сантиметров; величина скважности этих образований достигает 30-40% (Рис. 3).

Рис. 3.

Каменная осыпь с крупными кубовидными глыбами

2. Крупноглыбовые осыпи с мелкозернистым заполнением промежутков. По сравнению с первым типом они более устойчивы на склонах в сухом состоянии и менее – во влажном.

3. Плитчатые со свободными промежутками.

4. Плитчатые с мелкоземистым заполнителем. Влияние степени их увлажнения такое же, как и во втором типе.

5. Щебнисто-хрящевые. Глинистые частицы в хрящевом заполнителе почти отсутствуют, что придает осыпи известную устойчивость.

6. Слоистые. В подвешенном слое они имеют мелкоземистый заполнитель, близ дневной поверхности – свободные промежутки. Эта особенность их сложения обусловливает комбинированную послойную форму движения. Этот тип осыпей имеет наибольшее распространение. В тех случаях, когда нижний горизонт таких осыпей скован вечной мерзлотой, он плотно скреплен с подстилающей породой и на таких осыпях наблюдается лишь перекатывание отдельных обломков.

7. Скрепленные известковистым травертином; отличаются высокой степенью устойчивости на склонах (например, масандровские отложения Южного берега Крыма).

8. Рассеянные осыпи. Глыбы не соприкасаются друг с другом; они залегают не только на обнаженных склонах, но и на задернованных, где частично погружены в мелкоземистый делювий.

Механический состав осыпей неравномерен не только в вертикальном разрезе, но и по площади. Книзу склона увеличивается крупность обломков (что связано с большей дальностью перекатывания наиболее крупных из них); в нижней и боковой частях осыпи в первую очередь начинается накопление мелкозема. Заметим, что заполнение осыпи мелкоземом более всего зависит от петрографического состава пород обломков, их выветриваемости и крутизны склона.

Мощность осыпей разнообразна. Она зависит от их положения в рельефе, от крутизны склона и других причин. Обычно на склонах она составляет несколько метров и увеличивается к подножью. Осыпи, накопившиеся у подножий в виде крупных конусов, имеют мощности до десятков метров.

Обвалами называют и обрушение нескольких небольших камней с откоса железнодорожной выемки, и гигантские природные катастрофы, меняющие лик окружающих участков земной коры. Крупные горные обвалы редки, но следы их сохраняются долго.

Более часто повторяются сравнительно мелкие обвалы, происходящие на естественных склонах и искусственных откосах выемок горных железнодорожных магистралей СНГ.

Источником материала для обвала могут быть: трещиноватые и выветрелые утесы, останцы; породы, слагающие сравнительно ровные, но крутые склоны; каменные осыпи, залегающие на чрезмерно крутых, а в особенности выпуклых склонах; древние морены горных ледников (валунники), отмытые от мелкозема и оказавшиеся в результате развития склона на чрезмерно крутых или выпуклых его участках.

Высоты, с которых падают обвалы, разнообразны. На естественных склонах они составляют обычно несколько десятков и даже сотен метров, на искусственных откосах – 25-30 метров.

Наблюдаются следующие формы движения обвалов: движение сравнительно большой и компактной массы обломков, которая то скользит по склону, то совершает «прыжки», постепенно теряя свою компактность; скачкообразное падение отдельных камней, при котором величина скачков и скорость полет книзу, как правило, увеличивается; прямое падение обломков (наблюдается очень редко).

2. Географическое положение или территориальная приуроченность

Осыпи известны в СНГ во всех горных районах. В Крыму и Карпатах их размеры и причиняемый ими вред невелики. В высокогорных районах Кавказа осыпи затрудняют строительство и эксплуатацию автодорог, вызывают разрушение выемок и насыпей, требуют создания дорогостоящих подпорных стенок. Осыпи осложняют промышленное строительство в ряде районов Кольского полуострова и Северного Урала. Гигантские по площади каменные осыпи – препятствие для транспортного строительства во многих районах Прибайкалья и Забайкалья. Осыпи широко распространены в Тянь-Шане, Алтае, Саянах, горах Якутии и Приморья.

Обвалы образуются практически во всех горных странах, особенно же частые и крупные обрушения происходят в областях молодых тектонических восходящих движений. Образуются обвалы на участках распространения любых скальных, а также наиболее прочных полускальных пород. Лишь легко размокающие породы обычно не дают обвалов.