Реферат: Понятие и основные направления деятельности инженерной геологии

8,8

7,3

4,4

28,2

Вопросы формирования лессовых пород.

Лессовые породы принято рассматривать как «единый самостоятельный литологический тип континентальных отложений, возникающих при определенных условиях диагенетических изменений рыхлых осадков в климатических условиях недостаточного увлажнения, развития степной растительности, фауны и т. д.»

В едином процессе литогенеза различается несколько стадий, каждая из которых характеризуется действием совокупности гео-химических и физико-механических факторов. Согласно современным представлениям выделяют два этапа – аккумуляция осадков и литификация его.

Накопление мелкозема – результат динамического взаимодействия двух главных рельефообразующих сил – тектонических движений земной коры и денудации. Относительно высокие подвижность земной коры и расчлененность рельефа в среднем плейстоцене не позволяли накапливаться мощным покровам мелкозема. Лессовые породы нижнего горизонта занимают незначительные площади по долинам рек, где мощность их покровов обычно достигает 10 м и более. К познечетвертичному времени возросла роль аккумуляции. Накопления рыхлого материала охватили значительные районы и привели к образованию плащеобразных покровов, которые спускаются до террасовых уровней высотой 10-12 м. Но постоянные положительные движения мощности верхнего яруса лессовых отложений редко достигают 10 м.

Общий характер накопления материала следующий: источник сноса, основные пути переноса, области сидементации – в значительной степени оставались без существенных изменений в каждом отрезке геологического времени. Диагенетические изменения осадков начинаются уже в период накопления. Поскольку мелкозем залегает с поверхности, он подвергается в первую очередь воздействию почвообразовательных процессов, которые с геологической т очки зрения рассматриваются как диагенетические, а почва – как первая стадия преобразования материала при литификации. Степень выраженности лессовых признаков и свойств у эолово-делювиальных, делювиальных, аллювиальных, озерно-аллювиальных и элювиальных образований проявляется по-разному, что определяется способом и условиями накопления осадков.

При оценке формирования лессовых пород, как любых глинистых пород (по В. А. Приклонскому), необходимо различать прогрессивное и регрессивное направление литификации, поэтому почвообразовательные процессы носят двойственный характер. В условиях осадконакопления они имеют диагенетическое значение при положительном развитии литификации. В областях денудации почвообразовательные процессы выражают регрессивное направление литификации, активно участвуя в образовании элювия.

В общем непрерывном процессе можно наметить несколько стадий. С первой раннего диагенеза (по Н.М. Страхову), связано оформление гранулометрического и менерального составов, заложение структурных связей. Оно протекает в степных и лесостепных зонах достаточно сухого климата и связано с развитием черноземных и луго-черноземных почв. Среди них преобладают карбонатные и солонцеватые разновидности с характерной нейтральной и слабощелочной средой (pH=7,0-7,3). В результате действия биогенных процессов происходит изменение дисперсности насосов за счет склеивания терригенных частиц при дегидратации почвенными коллоидами и цементацией слоями.

Осадконакопление лессовых пород протекало в условиях сухого, холодного климата ледниковых эпох, преобладали склоновый и русловый смыв. Главными диагенетическими процессами являются биохимические процессы при почвообразовании на ранней стадии, физико-химические и физико-механические на поздней стадии диагенеза. Единообразие протекающих изменений создает общность состава, структуры и свойств пород. Степень выраженности лессовых признаков связана со способом и условиями накопления осадков. Свойства лессовидных суглинков в меньшей мере зависят от состава, а в большей – от состояния и прочности структурных связей.

Физические и водные свойства.

Физические и водные свойства лессовых пород тесно связаны с их происхождением, составом и структурой во всех рассматриваемых регионах. Пределы изменения плотности составляют чаще 2,70-2,73 г/см3 (с колебаниями от 2,64 до 2,84 г/см3), при чем более высокие значения отмечены в районе Иркутского амфитеатра ввиду отсутствия там примесей, снижающих величину плотности. Плотность сухого грунта в нижнем горизонте на 0,1-0,3 г/см3 выше, чем в верхнем. Верхнеплейстоценовые лессовые породы характеризуются пористостью 0,41-0,48 (Кузнецкая котловина), 0,41-0,53 (Горьковское Поволжье), 0,45-0,55 (Иркутский амфитеатр). Элювиальные и Элювиально-делювиальные образования имеют пористость в пределах 0,42-0,53. Отложения нижнего горизонта отличаются более низкой пористостью, что обусловлено особенностями их формирования. Пластичность определяется влиянием отдельных факторов. На нее существенное влияние оказывает минеральный состав глинистой фракции. Элювиально-делювиальные разности гидрослюдистого состава имеют число пластичности до 0,10-0,12, а гидрослюдисто-монтмориллонитового – 0,12-0,14 и выше. Консистенция лессовых образований преимущественно твердая, а на участках с повышенным увлажнением – пластичная. Набухание для лессовых разностей не является характерным. Исключение составляют суглинки, содержащие монтмориллониты, которые обладают слабой набухаемостью. В целом при природной влажности преобладают слабо- и среднесжимаемые породы, а при насыщении водой – сильносжимаемые. В водонасыщенном состоянии величина коэффициента увеличивается для делювиальных пород на 0,08 1/МПА, аллювиальных – на 0,11 1/МПА, элювиальных – на 0,13 1/МПА. Следует отметить, что при значениях W до 0,13-0,15 лессовые породы сжимаются слабо, а при превышении указанных величин уплотнение их резко возрастает. Отложения одних и тех же генетических типов характеризуются одинаковыми особенностями сжимаемости и идентичным влиянием различных факторов на сжимаемость как в качественном, так и в количественном отношении. Прочностные свойства лессовых пород для одновозрастных горизонтов и генетических типов характеризуются значительным сходством. В связи с этим в районе Иркутского амфитеатра наблюдается некоторое снижение сопротивления сдвигу в отложениях верхней части разреза и на участках с повышенным увлажнением.

Анализ факторов влияющих на просадочность.

Факторы, оказывающие влияние на просадочность, можно свести в несколько групп:

· геологические,

· гидрогеологические,

· литологопетрографические,

· физические свойства.

Существенное влияние на просадочность оказывают процессы деградации, их направленность и интенсивность. Они приводят к частичному или полному исчезновения просадочных свойств. Наиболее интенсивно деградация проявляется на участках с повышенной инфильтрацией атмосферных осадков и техногенных вод, а также на подтапливаемых территориях.

Данные процессы протекают стадийно и могут накладываться друг на друга, имеют четкую зональность в пространстве. Причем изменяется не только просадочность, но и многие показатели состава, физико-механических свойств, т. е. отмечается комплексное изменение основных особенностей породы как таковой.

Изменение состава и относительной просадочности при деградации

Стадия деградации	Изменение гранулометрического состава	Изменение минералогического состава	Изменение структуры	Изменение относительной просадочности
Ранняя	Незначительное	незначительное	незначительное	Уменьшение на 0,01-0,02
Средняя	Частичное разрушение водонеустойчивых агрегатов, увеличение содержания глинистой фракции	Частичное выщелачивание карбонатов, процессы частичной миграции монтмориллолита, частичное разрушение гидрослюды и каолинита	Частичное нарушение структурных связей	Достигает значений не более 0,01-0,02
Завершающая	Значительное разрушение водонеустойчивых агрегатов, значительное увеличение глинистой фракции	Полное выщелачивание карбонатов миграция монтмориллолита, существенный переход гидрослюды и каолинита в другие глинистые минералы	Значительное нарушение структурных связей; частичное формирование новых структур	<0,01