Уникальность
Реферат на тему: Оседание поверхности Земли и неблагоприятные инженерно - геологические процессы в связи с водопонижением
Аа
55714 символов
Геология

Оседание поверхности Земли и неблагоприятные инженерно - геологические процессы в связи с водопонижением

Введение

Земная поверхность используется людьми и претерпевает изменения для их потребностей с исторических времен. Антропогенное действие на литосферу включает обработку почвенного покрова, строительство различных сооружений, добычу полезных ископаемых и многие другие виды деятельности. Это приводит к разрушению не только земной коры, но и деградации почв, уничтожению растительности и представителей животного мира, загрязнению окружающей среды.
Для добычи полезных ископаемых в литосфере сегодня образованы тысячи карьеров и скважин. Углубления и подземные полости нарушают равновесие в слоях горных пород. Следствием этого становится образование трещин, оползней, оседания поверхности и разрушением зданий на ней. Влияние строительства на поверхность наиболее ощутимо в крупных городах, где человек естественный рельеф. Естественные балки и овраги оказываются засыпанными, на других же участках происходит намывание песка под застройки. Скопление зданий давит на поверхность, уплотняет породы и приводит к ее опускания. В частности, под городом Мехико в Мексике участки опускаются до 30 см в год. Это значительно превышает размеры природных колебательных движений земной коры. Таким образом, неблагоприятные геологические процессы, включая оседание земной поверхности являются существенным фактором экологической опасности.
Впервые оценка сдвигов и деформаций поверхности Земли стала проводиться при отработке месторождений полезных ископаемых. В связи с ростом объемов промышленности и ростом городов вблизи источников сырья возникла необходимость в предварительной оценке возможного влияния горных работ на здания и сооружения. Особенно остро этот вопрос стоял в Западной Европе, где уже во второй половине 19 века проводились исследования сдвигов и деформаций поверхности Земли. На их основе были разработаны первые теории сдвижения горных пород и принципы защиты подрабатываемых зданий и сооружений. С развитием крупных городов возникла необходимость в усовершенствовании их транспортной инфраструктуры, которое подразумевало освоения подземного пространства. Методики оценки сдвигов и деформаций, применяемые в горной промышленности, были адаптированы для условий городского подземного строительства.
На современном этапе происходит интенсификация разных неблагоприятных геологических процессов, включая оседание. В связи с повсеместной урбанизацией, проблема устойчивости земной поверхности для инженерно-геологических сооружений является чрезвычайно актуальной.
Цель работы – исследование процесса оседания поверхности Земли и неблагоприятных инженерно-геологических процессов, связанных с водопонижением.
Достижение цели предполагает выполнение следующих задач:
Характеристика основных неблагоприятных геологических процессов, включая оседание земной поверхности;
Анализ природных и антропогенных факторов оседания;
Анализ пространственных закономерностей и особенностей процесса оседания;
Исследование методов и технологий борьбы с процессом оседания;
Анализ особенностей проведения строительных и реставрационных работ в сложных инженерно-геологических условиях.
Объект исследования – оседание поверхности Земли и неблагоприятные инженерно-геологические процессы, связанные с водопонижением.
Предмет исследования – факторы развития, методы борьбы, особенности и пространственные закономерности оседания поверхности Земли, а также неблагоприятных инженерно-геологических процессов, связанных с водопонижением.


РАЗДЕЛ 1
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. ОСЕДАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ И ДРУГИЕ НЕБЛАГОПРИЯТНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
1.1 Инженерно-геологические условия территорий

Изучение разных неблагоприятных геологических процессов тесно связано с необходимостью понимания инженерно-геологических условий территорий. Инженерно-геологические исследования дают инженерно-геологическую характеристику условий строительства того или иного сооружения. В этом случае под инженерно-геологическими условиями понимают такие геологические условия, от наличия или изменения которых зависят местоположение сооружения, его конструкция, способы выполнения работ, а также выбор мер борьбы с неблагоприятными явлениями [4]. Таким образом, к инженерно-геологическим условиям может быть отнесено любое геологическое явление – наличие трещин, особенности залегания пород, наличие и динамика оползневых процессов, проседание лессов, если оно оказывает влияние на сооружение.
Одно и тоже инженерно-геологическое условие может оцениваться неодинаково в зависимости от типа и конструкции сооружения. Например, если в толще однородных и прочных пород, которые составляют природную основу сооружения, содержится тонкий слой слабой глины, то такой слой будет оцениваться по-разному в зависимости от того, что именно будет здесь построено – жилой дом, плотина, мостовой переход и так далее.
Инженерно-геологические условия, как правило, делятся на более или менее однородные группы для возможности затем их систематически изучать, применять специфические методы исследований. Инженерно-геологические условия можно разделить на такие группы:
1) геологическую обстановку;
2) физико-геологические явления;
3) инженерно-геологические процессы.
Под геологической обстановкой обычно понимают различные геологические условия, так или иначе влияют на сооружение: геоморфологические, тектонические, гидрогеологические, а также литологический состав пород и так далее.
Особенно важными при изучение геологической обстановки является установление неблагоприятных геологических процессов: оползни, карст, мерзлотные явления и так далее. Эти геологические процессы в значительной степени влияют на расположение сооружений, выбор их конструкции, способы выполнения строительных работ. Как правило, практическая необходимость установления наличия и характера неблагоприятных геологических процессов возникает на первых стадиях инженерно-геологических исследований, когда выбирается и оценивается участок, район застройки, створ плотины и так далее.
На первых стадиях исследований геоморфологический метод является основным методом, который позволяет установить наличие, характер и масштабы неблагоприятных геологических процессов. В частности, по формам рельефа достаточно точно удается установить наличие оползней (бугристость оползневого тела, стенки отрыва, бугры выпирания, уступы); карста (наличие воронок, блюдцевидных понижений); явлений, связанных с многолетней мерзлотой и других факторов [4]. С помощью геоморфологических исследований можно не только установить наличие того или иного явления, но и его размеры, то есть площадь и глубину распространения. Например, оконтуривание оползневого тела позволяет дать полезные рекомендации по проектированию сооружений.

1.2 Неблагоприятные геологические процессы

Оседание по своей природе относится к экзогенным геологическим процессам. Экзогенные процессы – это геологические процессы, вызванные в основном внешними относительно поверхности Земли силами; они происходят на поверхности Земли и в приповерхностных частях литосферы. Экзогенные геологические процессы обусловлены преимущественно энергией солнечной радиации, силой тяжести и жизнедеятельностью организмов. Среди них выделяют такие как: оползни, заболачивания, подтопления, оседание, карсты, сели и многие другие [1].
Рассмотрим детальнее основные неблагоприятные геологические процессы. Оползни – это результат смещения пород на склонах, который происходит под влиянием гравитации. Оползни характеризуются различными формами, объемами и скоростями смещения. Особая опасность оползней заключается в их внезапном возникновении преимущественно на территориях населенных пунктов, где сосредоточены человеческие и материальные ресурсы; а также в том, что если при возникновении в определенных почвенно-геологических условиях они останавливаются только при завершении полного разрушения почвенного массива, на котором могут быть расположены здания и сооружения.
Морфология оползневого склона зависит от характера пород, его составляющих, условий их залегания и других факторов, определяющих возникновение и развитие оползневого процесса. Высота, крутизна и форма склона влияют на формирование оползней следующим образом: чем больше высота и крутизна склона, тем благоприятнее условия для образования оползней.
Геологическое строение склона влияет через формы и условия залегания пластов разного литологического состава. Среди свойств пород, слагающих склон, на первом месте находятся пластические свойства. Насыщаясь водой, породы меняют свою консистенцию и переходят в ползучее состояние. Гидрогеологические условия также влияют и очень меняются после проявления процессов смещения. Сдвижные накопления создают условия для образования гидростатического, взвешивающего и гидродинамического давления на породы, в целом способствуя смещению пород по склону.
Оползни принадлежат к склоновым геологическим процессам. Главные факторы, обуславливающие развитие склоновых явлений, по характеру действия могут быть объединены в следующие группы: 1) факторы, которые создают среду, в которой развиваются склоновые процессы – это комплексы пород; складчатые и разрывные тектонические структуры; тектоническая и другая трещиноватость; 2) факторы, изменяющие состояние и свойства массивов пород; процессы разгрузки и разуплотнения пород; процессы выветривания и механической суффозии; процессы выщелачивания и карста; современные тектонические сдвиги; 3) факторы, изменяющие величины и распределение напряжений в породах склона – изменение высоты и крутизны в результате тектонических сдвигов, глубинная или боковая эрозия, абразия или другие виды подрезания склона, сейсмичность, гидродинамическое давление; 4) тектонические факторы – влияют на прочность пород склонов и на их напряженное состояние путем создания различных выемок, отвалов, вертикальной планировки, вибрации и так далее.
По своей сути оползень представляет собой оседание и перемещение поверхностных пластов земли вниз по склону под влиянием силы тяжести. Таким образом, процесс оседания является одним из факторов для дальнейшего возможного развития процесса оползня.
Подтопление является одним из наиболее распространенных современных геологических процессов. Суть данного процесса в подъеме уровня грунтовых вод и стойком нарушении естественного режима увлажнения, что вызывает неблагоприятные изменения геологической среды. В течение последних десятилетий обострились проблемы подтопления, а это угрожает безопасности проживания населения на подтопленных территориях, снижая сейсмическую устойчивость территорий и негативно влияет на эффективность ведения сельского хозяйства – на переувлажненных почвах наблюдается снижение или полная гибель всего урожая.
Подтопленными территориями называют пониженные участки земной поверхности, на которых уровень поверхностных и грунтовых вод выше уровня земной поверхности или залегает на незначительной глубине – до 0,5 м, а также имеет сезонную тенденцию к повышению, особенно в период таяния снега или выпадения ливневых дождей. Такие участки должны быть постоянно или в течение большей части года заполнены поверхностными и грунтовыми водами, иметь характерный почвенный и растительный покров, чтобы их можно было легко наносить на карту во время полевого съема или дешифровать с помощью аэро- или космоснимков.
В пределах горнопромышленных территорий подтопленные площади возникают в результате проседания поверхности, которая обусловлена разрушением верхних слоев земной коры и смещением пород под влиянием шахтной добычи полезных ископаемых, а также оседанием поверхности ниже уровня грунтовых вод, вызванной значительной статической техногенной нагрузкой.
Вокруг подтопленных участков формируются площади, состояние которых обусловлено активизацией процесса вторичного заболачивания. Под заболоченными территориями понимают участки, на которых прослеживается чрезмерное переувлажнение почвенного профиля и начинается процесс торфообразования, а уровень вод периодически опускается ниже уровня земной поверхности, что приводит к временному их затоплению атмосферными водами: во время наводнений, паводков, обильных осадков, таяния снега и тому подобное.
Подтопление взаимосвязано с процессом оседания следующим образом: во-первых, при подтоплении происходит «размягчение» породы и грунта, что приводит к интенсификации процесса оседания; во-вторых, процесс оседания является представляет наибольшую опасность для зон прибрежных территорий, где даже небольшие изменения в высоте рельефа могут привести к затоплению.
К другим опасным гидроэкологическим процессам относят образование депрессионных воронок, общее снижение уровня и ухудшение качества подземных вод. Грунтовые и подземные воды постоянно попадают по деформированным верхним слоям земной коры в горные выработки, из которых их нужно откачивать и транспортировать по трубопроводам в пруды-накопители. Многочисленные аварии на этих трубопроводах приводят к дополнительному затопления и химическому загрязнению территорий.
Не менее опасным геологическим процессом является обвал. Обвалы – это быстрые сдвиги массивов горных пород, возникающие при крутизне склонов более 15°, преимущественно при 45-70°, за счет их отрыва от коренного массива. Обычно такие явления стимулируются землетрясениями, активизацией эрозионных процессов, выветриванием, а также техногенными факторами – подрезкой горных склонов при строительстве дорог и других сооружений. Объемы обвалов могут достигать миллионов кубических метров.
Сели – это кратковременные горные потоки, состоящие из смеси воды и большого количества твердого материала. Для селей характерен пульсирующее движение твердого материала и воды, которое сопровождается деформацией русла и заканчивается формированием конуса выноса. Распространение и интенсивность селевого процесса в горных и предгорных областях определяется особенностями тектонического, неотектонического, сейсмического режима горных зон; зависит от геологического строения территории, геоморфологических и гидрологических условий, климата, деятельности человека и многих других факторов

Зарегистрируйся, чтобы продолжить изучение работы

Автор работы
5
Юлия Медведева
Геология
111 заказов
Отзывы
20.07.2021
Все в срок ,безупречно сделано
Больше рефератов по геологии:
Все рефераты по геологии

Закажи реферат

Наш проект является банком рефератов по всем школьным и студенческим предметам. Если вы не хотите тратить время на написание рефератов по ненужным предметам или ищете реферат в качестве базы для своей работы – он есть у нас.