Опасные экзогенные инженерно-геологические процессы

В рассматриваемом районе выделены следующие генетические типы экзогенных геологических процессов. Соответствующие им геоморфологические условия и формы проявления, приведенные в таблице 1.

1.2.7.1 Выветривание. Процессы механической дезинтеграции и химического разложения пород вызваны природными факторами и деятельностью человека. Выветривание происходит большей частью за счёт температурных изменений, химического воздействия поверхностных вод, влияния корневой системы растений, антропогенных факторов.

 

Таблица 1 – Генетические типы ЭГП и их характеристика

Генетические типы ЭГП	Геоморфологические условия формирования	Формы проявления ЭГП
1. Выветривание и суффозия	Горный рельеф, мелкорасчлененный (100-200 м); по густоте умеренно-расчлененный (100-500 м); по углам склонов – умеренно крутой (10-30^о); откосы склонов крутые (30-90^о).	Трещиноватость, окисление, обломочно-дресвянистое разрушение пород
2. Осыпи и обвалы	Откосы склонов	Гравитационный снос обломочного материала к основанию склонов
3. Эрозия плоскостная, овражная	Склоны и откосы	Плоскостной снос, струй-ные борозды. Промоины, образование и рост оврагов
4. Движение склонов и оползни	Горный рельеф мелкорасчлененный	Просадки грунта, трещины отрыва, оплывины грунта, гравитационные оползни
5. Абразия моря	Береговой уступ (клиф) высотой 20-80 м, крутой – 80-90^о	Размыв и подрезка осно-вания берегового уступа, обрушение, транспорти-ровка волнами материала обрушения, отступание берегового уступа

 

Развитие выветривания приводит к постепенному уменьшению крутизны обнаженных уступов с последующим образованием на них рыхлых отложений и дернового покрова.

Обычно развиваются одновременно процессы физического и химического выветривания.

1.2.7.2 Эоловые процессы. Рассматриваемая территория характеризуется интенсивной ветровой деятельностью. Эоловые процессы протекают в периоды отсутствия осадков и высокой температуры в июне-сентябре, в пределах зон интенсивного физического выветривания, по склонам и откосам вдоль дорог и склонам карьеров, а также во время развития характерного для данной территории явления «бора». Для смещения частиц различного диаметра необходимы следующие скорости ветра (табл. 2).

Среднегодовая скорость ветра в районе – 3-4,6 м/сек. В холодный период года повторяются ураганные ветры северо-восточного направления скоростью 32 м/сек, в отдельные годы – 35-40 м/сек, среднее число дней с сильным ветром (более 15 м/сек.) – 59. Расчётные скорости ветра возможны в 1 год – 32 м/сек, в 5 лет – 42 м/сек. По определениям гранулометрического состава в верхней части зоны выветривания скального основания карьеров содержание фракции частиц размером более 1мм составляет 33-60 %.

 

Таблица 2 – Скорости ветра, необходимые для смещения частиц

Скорость ветра, м/сек более	Диаметр несцементированных частиц, мм
4,50 6,70 7,80 11,40	0,25 0,50 1,00 1,50

 

Из приведенных данных следует, что на территории района климатические условия в отдельные периоды благоприятны для развития эоловых явлений. Эоловые процессы, действующие самостоятельно или во взаимодействии с другими геологическими процессами, переносят значительные количества мелкозернистых пород на большие расстояния. На крутых склонах, откосах в связи с различным сопротивлением пород выветривания образуются структурные формы развеивания – структурные террасы, гребни, карнизы более устойчивых к выветриванию пород.

1.2.7.3 Осыпи и обвалы. Обвально-осыпные явления относятся к гравитационными смещениями горных пород. Они выражаются в быстром и внезапном перемещении масс горных пород вниз по склонам и накоплением продуктов осыпания – обрушения у подножий. На откосах и склонах сложенных сильно трещиноватыми, раздробленными породами, обломки которых при распаде достигают размеров щебня и дресвы, образуются осыпи, создающие конуса в их основании. Обвалы представляют процессы обрушения отдельных глыб и более крупных объёмов скальных горных пород из крутой, отвесной верхней части склона.

По особенностям слагающего материала и степени подвижности осыпи рассматриваемого района классифицируются:

– по размеру и форме обломков – мелкообломочные и дресвяные из угловатых обломков;

– преобладающему петрографическому составу – выветрелые, сланцеватые и плитчатые осадочные породы;

– преобладающему размеру обломков, 2-20 мм, содержание обломков более 200 мм (глыбы) редко достигает 10-15 %;

– среднему углу откоса, 30-60 %.

Обвалы представляют процесс обрушения отдельных глыб и крупных объёмов твердых горных пород из обнажений на склонах или из крутой, отвесной части склонов. Обвальные явления характеризуют неустойчивость склонов и откосов и на участках их развития создают постоянную опасность для людей. Обвалы наблюдаются только по долине реки Баканка на протяжении более 1 км. Основная причина образования обвальных явлений – нарушение устойчивости масс горных пород по склону долины.

1.2.7.4 Движение склонов и оползни. Не менее разнообразны склоновые процессы, представленные оползнями, суффозией и солифлюкцией. При этом в формировании и развитии движений склонов важную роль играет фактор времени. На территории Новороссийска особенно сильные поверхностные оползни зафиксированы в покровных делювиально-элювиальных отложениях мощностью 0,8-1,8 м по поверхности подстилающих пологозалегающих (2-8^°) выветрелых мергелей; оползни в глинистых породах в виде сплывов, развивающихся по береговому клифу. В последнем случае оползневые массы достигают в основании клифа береговой линии, их размыв волнением моря вызывает новое нарушение равновесия склона.

Активизация оползневого процесса происходит в любое время года, если в течение не менее 3 месяцев сумма осадков ежемесячно на 150-200 % превышает норму, а среднемноголетнюю норму осадков предыдущего периода превышает не менее чем в 2-6 раз. Если предыдущие месяцы были засушливыми, масштабы активизации будут особенно велики. Другой причиной активизации является выпадение интенсивных осадков в течение короткого промежутка времени. Установлена активизация оползней в покрывных образованиях, когда суточная норма осадков превышает 120 мм. При этом происходит критическое насыщение оползневых отложений водой до глубины 2-3 м.

Вероятность катастрофической активизации близка к 100 %, когда критическое превышение годовой нормы осадков составит приблизительно 400 мм.

Широко и разнообразно проявлены на территории города эрозионные процессы, интенсивность которых также определяется атмосферными осадками, рельефом, растительным покровом, литологией, тектоникой и техногенными причинами. Так, прокладка дорог, коммуникаций, образование перемычек насыпного грунта с изменением режима стока поверхностных вод вызывают активизацию структурной эрозии и оврагообразование.

1.2.7.5 Абразия моря. Под воздействием разрушительной деятельности моря горные породы в прибрежной зоне часто формируют абразионный уступ (клиф) высотой в пределах до 25 м плавно понижающийся к берегу. Пляж, в этом случае, обычно крупногалечниковый, глыбовый, дополнен крупнообломочным материалом известковистых мергелей устойчивых к выветриванию. Ширина пляжа 4-10 м.

Береговой уступ сложен коренными скальными породами: слоистой толщей глинистых, известковистых мергелей, песчаников верхнемелового возраста, свит Снегуревской, Васильевской и Сукко. Разрушение обусловлено факторами: трещиноватостью пород и их обводненностью. Слоистость пород ориентирована с наклоном в сторону берега, углы залегания 10-25º. Разгрузка пластово-трещинных вод вдоль берегового уступа приводит к активизации его разрушения, особенно в весенние периоды. Высокое содержание в геологическом разрезе слабо устойчивых к выветриванию глинистых мергелей (до 80%) также способствуют активизации процесса разрушения берегового уступа.

Полевые работы

Ведение полевого дневника

Для обоснования проекта любого инженерного сооружения должны быть с необходимой полнотой освещены инженерно-геологические условия местности.

Одним из важнейших факторов, определяющих эти условия, являются различные геодинамические процессы - оползни, плывуны, карст, суффозия, возможность возникновения селей и лавин, а также заболоченность, мерзлота, просадочные явления и сейсмичность территории.

При изучении горных пород и условий их залегания особое внимание следует уделить слабым прослоям, контактам между слоями пород различного литологического состава, выявлению зон разломов и дробления, трещиноватости, так как по этим ослабленным зонам может произойти в будущем смещение сооружений.

Для оценки инженерно-геологических условий района в первую очередь используют естественные обнажения (в береговых обрывах, в оврагах) и искусственные разрезы (строительные котлованы, карьеры, дорожные выемки и т. п.), имеющиеся в данном районе.

Описывают также и геоморфологические особенности (строение берегов рек, наличие террас, их высота, происхождение) и инженерно-геологические процессы и явления.

Описание местности и обнажений выполняется по намеченным преподавателем маршрутам, которые наносятся на топографическую или физико-географическую карту масштаба 1:5000.

Во время каждого маршрута ведется дневник полевых наблюдений, в который заносятся данные по каждому обнажению. Это может быть специальный бланк или подготовленная тетрадь (12 листов). Все записи и зарисовки в дневнике делаются простым карандашом с приближенным соблюдением вертикального и горизонтального масштабов.

Сначала выполняется привязка обнажения. Она заключается в определении положения на местности. Прежде всего, следует сориентироваться по сторонам света с помощью компаса. Затем надо определить нахождение точки наблюдения на местности, т.е. дать её адрес, произвести привязку. Особенно тщательно определяется местоположение первой точки наблюдения в маршруте, остальные привязываются к местности и предыдущей точке наблюдения. Ориентирами следует выбирать такие объекты, которые нанесены на карту или план и хорошо видны на местности. В полевых условиях главную роль должны играть географические ориентиры, а в окрестностях города – постоянные ясно видимые инженерные сооружения (телевышка, водонапорная башня, отдельные высокие трубы, обустроенный геодезический пункт и т.п.). Указывается направление и расстояние до ориентира.

Расстояния между близко расположенными объектами (ориентирами, обнажениями, точками наблюдений) измеряются шагами (проще – парами шагов, считая по одной ноге), выражая затем в метрах.

Далее в дневнике дается послойное описание (снизу вверх) обнажений горных пород и делаются их зарисовки. Необходимо также фотографировать наиболее характерные формы рельефа и обнажения.

Описание обнажений удобно делать на правой стороне страницы, рисунки - на левой. При описании обнажения указываются номер маршрута и номер обнажения (сквозной, по всем маршрутам), положение в рельефе (на водоразделе, на берегу реки, на склоне оврага, в оползшей части склона и т. п.), относительная высота над уровнем реки или дна оврага, происхождение обнажения (естественный выход горных пород, карьер, придорожная выемка).

При описании и зарисовке обнажения обращают внимание на следующие признаки:

– окраску грунта;

– структуру (зернистая, комковатая и т. п.);

– плотность;

– пористость (тонкопористые, макропористые, губчатые грунты);

– новообразования (скопления, выцветы, прожилки, налеты различного состава).

Если естественных обнажений недостаточно, можно искусственно вскрыть коренные породы. Для этого «проходят» простейшие горные выработки - расчистки, канавы, шурфы.

При изучении горных пород и условий их залегания особое внимание следует уделять контактам слоев различного литологического состава, выявлению зон трещиноватости и дробления, вторичных изменений пород, наличию включений, органических остатков, обводненности.

При описании тщательно фиксируют все данные, относящиеся к гидрогеологическим условиям местности: влажность отдельных слоев, глубины появления грунтовой воды и особенности её проявления (сочится, протекает струйками или другое).

Дневник полевых записей обязательно прилагается к отчету.