Контрольная работе по «Инженерной геологии»

Грязевой сель близок по своему виду к водно-пылеватому, формируется в районах распространения пород преимущественно глинистого состава и представляет собой смесь воды и мелкозема при небольшой концентрации камня (объемный вес потока 1,5–2,0 т/м3).

 

Грязекаменный сель характеризуется значительным содержанием в твёрдой фазе (галька, гравий, небольшие камни) глинистых и пылеватых частиц с явным их преобладанием над каменной составляющей потока (объемный вес потока 2,1–2,5 т/м3).

Каменно-грязевой сель содержит преимущественно крупнообломочный материала, по сравнению с грязевой составляющей.

Водно-снежно-каменный сель – переходный материал между  собственно селем, в котором транспортирующей средой является вода, и снежной  лавиной.

Сели подразделяются исходя из первопричин возникновения, – на восемь типов (табл. 1.1).

Таблица 1.1.

Классификация на основе первопричин возникновения  селей

Типы	Первопричинные Формирования	Области распространения И механизм зарождения
Дождевой	Ливни, затяжные дожди	Самый массовый на Земле тип селей, господствующий в горах экваториального, тропического и умеренного климатических поясов. Зарождение селей связано с размывом склонов и русел, а также с оползнями
Снеговой	Интенсивное снеготаяние в весенний период	Господствующий тип селей в  горах Субарктики; твердая составляющая селевых потоков представлена снегом. Зарождение селей связано со срывом переувлажненных снежных масс и с прорывом снежных плотин
Ледниковый	Интенсивное таяние снега и льда	Формируются в зоне современного горного  оледенения; наиболее мощные – сели альпийских высокогорий. Зарождение селей связано с прорывом скоплений талых ледниковых вод, а также с обрушением морен и льда
Вулканогенный	Взрывные извержения вулканов	Формируются в районах действующих  вулканов; достигают самых крупных  среди всех типов селей размеров по длине пути и объему выносов. Зарождение селей связано с трансформацией пиро–классических потоков в селевые вследствие бурного снеготаяния, со спуском кратерных озер и др.
Сейсмогенный	Высокобальные Землетрясения	Формируются в районах высокой  сейсмичности (8 баллов и более). Зарождение селей связано со срывом грунтовых масс со склонов в русла
Лимногенный	Динамика развития   Естественных  озерных плотин	Формируются в  районах альпийского высокогорья, для которых характерны плотинные  озера. Зарождение селей связано  с разрушением плотин и размывом русел прорывной волной
Антропогенный   Прямого   Воздействия	Создание скоплений  техногенных пород в потенциально селеопасных бассейнах; сооружение некачественных земляных плотин и др.	Формируются на участках складирования отвалов  горнодобывающих предприятий, ниже водохранилищ и в других местах. Зарождение селей связано с размывом и оползанием толщ техногенных пород, с разрушением плотин и размывов русел и др.
Антропогенный   Косвенного   Воздействия	Значительные  нарушения почвенно-растительного покрова в потенциально селеопасных бассейнах	Формируются в  горах с длительной (исторической) или нерациональной современной  эксплуатацией территории, на участках сведения лесов, деградированных лугов (пастбищ). Зарождение селей связано  с размывом склонов и русел

 

 

 

Селевые потоки подразделяются по характеру их движения в русле на связные и несвязные.

Связные потоки состоят из смеси воды, глинистых  и песчаных частиц. Раствор имеет  свойства пластичного вещества. Поток  как бы представляет единое целое. В отличие от водного потока он не следует изгибам русла, а разрушает и выпрямляет их или переваливает через препятствие.

Несвязные (текущие) потоки движутся с большой скоростью. Отмечается постоянное соударение камней, их обкатывание и истирание. Поток следует изгибам русла, подвергая его разрушению в разных местах.

Сели классифицируются и по объему перенесенной твердой  массы или, иначе говоря, по мощности, и делятся на три группы:

Мощные (сильной  мощности) – с выносом к подножью гор более 100 тыс. м3 материалов, бывают один раз в 5–10 лет;

Средней мощности – с выносом от 10 до 100 тыс. м3 материалов, бывают один раз в 2–3 года;

Слабой мощности (маломощные) – с выносом менее 100 тыс. м3 материалов, бывают ежегодно, иногда несколько раз в году.

Нередко выделяют весьма мощные (исключительно сильной мощности) селевые потоки, с выносом более 1 млн м3 обломочных материалов; бывают раз в 30–50 лет.

Классификация по объему единовременных выносов характеризует  как мощность селевого потока, так  и потенциальные возможности данного селевого бассейна. По объему единовременных выносов селевые потоки делят на 6 групп (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Классификация селей по объему единовременных выносов

Обломочных  материалов

Название селя	Объем селя
Очень мелкий Мелкий Средний Крупный Очень крупный Гигантский	Менее 1,0 тыс. м3 1,0–10 тыс. м3 10–100 тыс. м3 0,1–1,0 млн м3 1.0–10 млн м3 Более 10 млн  м3

 

Классификация селевых бассейнов по повторяемости  селей характеризует интенсивность  развития селевого процесса в пределах данного бассейна (селеактивность).

Выделяют три  группы селевых бассейнов:

Высокой селевой  активности с повторяемостью один раз  в 3–5 лет и чаще;

Средней селевой  активности с повторяемостью один раз  в 6–15 лет;

Низкой селевой  активности с повторяемостью один раз в 16 лет и реже.

Есть другая классификация селевых бассейнов  по селеактивности:

С частыми селепроявлениями – 1 раз в 10 лет и чаще;

Со средними селепроявлениями – 1 раз в 10–50 лет;

С редкими селепроявлениями – реже 1 раза в 50 лет.

Способ защиты от селей.

Основные меры борьба с селями - закрепление и  стимулирование развития почвенного и  растительного покрова на горных склонах, особенно на участках зарождения селей, расчистка скоплений рыхлообломочного материала и стабилизация горных русел системами противоселевых плотин. Уникальная по своему проектному решению плотина, охраняет юго-западные районы Алма-Аты. В ее тело уложено около 100 000 м3 железобетона. Крупноячеистая конструкция обеспечивает высокую надежность сооружения и отличается большой экономичностью. Появилась возможность искусственно регулировать уровень моренных озер, своевременно выпускать из них в реки избыток воды.

Предупреждение  селей

Сели могут  производить огромные разрушения. Борьба с селями ведется преимущественно  путём закрепления почвенного и растительного покрова, строительства специальных гидротехнических сооружений.

Для борьбы с  селями проводят профилактические меры и строительство инженерных сооружений.

Применение  тех или иных способов борьбы определяют зонами селевого бассейна. Профилактические меры принимают для предупреждения появления селя или ослабления его действия ещё в самом начале процесса. Наиболее радикальным средством является лесонасаждение на селеопасных горных склонах. Лес регулирует сток, уменьшает массу воды, рассекает потоки на отдельные ослабленные струи. В зоне водосбора нельзя вырубать лес и нарушать дерновый покров. Здесь же целесообразно повышать устойчивость склонов террасированием, перехватывать и отводить воду нагорными канавами, земляными валами.

В руслах селей наибольший эффект дают запруды. Эти сооружения из камня и бетона, установленные поперек русла, задерживают сель и отбирают у него часть твёрдого материала. Полузапруды отжимают поток к берегу, который менее подвержен разрыву. Селеулавливатели применяют в виде котлованов и бассейнов, закладываемых на пути движения потоков; строят берегоукрепительные подпорные стенки, препятствующие размыву берегов русла и защищающие здания от ударной силы селя. Эффективны направляющие дамбы и селехранилища. Дамбы направляют поток в нужном направлении и ослабляют его действие.

На участках населённых пунктов и отдельных  сооружений, расположенных в зоне отложения пролювия, устраивают отводные каналы, направляющие дамбы, русло рек  забирают в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока. Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

Впервые в советской  практике автоматизированная система  селевого предупреждения смонтирована на диспетчерском пункте управления "Казглавселезащита" в Алма - Ате. Обычно сводки с постов идут три раза в сутки, а при необходимости (при возникновении селеугрожающего момента) незамедлительно. Наблюдения ведутся визуальным способом с 25 постов или с вертолета, постоянно облетающего контролируемые районы. Электронные датчики держат под круглосуточным контролем уровень воды и температуру воздуха в бассейнах наиболее селеопасных рек Малая и Большая Алмаатинка. Накопленные датчиками сведения по кабельным линиям связи поступают в компьютер на обработку. Стало возможным дистанционно регулировать не только уже мчащийся поток, но и начало его зарождения, оперативно принимать меры безопасности. Автоматизированная система селевого предупреждения позволила с высокой точностью прогнозировать время и место рождения селя.

В результате разрушительного  действия оползней и селей происходит нарушение почвенного покрова, принося  огромные потери, как человеку, так  и самой природе. Ведь почва - это  рыхлый поверхностный слой земной коры, образовавшийся в условиях тесного длительного контакта атмосферы, литосферы и биосферы под воздействием физических, химических и биологических процессов. Особенно велика роль в образовании почвы разнообразных организмов, способствующих развитию основного свойства почвы - плодородия.

 

Задание 8

Охарактеризовать  один из методов инженерно-геологических  исследований. Описание должно сопровождаться пояснительными схематическими рисунками.

Инженерная  геология — раздел геологии, изучающий взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений.

Инженерно-геологическая  разведка — комплексный метод  получения информации об инженерно-геологических  условиях некоторой области литосферы  путем проведения горно-буровых, опытных  инженерно-геологических и гидрогеологических работ, инженерно-геологического опробования и лабораторных работ, документации строительных выемок и режимных инженерно-геологических наблюдений. В отличие от инженерно-геологической съемки в состав разведки не входят наземные и аэровизуальные наблюдения.

Инженерно-геологическая  разведка в зависимости от ее целевого назначения, предопределяемого этапом хозяйственной деятельности (стадией  проектирования), разделяется на:

предварительную

детальную

оперативную

 

Разные виды инженерно-геологической разведки довольно существенно различаются составом, объемами работ, их пространственным размещением и характером получаемой информации. Вследствие этого они рассматриваются по отдельности.

 

Предварительную инженерно-геологическую разведку проводят в пределах границ выбранной для строительства площадки. Главная цель строительного проектирования заключается в компоновке сооружений на площадке, включающей проведение предварительных расчетов их оснований. Следовательно, проектировщик должен располагать информацией о геологическом разрезе, свойствах грунтов, положении УГВ и их составе практически в любом месте площадки предполагаемого строительства. Отсюда вытекают требования к размещению работ. Они должны более или менее равномерно охватить всю строительную площадку, с тем, чтобы в случае необходимости можно было получить инженерно-геологический разрез по любому выбранному направлению, со свойствами грунтов, положением УГВ и другими сведениями, нужными для составления расчетной схемы и предварительных расчетов оснований.

Инженерно-геологическая  разведка включает проведение гидрогеологических работ. Цель работ состоит в получении  данных о гидрогеологических условиях строительной площадки, нужных для  разработки их прогноза при строительстве  и эксплуатации сооружений, возможного подтопления территории, загрязнения и изменения химического состава подземных вод. В ходе гидрогеологических исследований устанавливают положение УГВ в горных выработках и скважинах, отбирают пробы воды с целью определения химического состава и агрессивности, определения водопроводимости, производят одиночные откачки из скважин и наливы в шурфы, ведут наблюдения за режимом УГВ и химическим составом. Если обнаружены проявления ЭГП, то в изучение процесса включают организацию наблюдений за его режимом.

Детальную инженерно-геологическую  разведку проводят в пределах предполагаемой сферы взаимодействия геологической среды с сооружением, на стадии РД. Границы предполагаемой сферы взаимодействия и границы, входящих в нее зон выделяют до начала детальной разведки, на основании геологической информации и технических данных о сооружении и условиях его работы.

 

Детальная инженерно-геологическая  разведка включает^

горные и буровые  работы

полевые определения  прочностных и деформационных свойств грунтов (сдвиги, обрушения, выпирание призм, прессиометрию, опытные нагрузки на штамп, на сваю и др.)

инженерно-геологическое  опробование 

гидрогеологические работы.

 

Перечисленные работы выполняют  только внутри границ предполагаемой сферы взаимодействия сооружения, размещая те или иные виды работ внутри соответствующих зон. Например, нагрузки на штампы располагают внутри контуров зоны уплотнения грунтов, полевые испытания грунтов для оценки их прочности — в зоне сдвига или в зоне нарушения устойчивости откоса, опытные гидрогеологические работы — в зоне фильтрации или в зоне подтопления и т. д.