1

-- буны сооружаются под углом или перпендикулярно берегу для сдерживания перемещения обломков вдоль берега

--волноломы возводят параллельно берегу на расстоянии 30-40м для снижения скорости волн.

--тетраподы гасят волну и способствуют накоплению осадков.

Все эти сооружения требуют постоянного ремонта и восстановления, так как море их активно разрушает.

Озера и водохранилища

Берега озер разрушаются медленнее, чем у моря. Строение берегов зависит от слагающих пород и геологических структур. Активнсть геологических процессов в береговаой зоне озера зависит от площади водной поверхности.

Особенности водохранилищ

---после заполнения чаши водохранилища в первые 2-3 года активно формируются берега, поскольку вырабатывается

Изыскания при устройстве водохранилищ сопровождаются прогнозом развития неблагоприятных гологических процессов, явлений и подпора грунтовых вод.

ПРИМЕР. Краснодарское водохранилище :

– подпор распространился на расстояние 35 км.

1

– фильтрация через глубокие водоносные горизонты и через гидрогеологические окна проникает в верхние водоносные горизонты и подтапливает территорию г. Краснодара. Перед Краснодаром устроен вертикальный дренаж : 85 скважин через 100 метров

При изысканиях уделяют внимание следующим факторам: -климат -морфология, литология дна -гидрология

-новейшие тектонические движения -режим ветра

-режимные наблюдения за аккумуляцией и разрушением -аэрофотосъемка с интервалом в несколько лет -геофизика для тектонических нарушений

Деятельность подземных вод КАРСТ

Карст –образование пустот (каналов, пещер) в горных породах под влиянием растворения и выщелачивания с оседанием кровли, образованием озер воронок, впадин на поверхности Земли.

13% территории РФ поражено карстовыми явлениями в районах Урала, Крыма, З.Кавказа, Ср. Азии, Сибири .

- особые горные породы, поддающиеся растворению или выщелачиванию (известняк, доломит мергель, гипс, галит).

Типы карста и карстовые формы

1. Открытый карст -- разрушенные ГП выходят на поверхность Земли, можно видеть борозды, желоба – кары, поверхностные воронки диаметром 1-50 м и глубиной десятки метров.

2. Закрытый карст покрыт мощным слоем элювия. Снос продуктов выветривания происходит медленнее, чем

1

развитие карста.Образуются пещеры,поноры (трещины,расширенные водой)

3.Среднерусский карст перекрыт нерастворимыми осадочными породами: Центр Европейской части РФ, известняки.

Скорость развития карста зависит от факторов:

1)растворимости горных пород, состава и минерализации вод.

Известняки практически нерастворимы (0,0013 г/л), но разрушаются в пять раз быстрее с увеличением концентрации SO2-4. При больших концентрациях СО2 в воде кальцит переходит в соединение Са(НСОз)2 с растворимостью до >1 г/л.

Выщелачивание - это извлечение одного или нескольких компонентов из твердых тел водным раствором, содержащим щелочь, кислоту или другой реагент. Обычно выщелачивание сопровождается химической реакцией с переводом компонента в растворимую в воде форму.

замках антиклиналей, вблизи: сбросов и способствует быстрому движению воды.

3) рельеф местности:

- на водораздельных пространствах образуются колодцы и провалы, от них круто вглубь уходят карстовые ходы. - у подножия склонов выходят наружу горизонтальные ходы в виде пещер, сформированных в системе трещин.

На развитие карста можно повлиять. Для этого нужно знать природные механизмы его угасания.

1

в) залечивание карста при изменении температуры, давления и выпадении растворенных веществ в осадок с образованием СаСОз, SiO2*nH2O, CaSO4*2H2O, Fe2O3*nH2O.

Принцип инженерно-геологического изучения карста - комплексность.

Изыскания включают изучение:

а) климата, гидрологии, рельефа, растительности б) геологии, гидрогеологии,

в) состояния инженерных сооружений (в связи с карстом).

Применение геофизических методов. Электроразведка устанавливает :

-глубину скрытых отложениями карстовых воронок

-участков с разными Кф; уровень подземных вод, объемы и структуру трещинноватости;

Строительство и эксплуатация ПГС как правило, активизирует карстовые процессы.

ПАССИВНЫЕ МЕРЫ - На опасных участках не строят. Дороги укрепляют продольными и поперечными ж/б балками. В особо

опасных участках устраивают сигнализацию светофорами.

1

СУФФОЗИЯ

Суффозией называют: Механический вынос мельчайших частиц потоком подземных вод из массива грунтов с образованием воронок, оседания поверхности земли.

suffodio (лат.) - подкапывать. Растворение играет подчиненную роль, оно лишь освобождает зерна породы и разрыхляет ее, благодаря чему увеличиваются скорость фильтрации .

Суфффозия проявляется в мелких песках с зернами карбонатов или песчаниках со слабым карбонатным (глинистым) цементом.

Суффозия развивается сравнительно медленно (годы, десятки лет) и отрицательно сказывается на устойчивости зданий и сооружений.

Условия возникновения механической суффозии:

уровня реки, в основании плотин, утечке ливневой канализации дороги. 3) контакте слоев (Кф1/Кф2>2), например лесс/известняк, песок.

Пример контактной суффозии:

г.Ростов-на-Дону. Лёссовые грунты, залегающие на известняках, размываются проникающей с поверхности водой. Твердые частица выносятся в пустоты известняков. Полости в лессовых грунтах достигают нескольких метров в диаметре, вызывают провалы поверхности земли с повреждением зданий и подземных коммуникаций.

Техногенная суффозия формируется в городах над трубопроводами в результате утечек воды из труб. Вынос грунта вдолтзасыпанных траншей трубопроводов приводит к оседаниям и провалам дорог.

Как исследуется суффозия, например в лессах

При ИГ-изучении суффозии в глинах и лёссах выясняют:

а)какие породы и в каких местах легко теряют прочность при увлажнении и вымывании солей

2

б) грансостав и структуру грунта

в)за счет каких источников и по каким путям может осуществляться турбулентное движение воды через размытую породу.

Борьба с суффозией - регулированием поверхностного стока атмосферных вод и

-гидроизоляцией поверхности земли;

-перекрытием места выхода подземных вод тампонированием;

-устройством дренажей для осушения пород

-уменьшением скорости фильтрации воды; -упрочнением ослабленных суффозией грунтов методами цементации, глинизации и т.д.

Выделяют плывуны ложные и истинные. Ложные плывуны (Кф 1-2 м/сут) приходят в движение под действием высокого гидравлического напора потоков подземных вод на морских и речных побережьях. Формируются зыбучие пески. Ложные плывуны легко отдают воду и становятся плотными.

ИСТИННЫЕ плывуны. Это пески водонасыщенные, мелкозернистые, почти пылеобразные с примесью 10-15% глинистой фракции (<1 мк). Вокруг глинистых частиц образуется связанная вода, ослабляющая структурные связи и снижающая Кф до 0,05-0,001 м/сут. Плывуны не отдают воду дренам и их невозможно уплотнить. При высыхании они упрочняются за счет глинистого цемента.

Техногенные плывуны возникают при намыве насыпей из тонкозернистого песка при недостаточно обеспеченном

2

ПРИМЕР:

1. Погружение бульдозера в песчаную насыпь при включении его мотора. Внезапное разжижение вызывается вибрацией насосов. При сейсмическом толчке в 1935 г. в Индии На р. Ганг рухнуло 350 мостов, опоры которых были заложены в водонасыщенных песках.

***

Из-за негативного влияния плывунов строительство значительной части Московского Метрополитена проводилось

При строительстве 100-метрового трамплина на Воробьевых горах в Москве был вскрыт плывун , вызвавший оседание склона.

пространства работ; понижают УГВ (этот метод успешен в ложных плывунах, в истинных применяют иглофильтры и, часто, неуспешно); замораживают плывун, закрепляют его инъекциями цементных и др. реактивов.

2

В сооружении задействовано 30 тыс. человек в течение 1977 -2004 г.г. CЛОЖНОСТИ:

- тектонический разлом с водопритоками n*100 м3/час, давлением воды ~34 атм, t~ +45о. Откачано 20млн м3 водопесчаной смеси Новые решения : комплексное водопонижение, глубиной до 300 м; - химическое укрепление грунтов на большую глубину; сейсмостойкие двухслойные обделки тоннелей; автоматизированная система микроклимата в тоннеле; мониторинг окружающего массива, обделки.

Подтопление городов

Подтопление - подъем уровня подземных вод к поверхности земли за счет неуклонного повышения их запасов.

Около 30% количества атмосферных осадков питает грунтовые воды.

Вода в грунт поступает за счет утечек из водонесущих коммуникаций - водопровода, канализации, теплотрасс. В Москве - это свыше 20 тыс. км. Объем утечек из них (4 л/с*км2) в два раза превышает природное питание подземных вод.

Нарушение системы естественного дренажа

Эрозионная сеть в городах засыпается грунтом, что сокращает сток подземных вод.

Другая проблема - накопившаяся под асфальтом влага не может испаряться. Доля асфальта и застроенной земли в городах составляет 80-90%. Ему соответствует самый высокий уровень влажности почвы.

Последствия подтопления Сырость в подвалах домов и погребах, плесень на стенах подъездов, разрушение подземных конструкций городских

сооружений, проседание домов. Накопление внутрипочвенной влаги в подвалах зданий. На первых этажах зданий размножаются колонии микроскопических грибов, провоцирующие различные заболевания.

Себестоимость строительства на территориях с высоким уровнем грунтовых вод значительно повышается. ЛИКВИДАЦИЯ ПОДТОПЛЕНИЯ

2

--Устранение протечек в городской системе водоснабжения.

--Восстановление природных дрен.

--Переход к умеренному асфальтированию поверхности почвы в жилых кварталах.

--В Европе стали внедрять пористый асфальт, который пропускает и испаряет излишки влаги.

Эндогенные процессы. Землетрясения

Землетрясение - мгновенное высвобождение энергии за счет разрыва горных пород в очаге. Причина – тектонические движения в литосфере.

Гипоцентр(фокус) землетрясения – это условное положение очага на глубине. Эпицентр -проекция гипоцентра на поверхность Земли.

Гипоцентры: мелко-фокусные (0-70 км), Средне-фокусные (70-300), Глубоко -фокусные (300-700).

Характеристика сейсмического эффекта: в России - 12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера- Карника (МSК-64). МАГНИТУДА (Чарльз Ф. Рихтер): lg (максимальной амплитуды землетрясения ) на расстоянии 100 км от эпицентра. Энергия при землетрясения пропорциональна скорости сейсмических волн, плотности слоев Земли, амплитуде смещения, частоте колебаний.

Типы упругих волн: Р-продольные, они попеременно сжимают и растягивают ГП. Их скорость зависит от плотности и модуля сдвига породы.

S-поперечные волны – смещают грунт 90о к направлению движения волны. В жидкости не распространяются. Поверхностныеподобно ряби расходятся по поверхности Земли.

Регистрация землетрясений– сейсмографы регистрируют: тип волны, направление волны, время приходя волны. 40000 датчиков регистрируют несколько сот тысяч землетрясений в году, 100 из них - ужасные.

Локализация землетрясений закономерна. Землетрясения происходят в зонах контактов литосферных плит: рифты, Ср.океанич.хребты. горные цепи. Очаги лежат в зонах Х.Беньофа (погружение плит в мантию).

Механизм землетрясений неясен.

2

Гипотезы: Шебалин Н.В. (1984) –зацепы твердых тел. Мячкин В.И. –лавинный рост трещин. Брейс У.,Нур А.М. – быстрый рост объема горных пород вслед за появлением трещин. Штольц К.(1990г.) – залипание контактов.

МЕТОДЫ Прогнозов землетрясения. Два направления:

1. Выявление их предвестников, - выявление сейсмических циклов, скопления колебаний земной коры у будущих очагов.

2.Контроль деформации и наклонов земной коры. – изменения скорости сейсмических волн,изменения электрического сопротивления горных пород, изменения напряженности магнитного поля; колебания уровня грунтовых вод, содержания радона.

Срочность прогнозов: годы – недели – непосредственно перед землетрясением. Г. Хайчен (Кит) за 5,5 час предупредил землетрясение силой в М=7,3.

Сейсмическое районирование: выделение областей, в которых можно ожидать землетрясение определенной интенсивности. Районирование учитывает: геологические, тектонические, сейсмологические, физические факторы. Каждый бал сейсмичности сильно увеличивает цену ПГС!

Уровни районирования: Страна, регион, город. при этом учитываются состав грунтов, уровень грунтовых вод, рельеф кровли коренных скальных пород.

Неблагоприятные условия для строительства: обводненные грунты (гидравл удар), рыхлые суглинки, просадочнсть…

Проектирование: Конструкция зданий должна быть прочная и гибкая, рассеивающая колебания грунта. В Токио построены здания высотой 60 этажей. Здания раскачиваются как деревья и таким образом рассеивают энергию землетрясений.