Лекция: "Основные понятия о геоморфологии и грунтоведении" по ОП.05 ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ, ГЕОМОРФОЛОГИИ, ПОЧВОВЕДЕНИЯ

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Краснодарского края «Пашковский сельскохозяйственный колледж»ОП.05 ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ, ГЕОМОРФОЛОГИИ, ПОЧВОВЕДЕНИЯ лекция:ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ О ГЕОМОРФОЛОГИИ И ГРУНТОВЕДЕНИИ

преподаватель:
Десятникова О.В.

Геоморфоло́гия (от др.-греч. γῆ — Земля + μορφή — форма + λόγος — учение) — наука о рельефе, его внешнем облике, происхождении, истории развития, современной динамике и закономерностях географического рельефа выделяют согласно их генезису и размеру. Рельеф формируется под влиянием эндогенных (тектонических движений , вулканизма и кристаллохимического разуплотнения вещества недр), экзогенных (Денудация) и космогенных процессов.
Практическое применение геоморфологии состоит в инженерной оценке рельефа при строительстве, измерении влияния изменения климата, прогнозе и смягчении последствий катастрофических явлений (оползней, обвалов и др.), контроль за водообеспеченностью территорий, береговая защита.
Палеогеоморфология — раздел геоморфологии, изучающий облик поверхности Земли в определённые периоды исторического распространения.

Основателем геоморфологии был китайский учёный и государственный деятель Шэнь Ко (1031—1095).К тому же он выдвинул теорию о постепенном изменении климата с течением веков, так как древние останки бамбука были найдены в сухой северной климатической зоне Янчжоу, ныне провинция Шэньси.

Основоположником современной геоморфологии в БСЭ назван немецкий геолог Фердинанд фон Рихтгофен. Геоморфология первоначально опиралась на географию. Первая геоморфологическая модель, выдвинутая Уильямом Морисом Дейвисом, между 1884 и 1899 годом, носила название 'географический цикл' или 'цикл эрозии'. Этот цикл был привязан к 'принципу актуализма', который был сформулирован Джеймсом Хаттоном. Относительно впадин, этот цикл опирался на последовательность, с которой реки могут вырезать впадины все более и более глубокие, но затем береговая эрозия в конечном счёте снова выравнивает территорию, теперь уже понижая её. Цикл может снова начать поднимать территорию. Эта модель сегодня рассматривается со значительными упрощениями для более удобного использования на практике. Основоположником современной геоморфологии в БСЭ назван немецкий геолог Фердинанд фон Рихтгофен. Геоморфология первоначально опиралась на географию. Первая геоморфологическая модель, выдвинутая Уильямом Морисом Дейвисом, между 1884 и 1899 годом, носила название 'географический цикл' или 'цикл эрозии'. Этот цикл был привязан к 'принципу актуализма', который был сформулирован Джеймсом Хаттоном. Относительно впадин, этот цикл опирался на последовательность, с которой реки могут вырезать впадины все более и более глубокие, но затем береговая эрозия в конечном счёте снова выравнивает территорию, теперь уже понижая её. Цикл может снова начать поднимать территорию. Эта модель сегодня рассматривается со значительными упрощениями для более удобного использования на практике.

Вальтер Пенк развил альтернативную модель в 1920-х, основанную на соотношении подъёмов и эрозии, но этим также очень трудно было объяснить все многообразие форм рельефа. Основы геоморфологии в Российской империи, а затем в СССР были заложены Ю.Я. Ходзько, П. А. Кропоткиным, В. В. Докучаевым,И. Д. Черским, И. В. Мушкетовым, С. Н. Никитиным, Д. Н. Анучиным, А. П. Павловым, Я. С. Эдельштейном, В. А. Обручевым, И. С. Щукиным, С. С. Шульцом и др.
Первая кафедра геоморфологии в России была создана в Географическом институте в Петрограде в 1918 г. Её возглавил видный тектонист — профессор Михаил Михайлович Тетяев, получивший образование в Льежском университете (1912). В дальнейшем кафедра вместе с самим институтом вошла в состав Ленинградского Государственного Университета.

Современная геоморфология сосредотачивается на количественном анализе взаимосвязанных процессов, таких как роль солнечной энергии, скорость круговорота воды и скорость движения плит для вычисления возраста и ожидаемого будущего отдельных форм рельефа. Использование точной вычислительной техники даёт возможность непосредственно наблюдать такие процессы, как эрозию, в то время как ранее можно было основываться на предположениях и догадках. Компьютерное моделирование также очень ценно для тестирования определённой модели территории со свойствами, которые схожи с реальной территорией.

Рельеф формируется в результате взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов.
Эндогенные процессы:
1.Тектонические движения. Тектонические (вертикальные и горизонтальные) движения создают наиболее крупные формы рельефа (мегарельеф). Например, большие равнинные территории и горные
2.Магматизм. Магматизм проявляется в интрузивной и эффузивной форме. Данный процесс характерен для границ литосферных плит, рифтовых зон, современных геосинклиналей, зон молодых и омоложенных гор, срединно-океанических хребтов.
3.Метаморфизм.Изменения горных пород под воздействием температуры, давления и других преобразований в недрах Земли.
Различают: динамометаморфизм, термометаморфизм, контактный метаморфизм (перекристаллизация пород с изменением химических и минеральных свойств), гидротермальный метаморфизм.

Грунтоведение — это наука о грунтах. Понятие «грунт» до сих пор является неоднозначным.
Грунты — это любые горные породы (магматические, осадочные, метаморфические) и твердые отходы производства, залегающие на поверхности земной коры и входящие в сферу воздействия на них человека при строительстве зданий, сооружений, дорог и других объектов. В грунтоведении горные породы изучаются как среда, в которой живет и на которой строит человек.
Исследование грунтов необходимо для решения проблемы развития железнодорожных и автодорожных магистралей, освоения морского шельфа, возведения тепловых, атомных и гидроэлектростанций, сельскохозяйственной мелиорации, промышленного и гражданского строительства, а также для других целей.

• Изучение физико-механических свойств горных пород, которые определяют их поведение под воздействием инженерных сооружений. Важнейшие физико-механические свойства грунтов:
• Прочность;
• Деформируемость;
• Изменчивость во времени под воздействием инженерных сооружений и природной обстановки;
• многие другие.

Классификации грунтов:
• общие - ГОСТ - 25100-2011
• отраслевые и частные (СНиП 11-02-96 );
• Региональные.

• Геологические - по возрасту, генезису, условиям и формам залегания;
• Химико-Минералогические - по мин.составу, степени и характеру засоленности, составу обменных ионов
• Петрографические - по гранулометрическому составу, структуре, текстуре, сцементированности;
• Стойкость - по способности сопротивляться факторам выветривания и растворения;
• Механическая прочность - по способности сопротивляться внешним механическим воздействиям, степень и характер деформирования под нагрузками;
• Физическое состояние - по степени влажности, выветренности, степени плотности, трещиноватости и др;

• по гранулометрическому составу;
• по степени плотности;
• по числу пластичности;
• по консистенции;
• по степени влажности.
Все классификации используются при проектировании фундаментов зданий и сооружений

• Скальные грунты - магматические,метаморфические и осадочные грунты. Классифицируются по прочности, по коэффициенту размягчаемости и по степени выветрелости. Залегают в виде сплошного массива или трещиноватого слоя. Они несжимаемы, водоустойчивы, практически водонепроницаемы. Скальные грунты подразделяют по степени выветрелости на:
• монолитные - практически нетронутые выветриванием, слабовыветрелые (трещиноватые), залегающие в виде несмещенных глыб;
• выветрелые - сильно раздробленные, состоящие из мелких кусков.
• Полускальные грунты - трещиноватые, сильно выветрелые магматические породы и некоторые осадочные породы. По прочности достаточно устойчивы.
Полускальные грунты при обычных величинах давлений, передаваемых на них, обладают некоторой способностью пластически консолидироваться. Грунт под фундаментами зданий и сооружений в ряде случаев способен уплотняться.Важной характеристикой полускальных грунтов является их неустойчивость к воде (размягчение и растворение). Для многих полускальных грунтов важной особенностью является трещиноватость. Прочность отдельных образцов полускальных грунтов может дать ошибочное представление о прочности всего массива. Процесс выветривания приводит к механическому распаду полускальных грунтов и к химическому разложению их минералов, что приводит к снижению прочности грунтов.

• Дисперсные грунты состоят из отдельных обломков (частиц) различной крупности, слабо связанных друг с другом. Их образование связано с выветриванием скальных грунтов и последующим переотложением продуктов выветривания водными, ветровыми и другими способами.
• Для дисперсных грунтов характерны нежесткие механические и водно-коллоидные структурные связи. К грунтам этого типа относят рыхлые осадочные обломочные породы, которые подразделяются на связные и несвязные.
• Дисперсные грунты, особенно связные, отличаются значительно меньшей прочностью и большей деформируемостью. Для них характерна резкая изменчивость физического состояния и свойств, многообразие текстурно-структурных особенностей, высокая пористость, слабые структурные связи и весьма различная водопроницаемость от высокой для несвязных грунтов (песков и галечников) до очень низкой (связные грунты).

Дисперсные грунты делятся на:
• Крупнообломочные - несцементированные породы из обломков кристаллических или сцементированных осадочных пород (щебень, гравий, галечник и др.), содержащие более 50% (по весу) обломков размером свыше 2 мм. Прочность крупнообломочных грунтов связана с их плотностью. Укладка обломков может быть рыхлая и плотная. Под нагрузками крупнобломочные грунты практически не уплотняются и относятся к надежным основаниям для сооружений. Обладают большой водопроницаемость. В водонасыщенном состоянии слабо сопротивляются воздействию сейсмических явлений.
• Песчаные - сыпучие в сухом состоянии грунты, не обладающие свойствами пластичности и содержащее менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм. В состав этого класса входят различные по крупности пески, лишенные структурных связей, находящиеся в сыпучем или текучем состоянии. При увлажнении пески приобретают небольшую связность.Пески обладают водопроницаемостью от средней до высокой. Рыхлые пески легко переводятся в твердые вибрационными усилиями, а под давлением уплотняются незначительно. Интенсивность уплотнения песков почти не зависит от влажности. Пески являются устойчивыми и надежными основаниями для различных зданий и сооружений.

• Глинистые - связные в сухом состоянии грунты (супеси, суглинки, глины). Структуры глинистых грунтов сложные и разнообразные. Каждая глинистая порода не представляет собой сплошную, монолитную массу. Минеральные частицы (скелет породы) занимают лишь часть объема породы. Другую ее часть составляют поры, заполненные воздухом, либо воздухом с водой или только водой. В большинстве случаев глинистые грунты представляют собой сочетание трех фаз - твердой (минеральной), жидкой и газообразной. Количественное сочетание этих фаз непостоянно и существенно сказывается на свойствах глинистых пород. Особенностью таких грунтов является большая сжимаемость под давлением, изменение свойств во времени.