sciaga_z_geologii2.doc

1. Ablacja – czynniki na nią rządzące i powstawanie deluwiów.

-budowa geologiczna: występuje na lessach i glinach, nie występuje na skałach litych.

-rzeźba terenu: intensywność wzrasta wraz z kątem pochylenia terenu, istotne znaczenie ma kształt zbocza.

-intensywność opadów: małe opady nie mogą zmywać powierzchni w przeciwieństwie do gwałtownych opadów, ulew.

-stopień pokrycia szata roślinną: rośliny hamują proces ablacji, najlepiej roślinne.

-działalność człowieka: człowiek może zahamować proces zmywania przez sadzenie szaty roślinnej, a także przyśpieszyć okres przez ścinanie roślinności.

DELUWIA-dzięki ablacji powierzchnia terenu ulega stopniowemu wyrównaniu, zmywany materiał z wyższych stoków osadzany jest u podnóża w postaci deluwiów. Utwory te tworzą pokrywy w zagłębiach bezopadowych.

2. Charakterystyka geologiczno-inżynierska deluwiów:

Z punktu geologiczno-inżynierskiego deluwia nie są dobrym podłożem budowlanym. Są to utwory młode i z reguły o zróżnicowanym składzie granulometrycznym, nie skonsolidowane. Wykazują dużą ściśliwość.

3. Rodzaje działalności wiatru i ich charakterystyka:

Działalność niszcząca- deflacja i korozja, twórcza-akumulacja. DEFLAKCJA: czyli wywiewanie, występuje na obszarach skał luźnych i suchych. Polega na przenoszeniu przez wiatr frakcji pyłowej i  pisakowej z jednego miejsca w drugie. W Jej wyniku powstają nisze deflacyjne. Kresem deflacji jest poziom zwierciadła wód podziemnych. Na pustyniach w jej wyniku powstają oazy. KOROZJA: polega na ścieraniu skał przez uderzające ziarna piasku. Ziarna frakcji piaskowej unoszone są do wysokości 3m, na tej wysokości najsilniej atakowane są skały. Powstają w ten sposób zagłębienia o wygładzonych powierzchniach. W klimacie wilgotnym proces ten nie występuje. AKUMULACJA: ma miejsce gdzie siła wiatru porwania cząstek skalnych maleje, rozpoczyna się wtedy proces akumulacji (gromadzenia). Piasek tworzy wydmy, pył-pokrywy, płaty. Skałę zbudowaną z pyłu niesionego nazywamy lessem.

4. Rodzaje wydm i ich przekształcanie: + rys

Wydma – forma geomorfologiczna utworzona przez piasek niesiony przez wiatr. Rodzaje: Poprzeczna – ma postać wału rozciągniętego w przybliżeniu prostopadle do kierunku wiatru. W klimacie umiarkowanym (duża ilość opadów) wydma ta przekształca się w wydmę paraboliczną – następuje to przez przytrzymanie przez roślinność końców wydmy poprzecznej, a tym samym jej środek posuwa się szybciej. W klimacie suchym, na równinach, gdzie jest mało piasku powstają barchany w tym przypadku końce wydmy posuwają się szybciej niż środek. Wydmy paraboliczne i barchany przekształcają się w wydmy podłużne wydłużone zgodnie z kierunkiem wiatru. Na terenach gdzie nie ma dominującego kierunku wiatru mamy pola wydmowe.

5. Warunki geologiczno-inżynierskie na terenach wydmowych:

Obszary te charakteryzują się bardzo zróżnicowaną rzeźbą terenu. Wydmy w większości zbudowane są z piasków o wysokim stopniu selekcji. Są luźne i słabo zagęszczone, te cechy są niekorzystne w budownictwie. Piaski wydmowe mają wysoki wznios kapilarny, jest to niekorzystne, skutkiem może być zawilgocenie podziemnych części obiektów, w przypadku braku odpowiedniej izolacji. Występujące w wydmach przewarstwienia jakie tworzą gleby kopalne, stanowią dodatkowe osłabienie podłoża. Duże obszary wydmowe są szczególnie trudne dla budownictwa liniowego, zmienność podłoża może doprowadzić do częstych zmian w technologii budowy.

6. Geneza lessów i ich charakterystyka geologiczno-inżynierska:

Lessy powstają w facji pustyniowej lub lodowcowej. Pierwsze z nich powstają w sąsiedztwie pustyń, drugie w przedpolu lodowców. Przypuszcza się że w sąsiedztwie lodowców istniał klimat suchy. Wiatr wywiewał cząstki pyłowe z utworów lodowcowych i osadzał je w odległości kilkuset kilometrów od czoła lodowców w postaci lessów.

Less jako podłoże budowlane stwarza dużo problemów, jest porowaty, stosunkowo ściśliwy przy zawilgoceniu jego ściśliwość rośnie. Skutkiem może być osiadanie zapadowe budowli, konsekwencją jest uszkodzenie obiektu. Dlatego podłoże lessowe musi być wcześniej specjalnie przygotowane. Polewa się je wodą i dogęszcza maszynami. Inną złą cechą jest mała odporność na ablację (ważne dla bud drogowego i kolejowego). Odwodnienie tych gruntów jest bardzo kosztowne (metodą igłofiltrów).

7. Typy genetyczne jezior na terenie Polski:

Endogeniczne – Nie występują w Polsce.

Egzogeniczne: (czynniki zewnętrzne)

a)    jeziora lodowcowe – moreny dennej; na obszarze moreny dennej, płaskie brzegi, niewielka głębokość (Śniardwy) – moreny czołowej; kształtem zbliżone do jezior moreny dennej – jeziora rynnowe; na obszarze moreny dennej, wąskie, długie, wysokie brzegi (szczeliny lodowcowe Ryńskie, Bełdan) – zastoiskowe; obecnie nie występują – jeziora typu mieszanego – jeziora cyrkowe; w terenach górskich.

b)   Jeziora rzeczne; tworzą się w odciętych zakolach

c)    Jeziora osuwiskowe; są nietrwałe, po jakimś czasie rzeka usuwa osady złożone przez ruch osuwiskowy (tzw. Koluria).

d)   Jeziora morskie; powstają przez odcięcie zatoki przez mierzeje (jez. Łebsko)

e)    Jeziora eoliczne; występują w niszach deflacyjnych

f)    Jeziora sztuczne; utworzone przez człowieka.

8. Proces zarastania jezior: + RYS

Misy jeziorne wypełniają się osadami klasycznymi, później chemicznymi  na końcu organogenicznymi. Jest to tzw. Stadium jeziorne, które w końcowej fazie przekształca się w stadium bagienne. Bagna tworzą się na miejscach dawnych jezior, również tam gdzie zwierciadło wody dochodzi do powierzchni terenu, lecz zagłębienie jest zbyt małe aby utworzył się zbiornik wodny. + rys 51

9. Warunki geologiczno-inżynierskie na terenie akumulacji jeziornej i bagiennej:

Torfy są gruntami o zróżnicowanym składzie, wodoprzepuszczalności i spójności. Są porowate, duża ściśliwość co dyskwalifikuje je jako podłoże budowlane. Nie należy opierać na nich bezpośrednio żadnych fundamentów. Ściśliwość nie jest wszędzie jednakowa. Obiekty ważne powinny być postawione na fundamentach głębszych. Niebezpieczeństwo dla budowli stanowi także woda zaskórna zanieczyszczona i agresywna dla betonów i metali. Badania na tych obszarach powinny być wnikliwie prowadzone. Niekorzystne jest występowanie torfów w kilku warstwach przedzielonych piaskiem, gdyż łatwo popełnić błąd w badaniach terenowych.

10. działalność niszcząca mórz i jezior (abrazja-rysunki): + rys

Jezior – zależy od wielkości brzegów jeziora. Im większe tym intensywniejszy zachodzi proces niszczenia. Niszczenie polega na rozmywaniu i erodowaniu brzegu przez fale wywołane działalnością wiatru. Proces niszczenia nazywamy abrazją (powstawanie obrywów i osypisk w zależności od materiału budującego brzeg). Zespół procesów niszczących nazywamy transformacją brzegową. Procesy niszczące dają efekt cofania się brzegów. W Polskich jeziorach proces abrazji nie ma większego znaczenia.

Mórz – (czyli abazja) przejawia się wzdłuż wybrzeży morskich. Zależy od wysokości i prędkości fal, budowy geologicznej brzegów i ich rzeźby. Niszczenie przebiega podobnie jak przy jeziorach. Falowanie mórz mające znaczny wpływ na niszczenie brzegów jest spowodowane wiatrem oraz przyciąganiem ziemskim przez słońce i księżyc. Znaczenie mają również miotane przez fale okruchy skalne. Przypływy i odpływy mają duże znaczenie w rozwoju linii brzegowej. Działalność fal morskich jest selektywna, wybrzeża zbudowane z miękkich skał szybko ulegają zniszczeniu, z twardych –powoli. + rys 52

11. Wymienić i scharakteryzować podstawowe cechy geologiczno-inżynierskie skał:

Cecha mi skał nazywamy te właściwości które mają wpływ na ocenę podatności podłoża do postawienia na nim budowli. Dzielimy je na:

- cechy fizyczne; określają stan fizyczny skały, do najważniejszych z nich należą: porowatość (stosunek objętości porów do objętości całej skały), gęstość właściwa (stosunek masy składników mineralnych do ich objętości), gęstość objętościowa (stosunek masy skały do jej objętości), wilgotność (stosunek masy wody zawartej w skale do masy całej skały), wodoprzepuszczalność.

- cechy mechaniczne; wytrzymałość (powszechnie stosowaną miarą jest wytrzymałość na ścinanie), ściśliwość.

12. Rodzaje porowatości skał, przykłady liczbowe:

Ze względu na rodzaj pustych przestrzeni dzielimy na; intergranularną, szczelinowatość i kraskowatość. Najczęściej spotykanym jest ta pierwsza, występująca prawie we wszystkich skałach, druga niemal wyłącznie dla skał litych. Krasowatość to puste przestrzenie powstałe dzięki procesowi krasu.

Ze względu na istniejące połączenia między porami dzielimy na: otwartą i zamkniętą. W przypadku rumoszów i żwirów możemy mówić o porowatości podwójnej. Przykłady liczbowe: skaliste: Granity; 0,2-2,2 Marmury ; 0,1-0,6 nieskaliste: piaski; 20-48 Iły pstre; 32-50 Torfy; 76-90

13. Czynniki wpływające na porowatość skał nie scementowanych:

- stopień selekcji ziarn,

- kształt ziemi,

- sposób ułożenia ziarn,

- stopień obtoczenia ziarn.  + rys 61-64

14. Znaczenie gęstości objętościowej skał w zagad. Inż.:

Gęstość objętościowa zależy od: składu mineralnego, porowatości, wilgotności. W zagadnieniach inżynierskich pozwala obliczyć jakiemu naciskowi są poddawane skały na określonej głębokości przez skały nadległe. Parametr ten jest też niezbędny przy obliczaniu stateczności zboczy, jak również przy projektowaniu konstrukcji zabezpieczających zbocze przed powierzchniowymi ruchami masowymi.

15. Zdefiniować wilgotność naturalną skał:

Wilgotność skały wyznacza się ze stosunku masy wodnej zawartej w skale do masy całej skały, określa się ją w procentach. Wilgotnością naturalną skały nazywamy wilgotność jaką ma skała w warunkach naturalnych (w złożu). Wilgotność skał ma znaczący wpływ na ich cechy mechaniczne, co jest szczególnie zauważalne w przypadku skał spoistych.

16. Cechy petrograficzne wpływające na wytrzymałość skał litych:

Miarą wytrzymałości na ścinanie jest kąt tarcia wewnętrznego, można go porównać do kąta stoku naturalnego skał sypkich. Im większa wartość kąta tym większa wytrzymałość skały. Wartość zależy od czynników: wielkość ziarn budujących skałę, porowatość, kształt i stopień obtoczenia ziaren. Współczynnik ten jest największy dla skał litych. Często stosowanym wymiarem wytrzymałości jest wytrzymałość na ściskanie. Wielkością wytrzymałości na ścinanie jest są te same czynniki co wytrzymałością na ścinanie.

17. Ściśliwość skał i czynniki na nią wpływające:

Wykonujemy badania dla skał okruchowych nie scementowanych, i Np. Torfów na ściśliwość. Ta cecha jest istotna dla tych skał, gdyż są one środkami praktycznie niesprężystymi, łatwo odkształcalnymi. Miarą jest moduł ściśliwości. W przypadku gruntów spoistych czynnikiem wpływającym na ściśliwość jest wilgotność. Ze wzrostem wilgotności , na skutek zmniejszania się sił spójności będzie wzrastała ściśliwość gruntu spoistego. W gruntach sypkich ważną rolę odgrywają wielkość ziarna, stopień selekcji i obtaczania ziarna. Dla skał sypkich i spoistych ważna jest również ich przeszłość geologiczna.

18. Powierzchniowe ruchy masowe-definicja i przyczyny powstawania:

Powierzchniowe ruchy masowe – procesy zachodzące na zboczach w wyniku których materiał mas skalnych przemieszcza się z wyższych partii zbocza do niższych pod wpływem siły ciężkości.

Główną przyczyną powstawania jest siła ciężkości prowadząca do naruszenia równowagi zbocza. Warunki w których ta siła może działać powstaje: podcięcie zbocza przez erozje lub drogę czy przekop kolejowy, głębokie zwietrzenie i rozluźnienie skał. Innym czynnikiem jest udział wody powierzchniowej lub podziemnej. Znaczenie ma też kąt nachylenia zbocza i roślinność. Ruch może nastąpić wtedy gdy siła niszcząca jest większa od siły oporu.

19. Podział ruchów – wg A Kleczkowskiego:

20. Charakterystyka poszczególnych ruchów masowych

- osuwiska konsekwentne; powstają gdy powierzchnia rozwija się wzdłuż jakiejś naturalnej płaszczyzny istniejącej w skałach. Ten rodzaj nazywany zsuwem, rozwijają się tam gdzie warstwy skalne zapadają zgodnie z kierunkiem zbocza.

- osuwiska asekwentne; tworzą się w jednorodnych, niewarstwowanych utworach (iły, lessy). Powierzchnia poślizgu ma kształt wklęsły, cylindryczny.

- osuwiska insekwentne; przeciwieństwo konsekwentnych, gdyż powierzchnia poślizgu rozwija się niezależnie od istniejących powierzchni skałach. Powierzchnia jest wytworzona przez ścinanie i jest najczęściej wklęsła.

21. Charakterystyka rzeźb osuwisk:

Nisza – miejsce oderwania się materiału po zboczu, zakończona jest często progiem. Powyżej skarpy niszy pojawiają się szczeliny ułożone w półkole. Obszar niszy wtórnej  charakteryzują się licznymi progami, spłaszczeniami.

Rynna – obszar wgłębienia w podłożu, o wklęsłej formie w części środkowej.

Jęzor – obszar akumulacyjny, może przybierać różne kształty, w formie wydłużonej. W powierzchni jęzora występują podmokłości, źródła. Materiały zgromadzone w jęzorze nazywamy koluria.

22. Osuwisko i jego elementy na planie i w przekroju:

Osuwisko – jest rezultatem naruszania stanu równowagi na zboczu w pewnej przestrzeni, masy skalnej, spowodowanego osłabieniem sił utrzymujących do przemieszczenia wzdłuż powierzchni poślizgu. Przyczynami powstawania jest: anizotropia materiału, stosunki wodne. Charakterystyczne formy pozwalają łatwo rozpoznać je na planie i w przekroju. W planie osuwiska przybierają różne kształty a w przekroju charakterystyczny układ warstwic.

23. Geologiczno-inżynierskie badania terenowe na obszarach osuwiskowych:

Badania powinny być przeprowadzone wizją terenową. W trakcie prowadzenia pracy terenowych należy:

- wykonać mapę geologiczną osuwiska i terenu przyległego

- wykonać pkty badawcze w przekrojach wzdłuż osuwis

- wykonać kilka razy pomiary geodezyjne w otoczeniu osuwiska i na obszarze sąsiadującym

-wykonań pomiary przemieszczeń gruntu wyrobiskach

- przeprowadzić badania geofizyczne (jeśli konieczne)

- wykonać zdjęcia naziemne obszaru osuwiskowego

- przeprowadzić wywiad z miejscową ludnością o czasie i okoliczności powstania osuwiska.

Badania te mają na celu określenie budowy geologicznej i warunków wodnych obszaru, ustalenie przebiegu poślizgu.

24. Problemy budownictwa na obszarach zagrożonych powierzchniowymi ruchami masowymi:

Obszary te są trudne do zabudowy. Należy unikać tych terenów. W przypadku osuwisk problemy muszą być rozwiązywane każdorazowo indywidualnie, nie wolno stosować żadnych schematów. Aby zabezpieczyć osuwisko należy na początku odwodnić obszar osuwiskowy, przeprowadza się również regulację zbocza (zmniejszenie jego pochylenia), następnie zabezpieczamy zbocze palami, rusztem z pali, ścianami oporowymi.

25. Typy genetyczne wód podziemnych:

- wody infiltracyjne; główna masa wód podziemnych, powstają z wód wsiąkających w głąb ziemi.

- kondensacyjne; powstają ze skroplenia pary wodnej w skałach. Zjawisko występuje głównie w klimacie suchym i gorącym, jest mało tych wód.

- juwenilne; pochodzą z magmy i po raz pierwszy biorą udział cyklu hydrologicznym, są to wody o podwyższonej temperaturze.

- reliktowe; szczątkowe są wyłączone z cyklu hydrologicznego. Mogą stanowić resztki dawnych mórz.

26. Strefy aeracji i saturacji +RYS

Strefa saturacji; (nasycenia)  dolna część warstwy przepuszczalnej.

Strefa aeracji; (napowietrzenia) górna część warstwy.

Granicę między nimi stanowi zwierciadło wody podziemnej. Strefy te możemy obserwować przez wykop (np. w piaskach). +rys 66

27. Wody podziemne w strefie aeracji +RYS

Do wód strefy aeracji zaliczamy: wodę wsiąkową i zawieszoną więc w tej strefie może występować woda związana i wolna. Woda wsiąkowa pochodzi z opadów atmosferycznych i grawitacyjnie przemieszcza się w dół. Występuje okresowo po opadach. Woda zawieszona występuje w soczewkach wodoszczelnych lub słabo wodoszczelnych, znajdujących się powyżej zwierciadła wody podziemnej. Ma ona charakter wód zaskórnych. Należą do nich także wody związane (higroskopijne; właściwościami przypomina ciało stałe, dla budownictwa nie ma ona większego znaczenia. Na zewnątrz tej wody tworzy się grubsza warstwa wody błonkowatej., błonkowate, kapilarne; podlegają działaniu sił napięcia powierzchniowego, dzielimy ją na wodę kapilarna właściwą i zawieszoną).

28. Różnice między wodami wolnymi a związanymi:

Stosunki wodne zależą nie tylko od budowy geologicznej ale również warunków klimatycznych. Warunkiem występowania wody w skałach jest także porowatość. Skały porowate mogą gromadzić wodę, która w pewnych warunkach nie może przemieszczać się w skale – woda związana, w innych może przez nie przepływać – woda wolna.

29. Wody podziemne w strefie saturacji:

Są to wody wolne:

- przypowierzchniowe; występują tuż pod powierzchnią ziemi na głębokości od 0 do 1 metra i znajdują się pod wpływem działania czynników zewnętrznych. Zasilane są opadami atmosferycznymi.

- gruntowe; wody zbliżone swym charakterem do wód powierzchniowych, granica między nimi jest umowna.

- wgłębne; znajdują się pod warstwą wodoszczelną, mogą występować w kilku poziomach, w zależności od budowy geologicznej. Zasilane są przez okna hydrologeologiczne.

- głębinowe; wody wyłączone z cyklu hydrologicznego. Znajdują się na dużych głębokościach i posiadają duże ciśnienie. Występują w pobliży złóż ropy naftowej. Dla budownictwa nie mają one większego znaczenia.
 

30. Cechy hydrogeologiczne skał:

- porowatość; stosunek objętości porów do objętości całej skały, jest jedną z ważniejszych cech hydrogeologicznych skał.

- wodoprzepuszczalność; zdolność przepływu wody przez skałę, mirą jej jest ilość przepływającej wody w jednostce czasu przez określony przekrój. Przy stałej prędkości filtracji ilość przepływającej wody zależy od przekroju.

- wodochłonność; zdolność do pochłaniania i gromadzenia wody przez skałę. Wodę mogą chłonąć tylko skały posiadające próżnie. Cecha ta jest wykorzystywana w projektowaniu budowli hydrotechnicznych.

- odsączalność; zdolność skały nasyconej całkowicie do oddania wody wolnej, ściekającej pod działaniem siły ciężkości. Ilość odsączonej wody zależy od porów.

31. Rodzaje zwierciadła wód podziemnych, przykłady

Zwierciadło swobodne – charakteryzuje się tym że ciśnienie w każdym punkcie na jego powierzchni ...