Тема 1.1 Климат, орография, геоморфология.. 1. 1Природноклиматические и инженерногеологические условия района строительства
 Скачать 21.79 Kb.
|
|
Тема: 1.1Природно-климатические и инженерно-геологические условия района строительства. Лекция №1-2. Геоморфология – наука о рельефе твердой поверхности Земли и его развитии в пространстве и во времени. Рельеф – совокупность неровностей земной поверхности, разных по очертаниям, размерам, происхождению, возрасту и истории развития. Слагается из положительных форм, образующих возвышенности, и отрицательных, представляющих собой впадины. Формы рельефа – отдельные трехмерные тела, занимающие определенные объемы земной коры. Они ограничены двухмерными (поверхностными) элементами, или гранями рельефа (склонами, горизонтальными и субгоризонтальными поверхностями). Формы могут быть выпуклыми, или положительными (горы, холмы), и вогнутыми, или отрицательными (котловины, речные долины и т.д.). Положительные и отрицательные формы, закономерно сопрягаясь между собой, образуют типы рельефа. Формы рельефа классифицируются по размеру, морфологии, генезису и возрасту. Элементы рельефа – это поверхности, линии и точки, сочетания которых создают трехмерные формы (формы рельефа). Морфолитогенез – сложный процесс одновременного образования экзогенных форм рельефа и рыхлых отложений. Факторы, непосредственно влияющие на формирование неровностей земной поверхности – ее рельеф, условно могут быть объединены в группу рельефообразующих. Тема I. Основные рельефообразующие процессы и факторы рельефообразования. Характеристика генетических взаимосвязей. Процессы, влияющие на формирование твердой оболочки Земли по своему положению относительно ее поверхности подразделяются на эндогенные и экзогенные. Эндогенные процессы протекают в условиях высоких температур и давлений. Гравитационное поле Земли и силы вращения могут влиять на форму планеты, вызывать вертикальные и горизонтальные перемещения фрагментов литосферы разной плотности, процессы диапиризма и т.д. Для рельефообразования наибольшее значение имеют механические движения литосферы, магматизм и метаморфизм. Один из важнейших результатов - формирование первичных неровностей твердой поверхности Земли - тектонически обусловленных поднятий и впадин. Экзогенные процессы делятся на 3 группы: выветривание, денудация (снос) и аккумуляция (накопление). Денудация и аккумуляция по эффекту воздействия на рельеф являются нивелирующими. Воздействие силы тяжести и силы вращения оказывают влияние на ряд экзогенных факторов. Климат Земли определяет генетические типы экзогенных процессов и, отчасти, интенсивность их воздействия на земную поверхность. Латеральные изменения климата определяются положением Земли относительно Солнца и образуют планетарную климатическую зональность. Изменения климата с высотой образуют ороклиматическуюзональность, которая обусловлена ростом тектонических поднятий и изменением температуры атмосферы с высотой. Большое рельефообразующее значение имеют изменения климата во времени. Экзогенные факторы. Под экзогенными факторами понимаются процессы рельефообразования, обусловленные выветриванием, денудацией и аккумуляцией. Они генетически и причинно связаны с эндогенными факторами, приповерхностным гравитационным полем Земли, ее климатом, а также влиянием Солнца и Луны. Формы рельефа, в образовании которых главная роль принадлежит экзогенным процессам, называются морфоскульптурами. Выветривание – сочетание процессов разрушения горных пород, слагающих земную поверхность под воздействием внешних оболочек и Солнца. Они подготавливают материал для дальнейших денудации и аккумуляция . Источники энергии для процессов выветривания–энергия Солнца и физико-химическое воздействие атмосферы и гидросферы. Климат определяет избирательное развитие основных генетических типов выветривания и влияет на скорость их течения. Денудация по общему характеру воздействия – процесс снижения земной поверхности. Подразделяется на общую, или плоскостную, и линейную, развивающуюся избирательно. Аккумуляция – процесс повышения земной поверхности. Может быть региональной и локальной. Генетические типы денудации и аккумуляции зависят от физико-географической обстановки; возникновение процессов, их скорость и продолжительность полностью соответствуют источникам энергии. Денудация и аккумуляция протекают только при наличии неровностей земной поверхности и прекращаются при их уничтожении. В геоморфологическом аспекте эндогенные факторы порождают неровности земной поверхности, экзогенные факторы – нивелируют их. От соотношения эндогенных и экзогенных факторов зависит степень выравнивания. На поверхности суши, в эпиконтинентальных морях, озерах, реках выделяются две основные обстановки развития экзогенных процессов: субаэральная (наземная) и субаквальная (подводная). В пределах суши различаются платформенная и орогенная обстановки, характеризующиеся различным развитием экзогенных процессов и коррелятивных им отложений. В платформенных областях на обширных площадях с однообразными орографическими и климатическими условиями каждый из генетических типов экзогенных процессов получил самостоятельное и наиболее полное развитие. Для орогенных областей со сложным контрастным рельефом в условиях ороклиматической зональности характеренпарагенез генетических типов и их изменчивость в пространстве. Эндогенные факторы. Под эндогенными рельефообразующими факторами понимаются процесы, обусловленные внутренним развитием литосферы и создающие неровности земной поверхности в условиях приповерхностного гравитационного поля Земли и под воздействием ее движений в пространстве. Структурные формы, выраженные в рельефе - полигенные образования, т.к. всегда в различной степени искажены экзогеннми процессами. Источники энергии эндогенных процессов подразделяются на : Внешние (космические); Внутренние (земные): 1) потенциальная энергия массы Земли и создаваемого ею гравитационного поля; 2) энергия движения Земли; 3) энергия, выделяемая Землей в процессе развития планетарной материи. По своему воздействию на земную поверхность эндогенные факторы могут быть подразделены настатические и динамические. Динамические, или активные, эндогенные факторы - общие и частные движения земной коры. Динамика определяется направлением, скоростью и неравномерностью движений в пространстве и времени. К основным статическим, или пассивным, эндогенным факторам относятся: литолого-стратиграфические условия и глубина денудационного среза. Деформация пород – структурная форма (СФ) является как статическим, так и динамическим факторам. Если денудации подвергается неразвивающаяся (мертвая) СФ, то она играет роль пассивного фактора - в рельефе препарируются ее отдельные части. Если СФ живая и выражена в рельефе в результате активного развития складки (блока), то ее рельефообразующее значение - активное, отражающее новейшие движения земной коры. Выражение в рельефе неразвивающейся СФ определяется различными сочетаниями трех параметров: 1) типом тектонических деформаций; 2) устойчивостью пород, ее слагающих, и последовательностью их чередования; 3) глубиной денудационного среза в современную эпоху. Морфологическое выражение развивающейся СФ зависит от: А – статических факторов – глубина денудационного среза, структурные и литолого-стратиграфические условия; Б – комплекса динамических параметров - тип развивающейся деформации и характеристика ее механических перемещений. Наиболее распространены мозаичные СФ - поднятия и впадины, включающие отмершие деформации. Структурные формы при различном характере общих тектонических движений Мертвые тектонические деформациитолько в условиях общего поднятия могут кратковременно создавать неровности земной поверхности. Они зависят от устойчивости пород процессам денудации, структурных особенностей и глубины денудационного среза. Развивающиеся СФ получают выражение в рельефе только при преобладании скорости вертикальных тектонических движений над нивелирующими экзогенными процессами. Большое значение имеет общий характер движений, особенно при несовпадении знаков общих и частных вертикальных перемещений. Статические рельефообразующие факторы. Глубина денудационного среза, сформировавшегося к современной эпохе в значительной степени определяет структурные и литолого-стратиграфические условия. Выделяются денудационные срезы 4-х типов: I – в неуплотненных недислоцированных молодых отложениях (формируются слабохолмистые поверхности водоразделов, ограниченные склонами речных долин); II – в уплотненных недислоцированных осадочных породах с отдельными бронирующими пластами (рельеф плато и куэст); III – в уплотненных дислоцированных осадочных породах (возвышенности, тождественные бронированным сводам и крыльям); IV – в магматических и метаморфических породах фундамента (разнообразные формы скалистых возвышенностей и ущелистых долин). Структурные и литолого-стратиграфические условия. Особенности строения структуры определяют разнообразие рельефа при неизменяющихся динамических факторах. Устойчивость пород и мощность толщ.Устойчивые осадочные породы, отпрепарированные процессами селективной денудации, образуют бронирующие поверхности. Они создают формы, тождественные тектоническим деформациям или их отдельным элементам. Горные сооружения с широким выходом на поверхность пород с примерно равной и значительной устойчивостью образуют крутые монотонные склоны. При чередовании пластов пород разной устойчивости значительной и равноценной мощности препарируются бронирующие поверхности. При преобладании толщ неустойчивых пород формируется аструктурный нейтральный рельеф округлых холмов, гряд и межгрядовых долин. Угол падения. В областях распространения осадочных пород определяет образование денудационных форм, возникающих при избирательномпрепарированни различно наклоненных бронирующих пластов: плато – угол наклона бронирующего слоя - 0 - 2о; куэсты – угол наклона - до 10 – 12о; гряды (моноклинальные гребни) – угол наклона более 12о; вогнутые плато и своды образуются, если в ядре складки выходят устойчивые породы. Угловое несогласие в условиях воздымания и селективной денудации часто представляет границу между типами рельефа различного морфологического. Морфология мертвых складок. Морфология замка и его соотношение с крыльями. Основными формами рельефа, образущимися в процессе денудации мертвых складок, являются их бронированные элементы: своды – возвышенности или их части – слабо вогнутые или выпуклые плато, и крылья – системы бронированных гряд, разделенных межгрядовыми понижениями. Наклон осевой поверхности. В зависимости от ее наклона складчатые деформации могут образовывать в рельефе симметричные и асимметричные формы. Морфология мертвых разрывов. На участках мертвых разрывов образуются слабые зоны, часто разрабатываемые реками. Возвышенности маркируют разрыв не в соответствии со знаком древних движений, а в зависимости от устойчивости пород, слагающих крылья раврыва. Строительство с учетом природно-климатических условий При строительстве жилого дома важно в полной мере учесть природно-климатические условия района строительства, которые существенно влияют на принятие правильных инженерных решений. К факторам, связанным с природно-климатическими условиями, относят температуру и влажность наружного воздуха, высоту снегового покрова, преобладающее направление ветра, глубину сезонного промерзания грунта, уровень грунтовых вод. При принятии решения о типе и толщине ограждающей конструкции (наружных стен, подвального цокольного или чердачного перекрытий) учитывают расчетную зимнюю температуру наружного воздуха, которую принимают для массивных конструкций как среднюю температуру наиболее холодной пятидневки, а для ограждений из легких конструкций (малой массивности) - как среднюю температуру наиболее холодных суток. Для ограждений средней массивности в качестве расчетной используют среднюю температуру наиболее холодных 3 суток (как среднее арифметическое температур наиболее холодных суток и наиболее холодной пятидневки). Стены из сплошной кирпичной кладки из обыкновенного глиняного и силикатного кирпича толщиной 250 мм (1 кирпич) относятся к ограждающим конструкциям малой массивности, толщиной 380-510 мм (1,5-2 кирпича) - средней, толщиной 640 мм (2,5 кирпича) и более - массивные. Стены из бруса толщиной 100 мм являются ограждающими конструкциями малой массивности, а толщиной 150 мм - средней массивности. Конструкции наружных ограждений устанавливают также с учетом влажности воздуха внутри помещений дома, а также зоны влажности территории, где будут строить дом. Помещения подразделяют по условиям эксплуатации на три зоны: сухую, нормальную и влажную (сырую). Большая часть помещений дома имеет сухой и нормальный режим влажности, а ванная комната, сауна, баня, помещение прачечной - влажный. В таких помещениях предусматриваются меры по защите стен от влаги и соответствующий режим вентиляции. При устройстве конструкций дома - крыши, мансарды, веранды, легких стен необходимо учитывать нагрузки от снега и ветра. Масса снегового покрытия на 1 м2 горизонтальной поверхности в различных районах России колеблется от 50 до 250 кг. В Московской области эта величина составляет 100 кг/м2. При расчете стропильной системы крыши следует учитывать наряду с массой материала кровельного покрытия и эту величину. Снеговая нагрузка учитывается и при определении суммарной нагрузки конструкций дома на фундамент. |