Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Февраля 2014 в 16:17, контрольная работа
К группе скальных грунтов относятся так называемые полускальные грунты. Это сильно т р е щ и н о в а т ы е и выветрелые магматические породы, вулканические туфы и ряд осадочных пород – гипс, ангидрит, каменная соль, известняк – ракушечники, мел, опоки, кремнистые глины, а также конгломераты, брекчии, песчаники со слабым цементирующим веществом и сцементированные льдом породы зоны устойчивой вечной мерзлоты. Все эти породы по прочности достаточно устойчивы, но менее прочны, чем скальные, более пористы и влагоемки, водопроницаемы по трещинам.
Оглавление
К группе скальных грунтов относятся так называемые полускальные грунты. Это сильно т р е щ и н о в а т ы е и выветрелые магматические породы, вулканические туфы и ряд осадочных пород – гипс, ангидрит, каменная соль, известняк – ракушечники, мел, опоки, кремнистые глины, а также конгломераты, брекчии, песчаники со слабым цементирующим веществом и сцементированные льдом породы зоны устойчивой вечной мерзлоты. Все эти породы по прочности достаточно устойчивы, но менее прочны, чем скальные, более пористы и влагоемки, водопроницаемы по трещинам.
Для многих скальных и полускальных грунтов важной особенностью является трещиноватость. Прочность отдельных образцов скальных и полускальных грунтов может дать ошибочное представление о прочности всего массива. Так, образцы грунтов могут обладать большой прочность, а грунты в массиве, будучи рассечены многочисленными трещинами, могут быть неустойчивым основанием сооружений.
Полускальные грунты в отличие от несжигаемых скальных при обычных величинах давлений обладают некоторой способностью пластически консолидироваться. Грунт под зданиями и сооружениями в ряде случаев может уплотнятся (мергели, кремнистые сланцы). Другой их характеристикой является отношение к воде. Некоторые полускальные грунты (гипс, каменная соль) растворяются в воде. Другие в воде только размягчаются. Особенно сильно размягчаются грунты, содержащие много глинистых минералов, а также ангидрит, который под влиянием воды переходит в гипс и вызывает набухание. После размягчения несущая способность грунтов уменьшается.[1]
В состав твердой части грунта входит органическое вещество, основная (80 - 90%) часть которого представлена сложным комплектом из гумусовых веществ, или гумуса. Органическое вещество состоит также из соединений растительного, животного и микробного происхождения, содержащих клетчатку, лигнин, белки, сахара, смолы, жиры, дубильные вещества и т.д. и промежуточные продукты их разложения. При разложении органических веществ в почве содержащийся в них азот переходит в формы, доступные растениям. В естественных условиях они являются основным источником азотного питания растительных организмов. Многие органические вещества участвуют в создании органо-минеральных структурных отдельностей (комочков). Возникающая теоретическая структура почвы во многом определяет ее физические свойства, а также водный, воздушный и тепловой режимы. Органо - минеральные соединения представлены солями, глинисто - гумусовыми комплексами, комплексными и внутрикомплексными (хелаты) соединениями гумусовых кислот с рядом элементов (в их числе Al и Fe). Именно в этих формах последние перемещаются в почву.
В твердой части преобладают минеральные вещества. Первичные минералы (кварц, полевые шпаты, роговые обманки, слюды и др.) вместо с обломками горных пород образуют крупные фракции; вторичные минералы (гидрослюды, монтмориллонит, каолинит и др.), формирующиеся в процессе выветривания, - более тонкие. Рыхлость сложения почвы обусловливают состава ее твердой части, включающей частицы разного размера (от коллоидов почвы, измеряемых сотыми долями мк, до обломков диаметром в несколько десятков см). Основную массу почв составляет обычно мелкозем - частицы менее 1 мм
Минеральный состав твердой части грунта во многом определяет ее плодородие. Органических частиц (растительные остатки) содержится немного, и только торфяные почвы почти полностью состоят из них. В состав минеральных веществ входят: Si, Al, Fe, K, N, Mg, Ca, P, S; значительно меньше содержится микроэлементов: Сu, Mo, I, B, F, Pb и др. Подавляющее большинство элементов находится в окисленной форме. Во многих почвах, преимущественно в почвах недостаточно увлажняемых территорий, содержится значительное количество СаСО3 (особенно если почвы образовались на карбонатной породе), в почвах засушливых областей - СаSO4 и др. более легко растворимые соли; почвы влажных тропических областей обогащены Fe и Al. Одна реакция этих общих закономерностей зависит от состава почвообразующих пород, возраста почвы, особенностей рельефа, климата и т.д. Например, на основных изверженных породах формируются почвы более богатые Al, Fe, щелочноземельными и щелочными металлами, а на породах кислого состава - Si. Во влажны тропиках на молодой коре выветривания почв значительно беднее окисями железа и алюминия, чем на более древних, и по содержанию сходны с почвой умеренных широт. На крутых склонах, где эрозионные процессы весьма активны, состав твердой части почвы незначительно отличается от состава почвообразующих пород. В засоленных почвах содержится много хлоридов и сульфатов (реже нитратов и бикарбонатов) кальция, магния, что связано с исходной засоленностью материнской породы, с поступлением этих солей из грунтовых вод или в результате почвообразования.[4]
Гранулометрическим составом почвы называют соотношение частиц различной крупности, выраженное в процентах.
Физические свойства почвенных фракций зависят от их размера (табл.).
Физические свойства почвенных фракций
Размер частиц почвенных фракций, мм |
Максимальная молекулярная влагоемкость, % |
Высота капиллярного поднятия воды, см |
Коэффициент фильтрации, см/с |
Набухание (по отношению к первоначальному объему), % |
|||
предел текучести, % от влажности |
предел раскатывания в шнур, % от влажности | ||||||
3...2 |
0,2 |
0 |
0,5 |
— |
Не пластична | ||
2,0...1,5 |
0,7 |
1,5.-3,0 |
0,2 |
— |
То же | ||
1,5...1,0 |
0,8 |
4,5 |
0,12 |
— |
« | ||
1,0...0,5 |
0,9 |
8,7 |
0,072 |
— |
« | ||
0,5...0,25 |
1,0 |
20...27 |
0,056 |
— |
« | ||
0,25...0,10 |
1,1 |
50 |
0,030 |
5 |
« | ||
0,10...0,05 |
2,2 |
91 |
0,005 |
6 |
« | ||
0,05...0,01 |
3,1 |
200 |
0,0004 |
26 |
« | ||
0,01-0,005 |
15,9 |
— |
— |
105 |
40 |
28 | |
0,005...0,001 |
31,0 |
— |
— |
160 |
48 |
30 | |
Менее 0,001 |
— |
— |
— |
405 |
87 |
34 | |
Камни — это обломки горных пород. Наличие камней в почвах затрудняет работу сельскохозяйственной техники, препятствует появлению всходов, росту и развитию растений. На каменистых почвах ускоряется износ плугов и других почвообрабатывающих орудий. При значительном содержании камней в почве проводят мелиоративные работы по их удалению.
По содержанию агрегатов размером более 3 мм (в % от массы почвы) выделяют почвы: некаменистые — 0,5 и менее, среднекаменистые — 5... 10 и сильнокаменистые — более 10.
Гравий представляет собой обломки первичных минералов. При высоком содержании гравия ухудшаются свойства почвы, снижается ее способность удерживать влагу, что неблагоприятно влияет на развитие сельскохозяйственных культур.
Песок — состоит из обломков кварца и полевых шпатов, обладает высокой водопроницаемостью и низкой влагоемкостью, не набухает, не пластичен. Песчаные фракции имеют низкое содержание элементов питания.
Пыль крупная характеризуется некоторыми свойствами песка: не пластична, имеет низкую влагоемкость, не набухает.
Пыль средняя — более дисперсная система по сравнению с крупной пылью, лучше удерживает влагу, имеет повышенную пластичность и связность.
Пыль мелкая — обладает рядом свойств, не присущих более крупным фракциям: содержит повышенное количество гумусовых веществ, способна образовывать структурные агрегаты, обладает поглотительной способностью. Однако при высоком содержании мелкой пыли в неагригированном дисперсном состоянии почва имеет следующие отрицательные свойства: низкую водопроницаемость, высокую набухаемость, липкость, плотное сложение.
Ил оказывает положительное
влияние на все свойства почвы. Илистая
фракция имеет высокую физико-
Химический и минералогический составы также зависят от размера фракций. Песчаные и пылеватые фракции в основном состоят из первичных минералов и отличаются высоким содержанием оксида кремния и низким содержанием оксидов алюминия, железа, кальция, магния, калия, фосфора и др. В илистой фракции, наоборот, содержание оксида кремния снижается и значительно повышается содержание всех элементов питания (табл.).
В песчаных и пылеватых
фракциях преобладают такие первичные
минералы, как кварц и полевые
шпаты (ортоклаз, микроклин, альбит), а также инертные соединения кремниевой кислоты.
Химический состав отдельных фракций
светло-серой лесной почвы (по Н. А. Качиненому)
Размер частиц почвенных фракций, мм |
Содержание, % | ||||||
SiО2 |
Аl2O3 |
Fe2O3 |
CaO |
MgO |
K2O |
P2O5 | |
|
0,05...0,01 |
87,57 |
5,72 |
3,43 |
0,46 |
0,53 |
1,43 |
Следы |
0,01.-0,005 |
82,01 |
7,83 |
4,85 |
0,41 |
1,18 |
1,45 |
» |
0,005-0,001 |
68,89 |
17,94 |
6,35 |
0,93 |
2,28 |
1,46 |
0,26 |
Менее 0,001 |
53,76 |
26,36 |
11,38 |
0,96 |
4,13 |
2,15 |
0,34 |
Илистая фракция состоит в основном из вторичных минералов с высокой степенью дисперсности: монтмориллонита, нонтронита, галлуазита и др. Она характеризуется повышенным содержанием оксидов железа и алюминия, а также калия, фосфора, серы и других макро- и микроэлементов питания растений. Кроме того, в состав илистой фракции входят органические коллоиды (гумус), поэтому она является самой плодородной частью почвы с высокой поглотительной способностью.
Таким образом, от размера
фракций зависят физические и
химические свойства почвы.[3]
Слияние отдельных струек воды, стекающих по наклонной поверхности земли, приводит к усилению размывающей деятельности воды, проявляющейся сосредоточенно по линии стока временных ручьев. Плоскостной смыв переходит в линейную эрозию, в результате чего образуются депрессии рельефа, именуемые о в р а г а м и. Поперечное сечение в верхней части развивающегося оврага имеет характерную форму римской пятерки, в нижней части овраг у дна более широк.
Образование и развитие оврагов весьма интенсивно происходят в области широкого развития у поверхности земли таких рыхлых пород, как лес, лессовидные суглинки и супеси. Надо отметить, что развитие оврагов нередко происходит с весьма большой скоростью. [2]
В овраге различают устье и вершину. Овраг растет вершиной вверх по склону с одновременным углублением и расширением. Предельной глубиной оврага является уровень бассейна (реки, озера), в который впадает водоток оврага. Этот уровень называется базисом эрозию.
В период своего развития овраг имеет сравнительно небольшую ширину при большой глубине, обрывистые без растительности борта. Это - активный овраг. Со временем рост оврага затухает, и он превращается в балку, у которой ширина превосходит глубину, а склоны задерновываются, покрываются кустарником. [1]
Предотвратить образование оврагов можно, прежде всего регулированием стока атмосферных осадков – уменьшением поверхностного стока за счет увеличения подземного. Посадка кустарников и деревьев способствует закреплению уже образовавшихся оврагов, прекращению их роста.
Для стабилизации уже образовавшихся оврагов полезны также и простейшие мелиоративные мероприятия, заключающиеся в устройстве запруд, делящих овраг в продольном направлении на ряд бьефов. Такие запруды устраивают из подручного материала – камня и хвороста (фашины). Дно оврага в месте падения воды, переливающейся через запруду, должно быть закреплено камнями или деревом. Также облесение. [2]
Режим подземных вод – это изменение во времени их уровня, химического состава, температуры и расхода.
В естественных условиях для подземных вод характерны ненарушенный (естественный) режим, который формируется в основном под влиянием метеорологических, гидрологических и геологических факторов. [1]
Влияние метеорологических условий. На положение уровня подземных вод существенно сказывается количество и интенсивность выпадения атмосферных осадков, а также испарение воды. В связи с этим выделяют сезонные и годовые (многолетние) колебания уровня.
На положение уровня грунтовых вод влияет также величина атмосферного давления. Сезонные колебания сказываются в том, что после выпадения атмосферных осадков или таяния снега уровень подземных вод поднимается; в засушливые периоды и зимой падает. Такие колебания наиболее значительны для верховодки; для горизонтов грунтовых вод они имеют также существенное значение.
Влияние гидрологических условий. Подземные воды обычно имеют связь с реками, и изменение положения их уровня воды отражается на положении зеркала подземных вод. При подъеме уровня воды в реке происходит подпор грунтовых вод и их уровень поднимается. Опускание уровня воды в реке сопровождается понижением уровня грунтовых вод.[2]
Деятельность человека может проявляться в повышении и в понижении уровня подземных вод, в изменении их химического состава и температуры. Она затрагивает все без исключения типы подземных вод, включая и глубокозалегающие артезианские воды.