Строительные свойства ледниковых отложений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Уфимский государственный нефтяной технический университет"

Кафедра "Автомобильные дороги и технология строительного производства"

Реферат на тему:

"Строительные свойства ледниковых отложений"

Уфа 2010

Ледниковые отложения (моренные и флювиогляциальные) образуются при движении ледников и таянии льда.

Флювиогляциальные отложения создают характерные формы: озы (высокие, узкие валы из песка и гравия), камы (беспорядочно разбросанные холмы из слоистых отсортированных песков, супесей, суглинков с примесью гравия и прослоев глины), зандровые поля (широкие пологоволнистые равнины, расположенные за краем конечных морен).

Схема образования флювиогляциальных отложений

1 - ледник

2- конечная морен

3- поток талых вод

4-6 - флювиогляциальные отложения(крупные обломки, пески, глины)

Разрезы толщ ледниковых отложений при наступлении (а) и отступлении (б) ледника

Моренные и флювиогляциальные отложения являются надежным основанием для сооружений различного типа. Валунные суглинки и глины, испытавшие на себе давление мощных толщ льда, находятся в плотном состоянии и в ряде случаев даже переуплотнены. Пористость валунных суглинков не превышает 25--30 %. На валунных суглинках и глинах здания и сооружения испытывают малую осадку. Эти грунты слабоводопроницаемы и часто служат водоупором для подземных вод.

Такими высокими прочностными свойствами обладают практически все разновидности отложений морен. Валунники с песком и валунные пески с гравием и галькой водопроницаемы и водоносны. Эго в известной мере отрицательно влияет на строительные объекты, но, с другой стороны, подземную воду успешно используют для питьевых и технических целей.

Флювиогляциальные отложения со строительной точки зрения, хотя и уступают моренным глинистым грунтам по прочности, но являются надежным основанием. Для этого успешно используют различные песчано-гравелистые и глинистые отложения озов и зандров. Некоторое исключение составляют покровные суглинки и ленточные глины. Покровные суглинки легко размокают. Ленточные глины достаточно плотны, слабо водопроницаемы, но могут в условиях насыщения водой быть текучими.

Ледники покрывают 11% поверхности суши (16,2 млн. км²). 1.5% этой площади приходится на ледники Антарктиды, Гренляндии и островов Северного Ледовитого океана.

Изучение ледниковых отложений, оставленных давно исчезнувшими ледниками, помогает нам узнать, какой была Земля во время ледникового периода.

Последний ледниковый период пришёлся на плейстоцен (2 000 000-10 000 лет назад). В эту эпоху огромные ледниковые щиты периодически накрывали значительную часть севера Европы, Северной Америки и Азии, формируя разнообразные формы рельефа -- одни возникали в результате ледниковой эрозии, другие были образованы гляциальными (ледниковыми) отложениями.

Двигаясь вниз под действием силы тяжести, ледники несут с собой множество обломков пород. Именно этот материал (морена) образует слои ледниковых отложений толщиной от нескольких сантиметров до 400 метров. Когда-то они считались доказательством всемирного потопа. Ледниковые отложения бывают двух видов: несортированные и сортированные.

Несортированные ледниковые отложения называют валунной глиной. Эта смесь крошечных частиц глины и больших валунов образуется при перемещении морены ледниками.

Эрратические валуны в долине Идвал в национальном парке Сноудония на севере Уэльса. Ледник переносит крупные камни на большие расстояния. Позднее они оседают вдали от родных мест в виде эрратический валунов.

Некоторые морены движутся у поверхности льда. К ним относятся боковые морены, формирующиеся по краям ледника, и срединные морены, образующиеся при слиянии двух боковых. Другие морены переносятся в основании ледникового покрова. При движении льда они разбиваются, трутся о ложе и шлифуются. Твёрдые породы, такие как гранит, погружаются в песок, а мягкие (например, сланцы) растираются в тонкую глину. Валунная глина часто откладывается на горизонтальных покровах.

Крупные валуны могут переноситься ледником на многие километры, оставаясь при этом целыми. На новом месте они выглядят инородными телами, нередко покоясь на других породах, и поэтому называются эрратическими (буквально, неустойчивыми).

У фронта (языка) ледника отложения часто скапливаются и образуют грядовые, или конечные, морены. Они возникают в зонах абляции -- областях, где край ледника со временем тает. Таким образом конечные морены отмечают границы последнего, или самого дальнего продвижения льда.

Продолговатые глинистые холмы называют друмлинами. Они сложены массами валунной глины, которым придаёт форму и сглаживает проносящийся над ними лёд. Друмлины Северной Ирландии -- одни из самых больших в мире: длина некоторых из них превышает 1,5 км при высоте 60 м.

Под действием воды или ветров частицы морены сортируются по размеру и весу. В результате образуются отложения, сильно отличающиеся от валунной глины: они обычно имеют слоистую структуру с чётко разделёнными пластами.

Многие сортированные отложения образованы потоками талой воды. Так, эскеры состоят из узких гряд, нередко длиной несколько сотен километров и высотой несколько сотен метров. Их происхождение преимущественно связано с под-, над- или внутриледниковыми потоками, несущими отложения, которые после таяния льда оседают на грунте.

Эскеры сложены в основном сортированным галечником и гравием, нередко с вкраплениями песка и ила. Так как эскеры возвышаются над заболоченными равнинами, их часто используют при строительстве автострад и железных дорог.

Камовые террасы (ещё один вид рельефа) образуются при прохождении потока в ложбине между долинным ледником и стеной долины. После таяния ледника камовая терраса остаётся на склоне холма, хотя иногда и сползает на дно долины.

Условия образования ледников.

Необходимые условия образования ледников -- это холодный климат и твердые атмосферные осадки. В таких условиях происходит постепенное накопление снежного покрова, так как выпадающий за зиму снег в летнее время растаивает не весь. При существовании такого режима продолжительное время толщина снежного покрова из года в год увеличивается. Выпадающий снег под влиянием лучей солнца оплавляется и превращается в зернистый снег - фирн. Фирн под влиянием цементации замерзающей воды превращается в фирновый лед, а он при дальнейшем уплотнении -- в сплошной глетчерный лед (нем. gletsher -- лед).

На образование 1 м³ глетчерного льда расходуется около 11 м³ снега.

Несмотря на то, что лед является твердым телом, он все же обладает значительной пластичностью. Поэтому в горных ледниках движение льда подобно течению воды в реках, с той лишь разницей, что скорость движения льда значительно меньше скорости течения воды. Она весьма изменчива и зависит от интенсивности питания, уклона поверхности подледникового ложа. Скорости движения ледников различны в поперечном сечении. Срединные части ледника, где мощность льда больше, движутся быстрее, краевые - менее мощные и испытывающие трение борта долины -- медленнее. Вследствие изменчивости поперечного сечения долины, неровности подледникового ложа, различия скорости движения, ледники, перемещаясь по долинам, испытывают деформации, приводящие к возникновению трещин. Иногда глубина трещин достигает 50 м и даже 250 м. Геологическая деятельность ледников заключается прежде всего в том, что они истирают своей тяжестью, а также вмерзшими в их придонные части камнями ложе долины, придавая форму кара, цирка, трога (нем. trog - корыто). ледниковый отложение моренный флювиогляциальный

Геологическая деятельность ледников.

При своём движении лед истирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. Эта разрушительная работа совершается под действием тяжести льда. В лед вмерзают обломки пород. Наличие трещин благоприятствует проникновению обломков внутрь и в нижнюю часть ледников. Таким способом обломочный материал передвигается вместе с ледником. При движении ледника эти обломки, в свою очередь, оказывают разрушающее действие на поверхность земли.

При таянии льда весь обломочный материал отлагается. Образуются значительные по мощности ледниковые отложения (морены). При таянии ледника образуются постоянные потоки талых вод, которые размывают донную и конечную морены. Вода подхватывает материал размываемых морен, выносит за пределы ледника и откладывает в определенной последовательности. Вблизи границ ледника остаются крупные обломки, дальше осаждаются пески и еще дальше - глинистый материал. При наступлении и отступлении ледника последовательно смещаются зоны накопления материала по его крупности. Если на глины накладываются пески и более крупные обломки, то ледник наступал, продвигался вперед, область оледенения расширялась. Наложение на крупные обломки и пески глинистых осадков говорит о периоде отступления ледника.

Инженерно-геологическая характеристика ледниковых отложений. К ледниковым отложениям относят различные моренные образования. Они отличаются большой неоднородностью как по мощности, так и по простиранию, а также неоднородностью их гранулометрического состава. Основная масса морен обычно сложена глинистым материалом, образовавшимся в значительной части путем механического перетирания движущимся льдом более крупных обломков горных пород. В составе морен могут быть также пески и крупные обломки пород. Состав основной массы морен неодинаков. В одних частях она более глинистая, в других -- более песчаная, гравийная или щебенистая. Отличительной чертой глинистых моренных образований является их высокая плотность -- 1,8-2,3 г/см³ и небольшая пористость 25-35%. Моренные глинистые грунты считаются надежным основанием для инженерных сооружений.

Размещено на Allbest.ru