WYKŁAD 7

EROZYJNE I AKUMULACYJNE PROCESY LODOWCOWE

Geologiczna skala czasu – slajd 1/41

Przyczyny zlodowaceń:

• zmienne nachylenie osi ziemi w kierunku słońca

• zmiany orbity ziemi wokół słońca

• zmienna wydajność energii słonecznej

• istnienie filtrów ciepła na linii słońce-ziemia (np. pyły kosmiczne)

• tektonika płyt ( zamknięcie atlantyku, zmiana cyrkulacji wód )

Zestawienie glacjałów i interglacjałów na terenie polski – slajd 4/41

Zasięg zlodowaceń w Polsce:

U Sobkowiaka nazwy:

Północnopolskie = bałtyckie

Południowopolskie = krakowskie

Podlaskiego on nie zaznaczył.

Powstawanie lodowców.

Lodowce mogą powstawać jedynie ponad granicą wiecznego śniegu. Poruszają się powolnie pod wpływem własnej masy ( kilka-kilkadziesiąt metrów na dobę). W poruszaniu się lodowca wpływ ma też regelacja, czyli topnienie lodu pod wpływem ciężaru i jego ponowne zamarzanie.

Linia wiecznego śniegu jest to linia ponad którą śnieg gromadzi się cały rok, nie topnieje całkowicie w okresie letnim ( nad równikiem jest to wys. ok. 6000m, w Alpach 2500- 3000m, w Arktyce i Antarktydzie jest to wys. morza ).

Rozróżnia się:

• lodowce kontynentalne (lądolody) – pokrywające 10% obszaru kuli ziemskiej, grubość do kilku tysięcy metrów, mają wypukłą powierzchnie (czaszę lodową), lód posuwa się promieniście ku krawędzi lądolodu tworząc jęzory lodowcowe.

• lodowce górskie – składające się głównie z pola firnowego i wypływających z niego jęzorów (mas lodu). Schemat lodowców górskich 9/41

Pole firnowe – obszar gromadzenia się mas śnieżnych w odpowiednio ukształtowanym terenie (leje źródliskowe, nisze osuwiskowe). Ponad granicą wiecznego śniegu.

Diageneza – dolne warstwy śniegu pola firnowego, pod wpływem ciśnienia oraz wody z topniejących górnych warstw pola firnowego przekształcają się w lód lodowcowy.

Firn – zbite kryształki śniegu osiadającego na polu firnowym. Kryształki firnu pod wpływem ciśnienia, wód roztopowych i szronu oraz nowych mas śniegowych łączą się tworząc najpierw lód firnowy a potem lód lodowcowy.

` Z pola firnowego pod naciskiem warstw śniegu i lodu wysuwa się jęzor lodowcowy. W polu firnowym powstają również cyrki lodowcowe.

Cyrk lodowcowy – zagłębienie w stoku górskim powstałe w wyniku erozji lodowcowej i wietrzenia fizycznego. Zalegają w nim masy lodu. Po ustąpieniu lodowca w cyrkach lodowcowych powstają na ogół jeziora cyrkowe.

Dolina lodowcowa – U-kształtna forma ze schodkowym profilem podłużnym, powstała w wyniku pogłębiania i przekształcania przez lodowce dawnych dolin rzecznych.

Brama lodowcowa – czoło lodowca z utworzoną przez wody bramą.

Wody superglacjalne – wody pochodzące z topnienia lodowca, płynące po jego powierzchni

Kanały inglacjalne – kanały którymi wody superglacjalne dostają się w głąb lodowca

Wody subglacjalne – wody superglacjalne wzbogacone wodami z topniejącego spągu lodowca, płynące tunelami pod jego pokrywą

Typy lodowców:

• alpejski – lodowiec górski, pole firnowe w cyrku lodowcowym ze spływającym w dolinę pojedynczym jęzorem

• dendrytyczny – lodowiec dolinny do którego dołączają lodowce II-go rzędu

• cyrkowy – nieduży, powstały w cyrku lodowcowym lub niewielkiej niszy na zboczu góry

• norweski – centralną częścią jest czasza lodowa i szerokie jęzory (niekiedy wiszące)

• piedmontowy – pokrywa lodowa na równinnym przedpolu masywu górskiego utworzona z połączonych jęzorów

• transfluencyjny – jęzor odgałęziający się od głównego jęzora

Działalność lodowców istotna w zakresie budownictwa:

– erozyjna (niszcząca podłożę)

- akumulacyjna

- glacitektoniczna

Działalność erozyjna.

a)Jej produktami są:

wygłady lodowcowe(powierzchnie szlifowane), mutony i rynny międzymutonowe (podłużne garby i pagórki o kierunku zgodnym z ruchem lodowca), misy i rynny lodowcowe (zagłębienia wycięte w litej skale), zagłębienia końcowe(utworzone przez jęzor lodowca)

b)Niszcząca działalność lodowców polega na:

– wygładzeniu podłoża skalnego

• wyorywaniu z niego bloków skalnych

• na zdzieraniu materiału skalnego przez czoło lodowca

c)Lodowiec górski wygładza podłoże skalne za pomocą moreny dennej i bocznej, a lądolód tylko za pomocą moreny dennej. Proces wygładzania dna to abrazja.

Działalność akumulacyjna lodowca:

a) Morena:

• materiał skalny transportowany przez lodowiec

• wzgórza uformowane z materiału transportowanego przez lodowiec

• materiał skalny wytopiony z lodowca

b) Morena denna – przymarznięta do spągu(dołu) lodowca. Tworzy ją masa gliniasto- gruzowa

c) Morena czołowa – powstała przed nasuwającym wypukłym czołem lodowca wskutek odkłuwania się i spiętrzania osadów starszych.

d) KEM – płata martwego lodu, utworzona z mułów i osadów piaszczysto-żwirowych nagromadzonych w szczelinach lodowca

e) OZ – wąski wał, kręty wys. kilkanaście metrów, dł. od kilkuset metrów do kilkudziesięciu km. Zbudowany z warstw piasku i żwiru osadzonych przez wody lodowcowe. Tworzy się głównie podczas postoju albo cofania się lodowca.

f) Stożki sandrowe – stożki złożone z piasków i żwirów, powstałe z materiału moreny dennej, powierzchniowej i wewnętrznej usypanego na przedpolu lodowca.

Działalność galcitektoniczna – działalność, deformacje podłoża lodowca oraz składanych przezeń osadów (lodowcowych i wodnolodowcowych) spowodowane przez nacisk lub/i tarcie lodu o podłoże. Zdecydowaną większość deformacji charakteryzują klasyczne struktury tektoniczne takie jak fałdy, uskoki, łuski etc.,

Deglacjacja – proces wycofywania się i zanikania lodowca. Rozróżnia się:

– deglacjację frontalną – powolne cofanie się czoła lodowca (w wyniku przewagi topnienia nad napływem nowego lodu) bez utraty jego zwartości; charakterystyczna dla lodowców górskich;

– deglacjację aeralną – powierzchniowe zanikanie lodowca, zachodzące równomiernie od góry; lodowiec nie zachowuje swojej zwartości, pozostają bryły martwego lodu zazwyczaj pokryte moreną powierzchniową.

Ablacja - proces ubywania śniegu i lodu tworzącego lodowce, lód pływający lub pokrywę śnieżną w efekcie topnienia, sublimacji albo erozji mechanicznej. Czynnikami wywołującymi ablację może być:

• insolacja (nasłonecznienie),

• działanie ciepłych mas powietrza,

• opady deszczu,

• ciepło geotermalne

• ciśnienie lodu i tarcie

• działalność wód lodowcowych.

WYKŁAD 8

EROZYJNO-AKUMULACYJNA DZIAŁALNOŚĆ RZEK

Działalność rzek, potoków, strumieni i strug wodnych jest budująca i niszcząca. Polega na:

– detersji - niszczeniu, czyli erodowaniu

• detrakcji – przenoszeniu, czyli transportowaniu

• osadzaniu – czyli akumulowaniu

Działalność ta jest związana z ruchem rzeki, który może być:

– laminarny – poruszanie się warstwami, z których każda ma inna prędkość (mniejszą niż warstwa wyższa, a większą niż warstwa niższa)

– turbulentny – kolizyjny, ruch w którym cząstki przemieszczają się po torach kolizyjnych, często kołowych. Ruch ten może być wsteczny ja i postępowy.

Rodzaje przenoszenia materiału:

- materiał rozpuszczony

- materiał organiczny

- materiał zamieszony

- materiał wleczony

Rzeka w zależności od energii (sumy objętości i prędkość) ma określoną zdolność transportową.

Działalność erozyjna.

Erozja dna i brzegów powoduje podcinanie podstawy brzegu i zachwianie jego równowagi.

Intensywność erozji zależy od:

- szybkości płynięcia wody

- ilości i jakości wleczonego materiału

- odporności podłoża

- formy koryta

Rodzaje erozji:

- wgłębna (denna) - pogłębianie rzeki

- boczna - poszerzanie rzeki, podcinanie linii brzegowej, powstawanie meandrów

- źródlana (wsteczna) - działalność wód źródlanych, cofanie się wodospadów, progów i załomów

Charakter koryta ( slajd 5/48 ):
- prosty

- meandrujący

- roztokowy

Terasa rzeczna - płaski teren w dolinie rzecznej, pozostałość dawnego dna doliny. Wyróżnia się terasy erozyjne i akumulacyjne.

Kanion - dolina rzeczna o wielkiej głębokości powstała w wyniku procesów erozyjnych poziomo ułożonych warstw skalnych w klimacie suchym lub półsuchym

Działalność akumulacyjna

Sedymentacja - opadanie materiału zawieszonego (niesionego) przez rzekę

Osady akumulacyjne mogą zostać wykształcone w facji(?):

- korytowej, jako piaski drobne i średnie oraz żwiry

- bagiennej, jako torfy i namuły

- rozlewiskowej i powodziowej, jako pyły, gliny i mady rzeczne

Pradoliny rzeczne w Polsce ( slajd 19/48 )

Ewentualnie długie tabelki, mało czytelne, związane z działalnością budowlaną na slajdach: 18, 20, 26

EROZYJNO-AKUMULACYJNA DZIAŁALNOŚĆ WIATRÓW

Erozja eoliczna to inaczej erozja wiatrowa.

Wiatr uderzając o litą skałę nic nie zdziała, natomiast uderzając w nieosłonięty otwór skalny może porywać z niego cząstki mineralne.

Deflacja to właśnie wywiewanie cząstek skalnych.

Korazja - wiatr naładowany cząstkami skalnymi uderza o skały, rysuje je i rozciera

Przenoszenie cząstek przez wiatr nie jest o tyle uzależnione on jego prędkości, co od porywistości (nagłych porywów wiatru, które podnoszą cząstki skalne)

Na pustyniach wyróżniamy wiatry:

- piaskowe - średnica większa od 0,08mm

- pyłowe - średnica mniejsza od 0,08mm

Piasek jest transportowany przez wiatr w:

- suspensji - stanie zawieszonym <0,02mm

- trakcji - popychaniu ziaren przez wiatr

- saltacji - podrzucaniu ziaren i obijaniu

Unoszony materiał w zależności od wielkości ziarn zostaje podzielony na:

- piaski lotne - wędrujące po pow. lub w jej pobliżu

- pyły atmosferyczne - unoszone wysoko w powietrzu

Ewentualnie tabelka z transportem osadów przez wiatr, od prędkości wiatru i średnicy ziarn. Slajd 30/48

Less - następstwo akumulacji eolitycznej pyłu. Drobnoziarnista luźna skała osadowa zbudowana głównie z ziarn kwarcu. Lessy w Polsce slajd 38/48

Wydmy to następstwo osadzania się grubszego materiału. Wyróżniamy wydmy:

- pustynne

- nadmorskie

- śródlądowe

Wydmy cechuje asymetria stoków. Stoki nawietrzne 3-12 stopni, zawietrzne 25-33

Wydmy wędrujące - przemieszczające się po przez zwiewanie piasku ze stoku nawietrznego na zawietrzny.

Wydmy ustalone - nie ruchome, pokryte roślinnością

Kształt wydmy zależy od prędkości wiatru, ilości wleczonego materiału oraz warunków terenowych. Wyróżniamy wydmy:

- poprzeczne - wał prostopadły do kierunku wiatru

- paraboliczne - wał w kształcie łuku o ramionach zwróconych w kierunku wiatru

- barchany - w kształcie sierpa, z ramionami w kierunku wiatru

Obrazki kształtów wydm slajd 32/48

Wydmy są nie tylko pochodzenia obecnego okresu holoceńskiego ale głównie okresów glacjalnych i interglacjalnych.

Piaski eolityczne - równiny lotnych piasków, wydmy są niestateczne, słabo zagęszczone, dobrze wysortowane, drobne 0,25-0,5mm

Ewentualnie eolityczne procesy geomorfologiczne, słaby rysunek slajd 37/48

WYTWORY JEZIORNE

Ze względu na procesy rzeźbotwórcze w których powstaje misa jeziorna rozróżniamy jeziora:

- tektoniczne - powstałe w obniżeniach i rowach tektonicznych

- wulkaniczne - powstałe w kraterach (kraterowe), kalderach wygasłych wulkanów (kalderowe), zagłębieniach lawy (lawowe)

- lodowcowe - powstałe dzięki erozyjnej i akumulacyjnej działalności lodowca, wyróżniamy jeziora cyrkowe, sandrowe, rynnowe, morenowe, oczka wytopiskowe

- krasowe - powstałe w zapadliskach i lejach skał wapiennych lub gipsowych

- rzeczne - powstałe w odciętych meandrach

- deltowe - położone w deltach dużych rzek

- przybrzeżne - oddzielone od morze mierzeją, pasem wydm, osadami rzecznymi

- eoliczne - powstałe w zagłębieniach między wydmami

- zaporowe - powstałe w skutek zagrodzenia doliny rzecznej

- reliktowe - stanowiące część dawnego morze lub rozległego jeziora

Bajkał - najgłębsze, tektoniczne

Jezioro Górne - największe

Huron - drugie pod względem wielkości

Titicaca - tektoniczne

Łebsko - przybrzeżne

Kelimut - wulkaniczne

Jeziorak - lodowcowe

Czarny Staw i Morskie Oko - cyrkowe

Jeziora są w skali czasu geologicznego zjawiskiem przejściowym. Małe szybko zamieniają się w bagna i torfowiska, a duże zagrożone są wyschnięciem.

Osady akumulacji jeziornej slajd 47/48

Zatorfienie Polski slajd 48/48

WYKŁAD 9

WODA W PODŁOŻU BUDOWLANYM ODRAZ ODWODNIENIE WYKOPU

Woda w podłoży decyduje o:

- stanie gruntów spoistych - nośności, stabilności i stateczności obiektu budowlanego

- wykonaniu wykopów fundamentowych

- procesach podziemnych związanych z przepływem

Infiltracja - wsiąkanie wód pochodzących z opadów atmosferycznych , także wód powierzchniowych w głąb skorupy ziemskiej. Wynosi ok 16-25% opadów atmosferycznych. Zależy od wielu logicznych czynników ;)

W budownictwie używa się pojęcia filtracja, zarówno dla opisu cech fizycznych gruntu jak i podłoża budowlanego.

Cykl hydrologiczny - obieg wody w przyrodzie

- parowanie wody z powierzchni ziemi

- powstawanie mgieł i chmur, które przemieszcza wiatr

- kondensacja i opadanie wody na powierzchnie

- spływ powierzchniowy

- infiltracja opadów do gruntu i spływ podziemny

Wyróżniamy cykle:

- mały - woda skrapla się nad lądami i z ich powierzchni paruje

- duży (główny) - parowanie z oceanów - chmury nad lądem - deszcz,śnieg - rzeki, morze

Obrazki cykli slajd 4/39

Warstwa wodonośna - warstwa dostatecznie porowata, w której gromadzi się woda wsiąkająca w grunt.

Porowatość - jest to objętość wolnych przestrzeni w gruncie. Wyróżniamy porowatość:

- intergranularną - powstała z ułożenia ziarn w gruncie (najpopularniejsza)

- szczelinową - powstała jako szczelina masywu

- krasową - powstała w próżni krasowej

Opis do rys. slajd 6,7,8/39

Strefa aeracji - strefa między powierzchnią terenu a zwierciadłem wody gruntowej. Ruch wody może zachodzić:

- drogą przemieszczania się pary wodnej

- drogą przemieszczania się wody błonkowej

- w formie wody włoskowatej

- pod wpływem sił ciążenia

Natomiast przepływ wody zachodzi pod wpływem trzech sił:

- molekularnych (sorbcyjnych)

- sił napięcia powierzchniowego (kapilarnych)

- sił ciążenia

Wody zaskórne - wody w strefie aeracji

Zwierciadło wód gruntowych - górna granica zasięgu wód gruntowych

Strefa saturacji - warstwa gleby w której występuje maksymalne nasycenie porów wodą. Dola granica wód gruntowych to 2000-3500m

Przepływ wody w gruncie - decyduje o nim poza lepkością, temp., twardością(ilością rozpuszczonych minerałów) również wielkość kanalików intergranularnych. Wyróżniamy zatem pory o średnicy:

> 0,5mm woda porusza się w nich pod wpływem sił ciężkości - nadkapilary

0,5mm-0,002mm woda wykonuje ruchy wbrew siłą ciężkości - kapilary

<0,002mm woda nabiera całkowicie cech związanych z siłami cząsteczk. - subkapilary

W subkapilarach woda porusza się w sposób laminarny.

Ruch wód w strefie saturacji możliwy jest tylko dzięki różnicy ciśnień.

Spadek hydrauliczny i = delta H / L

Ilość przesączającej wody - liniowe prawo filtracji (Darcy'ego) Q =k*i*t*A

k - współ. filtracji przy temp. 10stopni C

Wartość współ. filtracji zależy od:

- uziarnienia gruntu

- składu mineraloicznego

- temp. (lepkości) wody

W praktyce stosuje się następujące metdy określenia współ. filtracji

- terenowe

- laboratoryje

- tabelaryczne

Źródło wody - naturalne miejsce wypływu wody

Wahania zwierciadła wody gruntowej zależą od:

- intensywności opadów atmosferycznych

- wahań poziomów wód rzecznych

- rodzaju gruntu zalegającego ponad zwierciadłem wód gruntowych właściwych

- budowy stratygraficznej podłoża

- działalności gospodarczej człowieka

Charakterystyka zmian zwierciadła wody gruntowej od pory roku:

- jesień - podniesienie poziomu przez nagromadzenie wilgoci

- zima - przemieszczanie się wilgoci w skutek zamarzania

- wiosna - maksymalny poziom wód gruntowych, po przez topnienie i podniesienie się wilgoci

- lato i wczesna jesień - obniżenie się poziomu po przez spadek wilgoci

Szkodliwe działanie wód gruntowych na konstrukcje inżynierskie:

osuwiska, wyłuszczenia, wysadziny, przełomy, zjawiska krasowe, osiadanie i zapadanie gruntów lessowych i lessopodobnych, kurzawki, sufozja.

Odpływ - woda płynąca ciekami do większych zbiorników, przepływająca w dłuższym czasie przez określony przekrój cieku.

Zlewnia - miejsce z którego odpływają wody do większego zbiornika za pomocą cieków.

Na intensywność i ilość wód opadowych odpływających ze zlewni wpływa wiele czynników:
- współ. wydłużenia zlewni

- długość zlewni

- średnia szerokość zlewni

- stopień symetryczności

- rzeźba zlewni

- średni spadek powierzchni zlewni

Obliczenie odpływu zlewni opiera się na przepływach charakterystycznych do których zaliczamy:

- przepływ normalny - średni przepływ wieloletni

- przepływ roczny - średni przepływ dla całego roku

- przepływ najwyższy - najwyższy znany lub przewidywany

- przepływ najniższy - najniższy zanotowany

- przepływ okresowy - z danego okresu, np. letni

Odwodnienie wykopów fundamentowych:

-odwodnienie powierzchniowe - pompowanie bezpośrednie wody z wykopu i drenaże poziome. Stosowane w gruntach przepuszczalnych piaszczystych i żwirowych do głębokości 3,0m, jeśli możliwe jest zapewnienie prostymi środkami utrzymania stateczności skarp i podłoża wykopu.

W gruntach spoistych i spoistych z przewarstwieniami można stosować do dowolnej głębokości jeśli nie istnieje ryzyko upłynnienia lub sufozji podłoża i skarp wykopu.

- odwodnienie wgłębne - zwane drenowaniem pionowym

- odwodnienia mieszane

Odwodnienie poziome (rys. slajd 26/39) - składa się z sączków i studzienek. Stosuje się do trwałego odwodnienia wykopu lub jako drenaż roboczy do prac budowlanych.

Drenowanie pionowe (rys, slajd 26/39) - wykonane za pomocą studni wierconych lub wpłukiwanych, igłofiltrów wierconych lub wpłukiwanych oraz elementów wprowadzanych w grunt (krety, przeciski)

Drenaż poziomy.

W zależności od głębokości sączków rozróżnia się:

- drenaże zupełne - sięgające warstwy nieprzepuszczalnej

- drenaże niezupełne - jeśli sączki założone są w warstwie przepuszczalnej w pewnej wysokości nad warstwą nieprzepuszczalną

W zależności od układu ciągów drenarskich rozróżniamy:

- drenowanie systematyczne - sączki bądź otwory studzienne są systematycznie rozmieszczone w terenie

- drenowanie opaskowe - sączki bądź otwory studzienne "oplatają" daną przestrzeń

- drenaż warstwowy - "drenaż warstwami"?

- czołowy i brzegowy - sączki bądź otwory studzienne odgradzają budynek od rzeki lub inne źródła wody

Rysunki drenaży 27-30 / 39

Obliczenie drenażu opaskowego ma na celu:

- sprawdzenie zasięgu depresji

- ustalenie średnicy sączków

- ustalenie właściwych spadków drenażu

Odwodnienie wgłębne - stosowane do okresowego odwodnienia gruntu na czas robót budowlanych

W zależności od głębokości, warunków gruntowych stosuje się następujące rodzaje odwodnień:

- igłofiltry - wprowadzane za pomocą wpłukiwania lub wbijania

- igłostudnie

- studnie wiercone

- studnie płaskie przy ścianach Larssena

- studnie chłonne

- osuszanie metodą elektroosmotyczną

Z odwodnieniem wykopu mogą być związane następujące zjawiska powodujące osiadanie budowli:

- przyrost naprężeń pierwotnych w wykopie gruntowym

- zmiana rozkładu naprężeń pod fundamentem

- wypłukiwanie względne cząstek ilastych i pylastych

- chwilowe zmniejszenie tarcia wewnętrznego w gruncie

- gwałtowny wzrost rozkładu masy organicznej w torfach zalegających poniżej strefy posadowienia

- rozkład i butwienie elementów drewnianych w fundamentach (pale i rusztowanie drewniane)

WYKŁAD 10

DZIAŁANIE MROZU

Nim bardziej grunt jest porowaty i szczelinowaty tym większe niszczące działanie mrozu.

W budownictwie mróz doprowadza do tworzenia się wysadzin i powstawania przełomów.

Zamarzająca woda działa w szczelinach i porach skał. Przy zamarzaniu wywołuje ciśnienie ok 10MPa, a w temp -22 stopnie nawet 210MPa.

Zamróz - rozsadzające działanie zamarzającej wody. Wywołuje rozpad ziarnisty i blokowy.

W naszym klimacie mróz sięga od 1 do 1,5 m w głąb ziemi.

Wysadziny. Rys. Slajd 3-7 / 56

Wysadzina – zjawisko polegające na podnoszeniu się ku górze powierzchni przemarzającej gruntu.

W zamarzniętym gruncie znajdują się soczewki lodowe do głębokości granicy przemarzania. Głębiej z powierzchni zwierciadła wód gruntowych podciągane są cząsteczki wody. Za pomocą sił absorpcyjnych molekuły wody przyciągane są przez cząsteczki lodu zwiększając ich objętość, co powoduje powstanie wysadzin.

Lód w porównaniu z wodą ma o 9% większą objętość.

Gdy zamarza grunt niezupełnie nasycony wodą, lód tworzący się w porach wytwarza ciśnienie, które zmniejsza temp. punktu zamarzania co może zatrzymać ten proces.

Gdy zamarza grunt całkowicie nasycony wodą, lód w porach może spowodować wysadzenie gruntu w górę. 1 metr gruntu o porowatości 33% może wzrosnąć o 3cm.

Można stwierdzić, że wysadziny występują gdy:

- grunt podłoża jest wysadzinowy

- zwierciadło wody zalega płytko lub grunt jest bardzo wilgotny

- mróz działa dostatecznie długo i intensywnie

Grunty wysadzinowe to grunty bardziej drobnoziarniste, z zawartością pyłów i iłow, a nie gruboziarniste. Jest tak ponieważ drobniejszy grunt ma większa powierzchnie właściwą ziarn, a co za tym idzie większą aktywność chemiczną, a zatem absorbowane jest więcej wody w błonkach na powierzchni cząstek. Dodatkowo kryształki lodu tworzące się w gruncie gruboziarnistym mogą swobodnie się rozszerzać, ponieważ pory są duże i mają dużo miejsca.

Przykłady występowania wysadzin w budownictwie:

- skarpy

- fundamenty

- ogrodzenia (zbyt płytka głębokość fundamentu)

- wykopy fundamentowe

- posadzki

- mury oporowe

Zabezpieczenie budowli przed procesem wysadzinowym:

- głebsze fundamenty

- wymiana gruntu wysadzinowego na niewysadzinowy

- stosowanie warstw ochronnych (koleje)

- drenaże i prawidłowe odwodnienia

Dla dróg:

- konstrukcja nawierzchni, warstwy odsączającej , odwodnienie, podniesienie korony drogi

- ekspolatacyjne: utrzymanie odwodnienia, poboczy, rowów

- oczyszczenie drogi

DEFORMACJE FILTRACYJNE

Deformacje filtracyjne - trwałe odkształcenie bądź zmiana struktury gruntu, wywołane przez siły działania wydraulicznego.

Woda wolna przepływająca przez grunt między dwoma punktami o różnym cisnieniu oprócz wyporu gruntu powoduje również ciśnienie spływowe. Jest to ciśnienie działające na cząstki gruntu w kierunku przesączającej się wody przez ten grunt. Jest siłą objętościową.

Deformacje filtracyjne mogą być spowodowane procesami:

- kolmatacja gruntu - zamulenie i uszczelnienie się przepuszczalnego gruntu przez filtrującą w dół wodę zawierającą zawiesinę iłową i pyłową

- przemieszczanie się cząstek w szkielecie gruntowym - proces miedzy obszarem gdzie zachodzi sufozja a obszarem gdzie zachodzi kolmatacja

- sufozja gruntu - polegająca na wynoszeniu się poszczególnych cząstek gruntu z jego szkieletu, poruszających się niezależnie od siebie (tych cząstek)

- wyparcie gruntu - wówczas gdy pod wpływem sił filtracyjnych następuje równoczesne przemieszczenie cząstek gruntu tworzących łącznie oddzielną bryłę

Kurzawka (ma kilka znaczeń):

- bardzo drobny i czysty piasek nasycony wodą

- mieszanka piasku i gliny nasycona wodą

- bardzo drobny, łuszczykowaty pisaek nasycony wodą

- piasek gliniasty którego pory wypełnia płynąca woda

Kurzawka (inaczej upłynnienie) jest to upłynnienie nasyconego wodą gruntu na skutek znacznego ciśnienia spływowego. Zachodzi w gruntach niespoistych, gdzie niewystępują naprężenia efektywne (miara nacisku przenoszonego przez szkielet ziarnowy).

Rozróżniamy upłynnienia:

- swobodne - gdy powierzchnia z której wypływa strumień wody nie jest obciążona

- utrudnione - gdy pow. jest obciążona i/lub strumień wody ma utrudniony odpływ

Sufozja - uruchamiana siłami zewnętrznymi. Destabilizuje podłoże na skutek infiltracji wody gruntowej. Jest to usuwanie z gruntu lub przemieszczenie w obrębie podłoża gruntowego drobnych cząstek lub ziarn jego szkieletu mineralnego pod wpływem przepływającej przez ten grunt wody.

Wyróżniamy:

- Sufozja mechaniczna - zachodzi w gruntach niespoistych lub słabospoistych; tworzy korytarze, które później się zapadają

- Sufozja chemiczna - rozpuszcza głównie wapień w glebie i powoduje jej osuwanie

Uwzględniają strukturę i teksturę gruntu wyróżniamy:

- sufozję miejscową

- sufozję ogólną

Ze względu na układ warstw wyróżniamy:

- sufozję wewnątrzwarstwową

- sufozję miedzywarstwową

Znany jest proces powstawania sufozji, lecz trudno go przewidzieć i określić wielkość i charakter występowania.

WYKŁAD 11

RUCHY MASOWE I GEOTECHNICZNE

ZASADY PROJEKTOWANIA SKARP

Ruchy masowe - jeden z istotnych, niszczących procesów geologicznych stanowiących denudację (przemieszczanie okruchów skalnych z poziomów wyższych na niższe). Jest to ogół procesów zsuwania się mas skalnych, zwietrzeli i osadów po stoku pod wpływem siły ciężkości.

Zaliczamy do nich: osuwiska, obrywy, solifluksję, spełzywanie

Soliflukcji sprzyja sezonowe rozmarzanie powierzchniowej warstwy zwietrzeliny, która silnie nasączona wodą "ślizga się" po nadal zamarzniętej głębszej warstwie. Zjawisko to polega na powolnym (do kilku cm na rok) pełzaniu wierzchniej warstwy gruntu.

Podział gruntów podlegających ruchom masowym:

- powierzchnie naturalne

- powierzchnie ukształtowane sztucznie w gruntach naturalnych

- powierzchnie ukształtowane sztucznie w gruntach nasypowych

Zbocze - jest to nachylona powierzchnia gruntowa powstała naturalnie w gruntach naturalnych o nienaruszonej budowie wewnętrznej.

Skarpa - jest to nachylona powierzchnia gruntowa ukształtowana sztucznie w gruntach nasypowych lub naturalnych

Przyczyny ruchów masowych:

- podmycie lub podcięcie zbocza
- głębokie wietrzenie lub rozmycie gruntów z którego zbocze jest zbudowane

- przeciążenie zbocza (budowle, infiltracja wód opadowych, drgania)

- wymywanie składników podłoża gruntowego i zmiana właściwości gruntu przez wody gruntowe

Koluwium - osad powstały w wyniku przemieszczania skał przez osuwisko ( to co spadnie ze skarpy)

Nisza osuwiskowa - półkoliste wcięcie powstałe w wyniku osuwiska

Złazisko - powolne spełzywanie zbocza, płytkie, zwykle na skutek wody i drgań

Spływ - szybkie złazisko w postaci potoków błotnych i kamienistych

Osypy lub osypiska - powstałe w wyniku zsuwu produktów mechanicznego wietrzenia skał

Usuwiska lub osuwiska - złożone procesy osuwania się gruntu ze skarpy

Obrywy lub obwały - gwałtowne oderwanie się mas skalnych od stromego stoku

Wyłuszczenia - niegłębokie zsuwy do ok. 1m (występują przy robotach inżynierskich). Następuje w skutek nagłego pogorszenia parametrów wytrzymałościowych na skutek działania procesów wietrzenia. Warunki sprzyjające występowaniu wyłuszczeń slajd 14, 15 / 20

Osuwisko - zsuwanie mas skalnych po stoku przez siły ciężkości. Zachodzi nagle lub poprzedzone jest np. spękaniami

Odkłucie - rozszczepienie skały wzdłuż wąskiej strefy osłabionej spójności