OGÓLNA CHARAKTERYSYKA PROCESÓW
GEOLOGICZNYCH
• Procesy geologiczne – naturalne przemiany w litosferze i na jej
powierzchni
• Procesy geologiczne mogą odgrywać role niszcząca albo budującą
OGÓLNA CHARAKTERYSYKA PROCESÓW
GEOLOGICZNYCH
• Procesy geologiczne – naturalne przemiany w litosferze i na jej
powierzchni
• Procesy geologiczne mogą odgrywać role niszcząca albo budującą
Procesy egzogeniczne:
- wietrzenie - proces przystosowania się skał do panujących
warunków fizycznych i chemicznych (rozpad skał ).
Zachodzi na styku litosfery z atmosferą ,hydrosferą i biosferą.
- erozja – mechaniczne niszczenie skał przez wody, lodowce i
wiatr,
- powierzchniowe ruchy masowe - przemieszczanie w dół po stoku
przypowierzchniowych partii skał i zwietrzeliny w wyniku
działalności siły ciężkości.
Wietrzenie, erozja, powierzchniowe ruchy masowe→ prowadzą
do niszczenia powierzchni ziemi określamy łącznie jako denudację.
(denudare – ogołacać, odkrywać).
- sedymentacja - gromadzenie się osadów w wyniku osadzania
materiału okruchowego, działalności organizmów, wytracania wód.
Denudacja + sedymentacja = gradacja czyli proces zrównywania
PROCES WIETRZENIA – rozdrabniania skały zmniejszenie zwięzłości
i spoistości.
Strefa wietrzenia – przypowierzchniowa strefa skorupy ziemskiej w
obrębie której zachodzą procesy wietrzenia.
Głębokość zależy od:
budowy geologicznej
klimatu
głębokości występowania wód gruntowych
Wietrzenie mechaniczne (fizyczne) – skały ulegają kruszeniu i
rozpadowi na ziarna minerałów, bez zmiany ich składu chemicznego.
Wietrzenie chemiczne - rozkład skał , zmienia się skład
chemiczny substancji mineralnych w skale.
WIETRZENIE MECHANICZNE
Wietrzenie insolacyjne - rozpad skały spowodowany na przemian nagrzewaniem i
ochładzaniem.
Wietrzenie mrozowe – kongelacja - rozsadzanie i rozdrabnianie skały przez
zamarzającą wodę.
Wietrzenie peryglacjalne – na obszarach polarnych i w rejonach trwałej zmarzliny.
Temp. w
o
C
0
-5
- 10
- 20
-22
kPa
100 59000 10900
0
15400
0
21000
0
Rozpad skał spowodowany zmianami temperatury może mieć
formę:
- rozpad ziarnisty –
dezintegracja granularna. Przyczyna rozpadu skały na
drobne fragmenty – głównie różnice rozszerzalności termicznej minerałów
budujących skałę.
-
rozpad blokowy- dezintegracja blokowa, występuje w przypadku skal mono-
mineralnych np. gruzowiska ostrokrawędzistych fragmentów kwarcytów
występujące w Górach Świętokrzyskich. Powstałe w warunkach klimatu
arktycznego w czasie plejstocenu.
-
eksfoliacji- złuszczanie skały. –powierzchniowa część skały rozszerza się
szybciej
w porównaniu z wew. częścią skały
70 - 80 C
0
Przyczyna rozpadu mechanicznego ( wietrzenia fizycznego)
skał
może być również pęcznienie i skurcz minerałów ilastych.
Ciśnienie pęcznienia może wynosić 2000 kPa.
W Polsce zjawiska takie wystepują na obszarach
występowania skał
fliszowych – w Karpatach
Deformacja
powierzchni
wywołanych
przemarzaniem
Wysadziny i przełomy – niszczą nawierzchnię dróg po
każdej zimie.
Dopływ wody pod powierzchnie asfaltu następuje, ku
górze, dzięki zjawisku podsiąku kapilarnego.
Woda adsorbowana jest na powierzchni szoczew i żył
lodowych.
Wysadzinowość gruntów- zdolność do agregacji
(przyrastania) lodu w ich strukturach
deformacja powierzchni terenu uszkadzanie
budowli
Zalecenia mające na celu przeciwdziałania
skutkom
wietrzenia i przemarzania
- Posadowienie fundamentu na głębokości większej niż głębokość
przemarzania,
- Fundament powinien być wznoszony bezpośrednio po wykonaniu
wykopu; wykop należy chronić przed przemarzaniem i
działaniem wód opadowych.
hw = 0,8 -1,2 m
WIETRZENIE CHEMICZNE .
Czynnik wietrzenia – woda opadowa zawierająca gazy pobrane z
powietrza (tlen, azot, dwutlenek węgla,) i wsiąkająca w głąb
skały
.
Wskutek utleniania:
FeS
2
+ H
2
O + 3 ½ O
2
FeSO
4
+ H
2
SO
4
2Fe
3
O
4
+ 1/2 O
2
3Fe
2
O
3
Wskutek uwodnienia
:
(anhydryt) CaSO
4
+ 2H
2
O
2
CaSO
4
·2H
2
O
Karbonatyzacja – oddziaływanie na skały CO
2
rozpuszczonego w wodzie:
CaCO
3
+ H
2
O + CO
2
Ca
2
+ + 2HCO
3-
Kaolinizacja - przeobrażanie krzemianów pod
wpływem H
2
O i CO
2
:
K
2
Al
2
Si
6
O
16
+ H
2
O + CO
2
= H
2
Al
2
Si
5
O
8
· 2H
2
O +K
2
CO
3
+
4SiO
2
Udział biosfery:
- korzenie wnikające w szczeliny – ułatwiają
wnikanie wody, powietrza i CO
2
,
- bakterie, dżdżownice, nornice, krety,
Formy wietrzenia chemicznego –
wietrzenie ilaste i
laterytowe.
Wietrzenie ilaste – powstają utwory złożone z
krzemionki, wodorotlenków, tlenków żelaza i glinu
tzw. minerały ilaste illit, kaolinit i montmorillonit
PROCES KRASU
Rozpuszczanie skał węglanowych (wapieni, dolomity) i gipsowo-
solnych przez wody powierzchniowe i podziemne.
Sole potasowo -magnezowe , sól kamienna i gips ulegają
rozpuszcze-niu w czystej wodzie → wzrost zawartości w wodzie
CO
2
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
0
↔ Ca(HCO
3
)
2
Cecha charakterystyczna obszarów krasowych to brak rozwiniętej
sieci wód powierzchniowych.
W wyniku ługującego działania wody powstają formy krasowe
powierzchniowe i podziemne
Na terenie Polski kras występuje na obszarze Jury
Krakowsko-Częstochowskiej , w Tatrach Zachodnich,
Pieninach, Górach Świętokrzyskich, na Wyżynie
Lubelskiej
Główne minerały skałotwórcze
od najłatwiej do najtrudniej wietrzejących:
1.
Kalcyt
2.
Dolomit
3.
Oliwiny
4.
Pirokseny
5.
Amfibole
6.
Skalenie
7.
Biotyt
8.
Muskowit
9.
Kwarc
Muskowit i kwarc praktyczne nie wietrzeją – sa głównymi minerałami skał okruchowych
PROFIL ZWIETRZELINOWY
WARUNKI GEOLOGICZNO – INŻYNIERSKIE NA
OBSZARACH POKRYW ZWIETRZELINOWYCH
• Utwory zwietrzelinowe pokrywają na południu Polski znaczny
obszar . Występują zarówna na ternach płaskich jak i na stromych
zboczach . Biorąc pod uwagę schemat profilu zwietrzelinowego
widać, że nośność podłoża będzie wzrastać wraz z głębokością
wraz ze zwiększaniem się zawartości okruchów skały macierzystej.
• Wraz z głębokością prace będą coraz trudniejsze.
WARUNKI GEOLOGICZNO – INŻYNIERSKIE NA
OBSZARACH WYSTĘPOWANIA PODZIEMNYCH FORM
KRASOWYCH
-
Duża
różnica w nośności skał węglanowych i młodszych osadów
które je
przykrywają,
- Obecność kawern krasowych,
- Możliwość nierównomiernego osiadania konstrukcji
- Badania geotechniczne powinny być uzupełniane badaniami
geofizycznymi.