5.03.2013 Wykład
5 marca 2013
17:14
Tarcie wewnętrzne-opór stawiany przesuwaniu cząstek względem siebie. Opór zależy od wielkości,
kształtu, kohezji oraz obecności wody. Im lepiej obtoczone ziarna, tym tarcie wewnętrzne jest
mniejsze, niezależnie od wielkości ziaren. Czynnikiem zmniejszającym tarcie wewnętrzne jest woda,
im większe ciśnienie nadkładu, tym większe tarcie.
 Cząstka pozostanie w równowadze, gdy siła F będzie mniejsza lub równa iloczynowi siły F
2 1
prostopadłej do F i tangensowi kąta �zawartego między F a siłą ciężkości Q. Ta wartość
2 1
określa wartość siły tarcia wewnętrznego. �to kąt tarcia wewnętrznego, natomiast tangens �
to współczynnik tarcia wewnętrznego.
Kąt naturalnego zsypu-im mniejsza wartość tarcia wewnętrznego w obrębie osadu, tym
mniejszy kąt stożka nim usypanego.
Wytrzymałość na ścinanie-opór na przesuwanie mas gruntu, skał względem siebie.
Kiedy nastąpi przekroczenie wytrzymałości na ścinanie, jakieś części osadu zostaną
przemieszczone wzdłuż tzw. powierzchni ścinania.
S=F tg� + c
1
C -kohezja
Ftg�-siła tarcia wewnętrznego
1
Ma znaczenie skład i frakcja osadu:
 Wytrzymałość na ścinanie piasku jest zależne od tarcia wewnętrznego, a przyciąganie
międzycząsteczkowe czy kohezja odgrywa dużo mniejszą rolę.
 Jeśli mamy do czynienia z iłem, głównym czynnikiem spajającym jest kohezja.
Tiksotropia-przekroczenie progu płynności, upłynnienie osadu.
Kurzawki-fragmenty osadu podatne na upłynnienie.
Określanie typu ruchów masowych:
a) Typ skały
Geo fiz - wykłady Strona 1
Określanie typu ruchów masowych:
a) Typ skały
b) Prędkość przemieszczania
c) Charakter przemieszczania.
W zależności od tych parametrów można wyróżnić:
a) Spełzywanie (soliflukcja) -powolny ześlizg osadu.
Soliflukcja jest szczególnie często stosowana odnośnie spełzywania po przemarzniętym
gruncie.
Prędkość wynosi około 0,5-1cm/rok
Zazwyczaj powstają zmarszczki osadu prostopadłe do kierunku przemieszczenia
O pełznięciu gruntu świadczy na przykład kształt drzew w charakterystyczny sposób wygiętych:
W przekroju widać tzw. haki zboczowe:
Gleby poligonalne -ułożenie gruboziarnistego osadu w wieloboczne wały na zasadzie plastrów
miodu.
Powodowane to jest powiększaniem lub pomniejszaniem okruchów podczas zamarzania.
Geo fiz - wykłady Strona 2
W przekroju widać tzw kliny mrozowe:
Geo fiz - wykłady Strona 3
b) Osypywanie -zjawisko dotyczące luz
nego gruntu, których fektem są np. piargi w Tatrach
c) Osuwisko -grawitacyjny ześlizg mas skalnych. Budowa wewnętrzna nie ulega większym
zmianom, ale jakaś warstwa przesuwa się po powierzchni ześlizgu (ścianania)
 Osuwiska przesuwają się po rynnie.
 Osad w jęzorze jest wzajemnie przemieszczony, nosi nazwę koluwium.
d) Spływanie -materia jest przesycona wodą.
 Przykładem są spływy wodne.
e) Obryw -odłamanie kawału skalnego i jego opadnięcie, np. na wybrzeżu klifowym.
SKAA
Y OSADOWE
1. Skały okruchowe (detrytyczne)
2. Chemogeniczne
3. Organogeniczne
Geneza:
1. Wietrzenie (erozja)
2. Transport (woda, lód, wiatr)
3. Depozycja (sedymentacja osadu) w określonym środowisku sedymentacyjnym.
4. Lityfikacja (diageneza)
W obrębie skały osadowej moża wyróżnić tzw. szkielet ziarnowy, który może być zespojony
spoiwem (cementem). Przestrzenie między ziarnami mogą być też wypełnione ziarnami
mniejszej frakcji, czyli masą wypełniającą (ta (ona) matriks)
Kolmatacja -
Większość cech dotyczących pojedynczych ziaren w osadzie to cechy teksturalne
 Frakcja
 Stopień obtoczenia
 Kształt
 Charakter powierzchni
 Stopień selekcji (wysortowanie)
Geo fiz - wykłady Strona 4
FRAKCJA:
 Psefitowa (powyżej 2mm)
 Psamitowa (sand)
 Mułowa/pyłowa (aleurytowa) -silt 0,1-0,01mm
 Iłowa (pelitowa) -clay <0,01mm
STOPIEC
SELEKCJI
 Very poorly sorted
 Poorly sorted
 Moderately sorted
 Well sorted
 Very well sorted
STOPIEC
OBTOCZENIA:
Im dłuższy transport, tym lepsza abrazja (ścieranie), wyjątkiem jest transportowanie osadu
przez lodowiec.
Dojrzałość składu mineralnego -określa proporcje składników odpornych na ścieranie w
stosunku do nieodpornych.
W przypadku krótkiego transportu (np. powódz
na pustyni zostawia muł) powstaje arkoza lub
szarogłaz.
Im większy udział kwarcu w stosunku do innych składników tym większa dojrzałość składu
mineralnego skały.
Geo fiz - wykłady Strona 5
CHARAKTER POWIERZCHNI:
Bada się go używając mikroskopów elektronowych używając kilkutysięcznych powiększeń.
Geo fiz - wykłady Strona 6
Różne typy składników powstają w zależności od energii medium transportującego osad.
Pojedyncza warstewka osadu (wewnętrznie jednorodna) nazwana jest laminą. Każda lamina
jest zapisem pewnego konkretnego etapu. Grupa lamin w pewnym porządku geometrycznym
to zestaw lamin.
Stwierdzona laminacja jest potocznie określana jako warstwowanie, co jest terminem mało
precyzyjnym, ale powszechnie stosowanym.
A
awice osadu-
Prądy zawiesinowe -
Piasek gromadzony na szelfie przez przybój fal, po dużym nagromadzeniu piasku ulega
spłynięciu po stoku szelfu. Najpierw spływają najgrubsze osady, potem mniejsze i jeszcze długo
trwa zanim opadną najdrobniejsze zawiesiny., Dzięki temu powstaje uziarnienie frakcjonalne,
warstwowanie frakcjonalne. Skały o uziarnieniu frakcjonalnym nazywane są fliszem (Karpaty
Fliszowe)
Geo fiz - wykłady Strona 7
Forma dna -morfologiczne zróżnicowanie dna zależne od:
 Siły prądu
 Uziarnienia
W zależności od prędkości wody na dnie mogą powstawać różne nierówności określane mianem
form dna.
a) W przypadku powolnego, mało energetycznego przepływu powstaje płaska, niemal
równoległa laminacja.
b) Dolny reżim przepływu -małe natężenie transportu ale duży opór na dole. Wówczas
erodowane są podprądowe zbocza wszystkich nierówności. W tym samym czasie na zboczach
zaprądowych odbywa się depozycja osadu (na skutek tworzenia się komórek wirowych). W
takich warunkach powstają kolejno:
 Małe ripplemarki prądowe o asymetrycznym przekroju
c) Przy wzroście energii powstają duże ripplemarki, na których tak samo skierowana jest
przekątna laminacja.
d) Przy dalszym wzroście energii natężenie transportu staje się duże, a opór form dna maleje.
Wówczas dno zostaje ponownie wyrównane, są to tzw. warunki górnego reżimu (przepływu).
Mówimy wówczas o tzw. górnym płaskim dnie.
e) Gdy prąd staje się rwący powstają antydiuny, które mogą mieć kształt fal powierzchniowych,
ich osad podlega silnej turbulencji, w ich przekroju laminacja może być niewyraz
nie
skierowana w przeciwną stronę w stosunku do form niskoenergetycznych.
Jeśli energia wody z powrotem spadnie, ponownie powstają formy odpowiednie dla
niżejenergetycznych przepływów.
Geo fiz - wykłady Strona 8
 Geo fiz - wykłady Strona 9