Wykład 1
POWSTAWANIE GRUNTÓW
PROCESY ROZDRABNIANIA SKAA

Górna warstwa skorupy ziemskiej o miąższości wahającej się od
kilku cm do kilkuset metrów ulega geologicznym zjawiskom
destrukcyjnym polegającym w pierwszym rzędzie na wietrzeniu,
a następnie erozji i transporcie okruchów skalnych.
Pierwotnym tworzywem gruntów są skały głębinowe
i wylewne, które formowały się przy dużych temperaturach i na ogół
dużych ciśnieniach.
Wspólną cechą tych warunków był brak wody
w postaci cieczy (na skutek działania wysokich
temperatur).
Inną skałą pierwotną są wapienie i skały osadowe. Formowały
się w ośrodku wodnym.
Temperatura tu występująca była znacznie niższa niż
poprzednio, a i ciśnienie mniejsze.
__________________
Znajomość procesów rozdrabniania i wietrzenia skał pozwala na
prześledzenie procesu formowania się gruntów. Pierwszy etap stanowi
wietrzenie fizyczne, póz
niej zwykle następuje erozja, transport
i wietrzenie chemiczne.
Podana kolejność może ulegać zmianie lecz wietrzenie fizyczne
jest zawsze etapem pierwszym.
Przy tym procesie następuje spękanie skał i tworzenie
się oddzielnych okruchów (skład mineralny nie ulega
zmianie).
Wszelkie przeobrażenia mineralogiczne mają miejsce dopiero
przy procesach wietrzenia chemicznego.
Tworzą się wtedy drobne cząstki iłowe o innej niż
pierwotny składzie mineralogicznym. Stanowią one
wtórne produkty wietrzenia.
Wykład 1
WIETRZENIE FIZYCZNE
Wietrzenie fizyczne jest wywoływane głównie wahaniami
temperatury, zamarzaniem wody w porach, a także działaniem
rozsadzającym korzeni roślin. Wynika to z następujących
okoliczności:
a) skały są złymi przewodnikami ciepła, co przy nagrzewaniu ich
powierzchni przez słońce prowadzi do powstania znacznych
naprężeń termicznych
b) poszczególne materiały wchodzące w skład skał mają różne
współczynniki rozszerzalności cieplnej
c) obniżenie temperatury poniżej zera powoduje zamarzanie wody
znajdującej się w szczelinach skalnych, co w konsekwencji
prowadzi do ich rozsadzania
d) rośliny porastające powierzchnię skały wprowadzają swoje
korzenie w szczeliny rozklinowując już pękniętą skałę.
Wykład 1
EROZJA I TRANSPORT
Poza wietrzeniem, rozdrabnianie okruchów występujących w
skorupie ziemskiej oraz zmiany w podłożu macierzystym powodują
procesy erozyjne.
Polegają one na niszczącym działaniu na podłoże
przesuwającego się po nim materiału skalnego, a także wymywaniu
czy wyrywaniu z podłoża kawałków skał przez lód, wodę czy wiatr.
W zależności od czynnika erodującego wyróżnia się następujące
procesy erozyjne:
- erozję rzeczną
- erozję morską
w tym:
abrazję - działalność jezior i morza niszczącą brzegi
tsunami - związane z wybuchami wulkanów
- erozję wietrzną (eoliczną),
w tym:
deflację - wywiewanie cząstek mineralnych
korazję - ścierani skał niesionymi ziarnami
- erozję lodowcową
(niszczycielska działalność lodowców)
Wykład 1
RODZAJE OSADÓW GRUNTOWYCH
Powstałe na skutek działań destrukcyjnych okruchy skalne mogą
pozostawać na miejscu po zwietrzeniu lub staczać się po
pochyłościach, czy być unoszone przez wodę lub wiatr.
W zależności od sposobu formowania się osadów gruntowych
rozróżnia się następujące formacje:
eluwia
stanowią złoża powstałe wskutek wietrzenia skał i po
rozkruszeniu pozostałe na miejscu swego powstania
(gliny wietrzelinowe, rumosze skalne)
deluwia
stanowią złoża, które jako drobne cząstki zostały zmyte
do podnóża zboczy
aluwia
stanowią złoża, które powstały jako osady z płynących wód
(rumosze, żwiry, piaski, pyły i gliny)
morskie lub lagunowe
(wapienie, margle, łupki i iłołupki)
jeziorne
(gliny, iły)
eoliczne
stanowią złoża powstałe z naniesienia ziaren i cząstek gruntu
przez wiatr (less)
lodowcowe
osady przyniesione przez lodowce, osadzone w czasie topnienia
lodu
(gliny zwałowe, piaski, żwiry, głazy narzutowe, iły warstwowe)
Wykład 1
ROZDROBNIENIE GRUNTU
NIECI
GA
OŚĆ - oznacza, że rozważana przestrzeń fizyczna
jest zajęta przez pewną liczbę różnych ciał - na ogół mających ze
sobą kontakt..
Ciała te mogą mieć różne kształty i właściwości fizyczne.
ROZDROBNIENIE - oznacza, że badana przestrzeń jest zajęta
przez elementy materialne, niczym ze sobą nie spojone lub spojone
bardzo słabymi więzami.
Ośrodek równoziarnisty - zbudowany z elementów
o zbliżonych kształtach i prawie jednakowych wymiarach. Gdy
wymiary te znacznie się różnią, mówimy o ośrodku różnoziarnistym.
Wykład 1
ROZMIARY I KSZTAA
T ELEMENTÓW
Gdy elementy stanowiące ośrodek mają znaczne rozmiary,
nazywamy je bryłami, gdy rozmiary ich są rzędu milimetrów -
ziarnami, gdy wreszcie mikrometrów - cząstkami.
Okruchy tworzące ośrodek nieciągły mogą mieć kształty:
- zwarte
- zorientowane.
Pierwsze oznaczają regularne bryły, których wymiary w trzech
wzajemnie prostopadłych kierunkach są prawie jednakowe, drugie
oznaczają cząstki o jednym z wymiarów znacznie różniącym się od
pozostałych (płytki, rurki, igły itp).
MODEL OŚRODKA ZIARNISTEGO
Za wielkość charakteryzującą rozmiar elementów przyjmuje się
średnicę zastępczą - wymiar oczek znormalizowanego sita, przez
które mogą przejść te elementy.
Zestaw sit o różnych (umownie przyjętych wielkościach)
oczkach stanowi podstawę do zdefiniowania frakcji gruntów:
Głazy > dz > 200.0 mm
Kamienie 200.0 > dz > 63.00 mm
Żwir 63.00 > dz > 2.000 mm
Piasek 2.000 > dz > 0.063 mm
Pył 0.063 > dz > 0.002 mm
Ił 0.002 > dz mm
(wg: PN-EN ISO 14688-1)