Ледниковые отложения центральных областей Восточно-Европейской (Русской) равнины и краткая их инженерно-геологическая характеристика
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Инженерная геология
Издательство:
НИЦ ИНФРА-М
Год издания: 2020
Кол-во страниц: 319
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
Дополнительное профессиональное образование
ISBN: 978-5-16-011810-9
ISBN-онлайн: 978-5-16-104259-5
Артикул: 285000.04.01
В монографии изложены результаты многолетних исследований ледни-
ковых отложений центральных областей Восточно-Европейской (Русской)
равнины. Большое внимание в работе уделено изучению состава, строения
и свойств ледниковых отложений, их изменениям в пространстве.
Для специалистов, изучающих ледниковые отложения применительно
к проблемам инженерной геологии. Книга может быть полезна студентам
и широкому кругу читателей, интересующихся изучением вещественных
остатков прошлых оледенений Земли.
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ОГЛАВЛЕНИЕ (Вместо пролога) О СТРОЕНИИ, СТРУКТУРЕ И ТЕКСТУРЕ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ............................................................... 7 ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................ 10 Глава 1. ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ТЕОРИИ ЛЕДОВОГО ЛИТОГЕНЕЗА .......... 12 Глава 2. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРИЧИНАХ И МЕХАНИЗМАХ ОЛЕДЕНЕНИЙ ЗЕМЛИ ....................................... 28 Глава 3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ ........................................................................................................ 40 КРАТКИЙ ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК .......................... 40 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ТОЛЩИ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ......................................................................................... 44 СОСТАВ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ ................................... 53 Состав крупнообломочного материала в различных горизонтах ледниковых отложений ...................................................................... 55 Состав песчано-пылеватых фракций в горизонтах ледниковых отложений ............................................................................................ 60 Состав и структура глинистой фракции моренных суглинков в различных горизонтах ледниковых отложений ............................ 69 МИКРОСТРОЕНИЕ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ .................................. 78 СОСТАВ СПОРОВО-ПЫЛЬЦЕВЫХ СПЕКТРОВ В ГОРИЗОНТАХ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ ..................................................................................................... 84 ЦИКЛИЧНОСТЬ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ ................................... 93 О выделении гляциоциклитов и элементарных циклитов в ледниковых отложениях .................................................................. 93 Генетико-возрастные особенности формирования циклитно построенной толщи ледниковых отложений .................................... 98 Инженерно-геологические следствия циклитного строения толщ ледниковых отложений. ..........................................................100 СОСТОЯНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ ................................................102
Состояние и физические характеристики красновато- коричневых супесей верхнего горизонта ледниковых отложений.......................................................................................... 104 Состояние и физические характеристики красновато- коричневых суглинков верхнего горизонта ледниковых отложений.......................................................................................... 110 Состояние и физические характеристики серовато-коричневых супесей среднего горизонта ледниковых отложений.................... 117 Состояние и физические характеристики серовато-коричневых суглинков среднего горизонта ледниковых отложений................ 118 Состояние и физические характеристики темно-серых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений................................... 122 Изменения физических характеристик моренных суглинков Клинско-Дмитровсой гряды при сезонном промерзании и протаивании ................................................................................... 129 РАЗРЕЗ ТОЛЩИ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КЛИНСКОДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ КАК ОПОРНЫЙ РАЗРЕЗ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ РУССКОЙ РАВНИНЫ......................................................................... 141 Область распространения опорного разреза Клинско- Дмитровской гряды .......................................................................... 141 Геолого-литологическое строение ледниковых отложений опорного разреза Клинско-Дмитровской гряды ............................ 143 Геолого-литологическое строение и состав межледниковых отложений опорного разреза ........................................................... 147 Роль опорных разрезов для характеристики инженерно- геологических условий территории строительства ....................... 151 ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ КЛИНСКО-ДМИТРОВСКОЙ ГРЯДЫ..................... 157 Глава 4. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ОКРАИНЫ ВАЛДАЙСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ......................... 165 СТРОЕНИЕ ТОЛЩИ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВАЛДАЙСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ............................................... 166 СОСТАВ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОЧНОЙ ОКРАИНЫ ВАЛДАЙСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ .......................... 171 Минералогический состав песчано-пылеватой фракции ледниковых отложений .................................................................... 177 Состав спорово-пыльцевых спектров в ледниковых отложениях юго-востока Валдайской возвышенности....................................... 184
Сравнительная характеристика спорово-пыльцевых спектров ледниковых отложений на территориях Клинско-Дмитровской гряды и Валдайской возвышенности .............................................. 189 Краткая характеристика межледниковых отложений юго- востока Валдайской возвышенности и их спорово-пыльцевых спектров............................................................................................. 194 СОСТАВ, СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВАЛДАЙСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ..................... 197 Состояние и физические свойства красновато-коричневых супесей верхнего горизонта............................................................. 200 Состояние и физические характеристики суглинков верхнего горизонта ледниковых отложений Валдайской возвышенности.. 206 Состояние и физические характеристики серовато-коричневых супесей нижнего горизонта ледниковых отложений юго-востока Валдайской возвышенности ............................................................ 214 Состояние и физические характеристики серовато-коричневых суглинков нижнего горизонта ледниковых отложений Валдайской возвышенности ............................................................ 217 ИЗМЕНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ И СВОЙСТВ МОРЕННЫХ СУГЛИНКОВ ВО ВРЕМЕНИ ............................................................. 222 Геолого-геоморфологические особенности участка изысканий и исследований юго-востока Валдайской возвышенности........... 222 Общие предпосылки для выделения слоев в верхнем гляциоциклите ледниковых отложений.......................................... 225 Результаты исследований моренных грунтов верхнего элементарного гляциоциклита кровли горизонта красновато- коричневых суглинков ..................................................................... 227 Инженерно-геологическое значение результатов исследований . 230 ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗЫСКАНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВАЛДАЙСКОЙ ВОЗВЫШЕННОСТИ............................................... 233 Глава 5. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТЕРРИТОРИИ РУССКОЙ РАВНИНЫ ............................................. 236 СТРОЕНИЕ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РАЙОНЕ СРЕДНЕГО ТЕЧЕНИЯ РЕКИ РУЗЫ.................................................. 236 СОСТАВ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДА РУССКОЙ РАВНИНЫ......................................................................... 239 СОСТОЯНИЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДА РУССКОЙ РАВНИНЫ ............................................................................................ 240 Состояние и свойства моренных супесей....................................... 240
Состояние и свойства моренных суглинков среднего течения р. Рузы................................................................................................ 243 Глава 6. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА ................................................................................................ 248 ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ТОЛЩИ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА... 248 СОСТАВ, СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРНОГО РАЙОНА МОСКВЫ .......................... 252 СОСТАВ, СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНОГО РАЙОНА МОСКВЫ ......................... 262 Глава 7. КРАТКАЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ РАЙОНА ТАМБОВА ............................................................................. 270 Глава 8. СОПОСТАВЛЕНИЕ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ОТДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ РУССКОЙ РАВНИНЫ ............... 275 КРИТЕРИИ СОПОСТАВЛЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ....................................................................................... 275 Геологический критерий.................................................................. 276 Палеоботанический критерий.......................................................... 281 Инженерно-геологический критерий.............................................. 284 Глава 9. ВЫДЕЛЕНИЕ ПРОВИНЦИЙ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ РУССКОЙ РАВНИНЫ............................................................................................... 296 Глава 10. О НЕКОТОРЫХ ВОПРОСАХ НАКОПЛЕНИЯ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ РУССКОЙ РАВНИНЫ............................................................................................... 306 ЛИТЕРАТУРА......................................................................................... 313
(Вместо пролога) О СТРОЕНИИ, СТРУКТУРЕ И ТЕКСТУРЕ ЛЕДНИКОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В начале 1980-х годов на строительстве крупного гидротехнического объекта инженерные изыскания, инженерно-геологическую документацию и геотехнический контроль вела комплексная изыскательская партия (КИП). Работали в ней два приятеля, два старших геолога, каждому немного за 30. Один из них был ответственным за изыскания для рабочей документации строительства (геолог), другой – за геотехнический контроль на строительстве (геотехник). В селе Федоровском, где базировалась КИП, у камерального помещения была небольшая светлая пристройка, в которой геолог проверял образцы керна каждой буровой скважины, сверяя с ее контрольным описанием, выполненным в поле. Эта работа занимала много времени и требовала большого внимания и тщательности. Все поднятые из скважин грунты, а это были, в основном, ледниковые отложения, буровые бригады выкладывали последовательно возле скважин. Чтобы освободить площадки для укладки очередных интервалов керна, геологу нужно было делать контрольные описания скважин в поле 1–2 раза на день. Техники занимались первичной документацией выработок, и следили за тем, чтобы керн был выложен правильно. Приезжая к скважинам, геолог описывал керн по срезу, пока породы сохраняли свои естественные признаки и цвет. Из-за того, что на изучение разреза скважин тратилось все рабочее время, и все контрольные описания керна делал он сам, уходя от обсуждения глобальных проблем, приятель геотехник подтрунивал над ним, называя его старшим техником. Хотя это и было немного обидно как человеку, отработавшему довольно много лет в экспедициях, геолог улыбался, что поделаешь, у каждого свои причуды. Как-то летом в пристройку приходит геотехник с техником-геологом (в качестве свидетеля) и говорит с порога: – Где это ты нашел насыпь под дамбой, да еще и до глубины 20 метров? Из-за тебя остановили отсыпку дамбы, ты прекрасно понимаешь, чем это может обернуться для тебя, иди и разбирайся. Там ведь самая настоящая морена, мы только что оттуда, в том месте не могли ничего копать в принципе, потому что запрещено копать вблизи основных сооружений, и все строители об этом знают. Техник, молодой, но уже опытный работник, поддакивает: – Ну да, правда, там точно морена, мы сейчас видели, грейдер прошел и зачистил основание, насыпных грунтов там нет, да и в керне была морена тоже, я помню.
Морена-то была, но какая? Насыпную морену, срезанную грейдером, практически невозможно отличить от естественной, даже с большим навыком работы. Геолог извлек из хранилища керновые ящики с образцами, проверить еще раз описание и убедиться в отсутствии характерных признаков естественного сложения грунтов. Подняли всю документацию, но ничего не нашли, а КИП с начала своей работы вела на объекте исполнительную документацию всех без исключения строительных выемок. Ситуация складывалась просто невероятная, вблизи основных сооружений действительно не разрешались никакие, а тем более глубокие выемки. Конструктивные элементы дамбы верхнего бассейна должны были укладываться исключительно на моренные суглинки и только естественного сложения. Так как в КИП никаких данных о строительных выемках не нашли, геологу предложили признать ошибку и подписать акт обследования основания, с оговоркой, что там, где по проекту должна быть ось дамбы, залегают естественные грунты, но, может быть, с какими-то отклонениями. Это было необходимо, чтобы продолжить отсыпку дамбы. Однако геолог уперся и наотрез отказывался подписывать акты, настаивая, что там насыпь из разнородных неуплотненных грунтов. Заминка в работе выводила проблему на высокий уровень, поскольку график строительства, утвержденный правительством, никто не собирался менять, да и строителям нужна зарплата. Коллеги как-то дистанцировались, рассеянно наблюдая за конфликтом (своих проблем достаточно), а руководство (можно понять) уже подыскивало новую кандидатуру старшего геолога. Площадка, где были вскрыты насыпные грунты, располагалась на участке ответственности Управления механизированных строительных работ (УМСР). Два приятеля, окончательно переругавшись и потеряв всякую надежду на разрешение конфликта, поехали в офис УМСР к геодезистам. А там, к всеобщему удивлению, ребята-геодезисты быстро определились с координатами скважины. Оказывается, много лет назад, в самом начале подготовки к строительству, когда еще не было известно местоположение сооружений, на этом месте был огромный карьер, откуда управление брало морену для различных отсыпок при подготовке инфраструктуры объекта к строительству. Карьер был засыпан еще до того, как КИП привлекли к исполнительной документации строительных выемок. Отметка подошвы карьера на исполнительной съемке УМСР была на 15 сантиметров выше отметки, зафиксированной скважиной. Это примерно глубина врезки зуба ковша экскаватора. При подготовке основания под дамбу грейдер натянул свежие моренные суглинки, закрыв насыпные грунты, а техник, посмотрев на них, правильно определил, что сверху моренный грунт, но он не мог знать, что грунты переотложены. Корректировка
проекта заняла еще некоторое время, и верхний бассейн приобрел изящный изгиб в плане. После этого случая геотехник перестал подтрунивать над геологом. Ведь 20-метровой глубины карьер под дамбой более чем 4-километрового верхнего бассейна, наполненного 30-метровой толщей воды, был расположен на 110-метровой высоте над неоконченным зданием ГЭС, где круглые сутки шли работы после пуска первых агрегатов. Вот так, наверное, приходит осознание, что повседневное внимательное изучение грунтов в поле и есть та основа, необходимая для безопасного строительства.
ВВЕДЕНИЕ Платформенные оледенения рассматриваются в научной литературе как планетарные явления, под влиянием которых формировался тепловой баланс обширных территорий и современный климат Земли. Теоретическая значимость гипотезы оледенений, сформулированная Геттоном (Джон, Дербшир и др., 1982), сохраняет свою актуальность и сегодня по многим причинам. Климатические колебания с периодическими похолоданиями на планете сопровождались вымиранием и появлением новых видов фауны и флоры, изменением географического распространения экосистем. Считается, что появление человека относится ко времени последнего ледникового периода в истории планеты. В этой связи не ослабевает интерес к условиям формирования современной природной обстановки Земли в эпоху плейстоцена и голоцена. Накопление ледников и их разрушение происходило одновременно и во взаимосвязи со становлением современных ландшафтов и климата, в условиях которых проживает значительная часть населения Земли. Ледниковые отложения служили исходным материалом современных почв, используемых для получения продуктов питания. Воды водоносных горизонтов ледниковых толщ использовало население, проживающее на обширной территории, прежде находившейся под ледниковыми покровами. Широкое распространение ледниковых отложений на планете послужило углубленному изучению их состава, строения и свойств в связи с развитием инфраструктуры обитания человека, со строительством объектов гражданского и промышленного назначения. Толщи ледниковых отложений служат основанием и вмещающей средой жилых, транспортных и промышленных комплексов, крупных водохранилищ для водоснабжения городов и производства электроэнергии. Ледниковые отложения служили не только основанием сооружений, но и их конструктивными элементами, поэтому требовались глубокие знания о природе формирования и свойствах моренных грунтов. В этой связи специальные виды исследований выполнялись в научноисследовательских институтах для решения целевых задач обоснования проектов. На кафедре инженерной геологии МГУ под руководством Г.С. Золотарева (Золотарев, 1959) изучались закономерности переработки берегов Рыбинского водохранилища и формирования устойчивых природно-техногенных экосистем, разрабатывалась методика расчета переработки берегов, сложенных ледниковыми отложениями. В разное время для гидротехнического строительства на кафедре выполнялись комплексные рентгено-структурные, электронно-микроскопические исследования для определения влияния микростроения и структурных