Файл: Трофимов, А. М. Основы аналитической теории развития склонов (на примере осыпных и делювиальных).pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 21.10.2024
Просмотров: 149
Скачиваний: 0
1. Г р ан ул ом етри ч еская и м о р ф о м етр и ч еск ая х ар ак тер и сти к а
Результаты обработки 22 проб осыпного материала при ведены в таблице 20.
Медианный диаметр большинства проб осыпного материа
ла имеет размах |
колебаний порядка |
1,7—6,1; среднее 3,6. |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
20 |
|
С р е д н и е з н а ч е н и я и р а з м а х к о л е б а н и й г р а н у л о м е т р и ч е с к и х |
|
|||||||||||||||
к о э ф ф и ц и е н т о в о с ы п н о г о к р у п н о о б л о м о ч н о г о м а т е р и а л а |
|
|||||||||||||||
Коэффи |
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
9 |
10 |
11 |
12 |
|
циенты |
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Md |
4.1 |
|
3.1 |
3.1 |
3.8 |
4.2 |
5.4 |
3.7 |
3.0 |
4.4 |
5.3 |
4.2 |
3.3 |
|||
|
2.0 |
|
1.65 |
1.63 |
1.50 |
1.40 |
1.52 |
1.62 |
1.57 |
|
1.63 |
1.40 |
2.68 |
1.64 |
||
si |
1.76 |
1.47 |
1.35 |
1.36 |
1.33 |
1.58 |
1.43 |
1.44 |
|
1.54 |
1.43 |
2.61 |
1.37 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р о д о л ж е н и е |
|||
Коэффи |
13 |
|
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
|
Сред |
Размах ко |
||
циенты |
|
|
нее |
лебаний |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Md |
3.4 |
2.1 2.1 |
2.5 |
3.2 |
1.7 |
2.3 3.3 |
4.5 |
6.1 |
|
3.6 |
1.7 -6 .1 |
|||||
$0 |
1.64 1.75 1.80 1.30 1.77 1.65 |
1.40 1.71 1.65 2.28 |
1.71 1.40-2.68 |
|||||||||||||
s6 |
1.39 1.23 1.27 1.33 1.38 1.19 |
1.24 1,43jl .56 2.63 |
1.52 1—19-2.63 |
Существенных’различий в значениях s0 для осыпного мате риала по сравнению с другим не обнаружено (напр., среднее значение s0 для проб делювиального материала 1,69, а осып ного— 1,71), поэтому степень отсортированности определя лась по s5. Размах колебаний ss 1.19—2,63. Среднее 1,52.
Результаты обработки материала для определения морфо метрической их характеристики (окатанность, сплющенность, диссимметрия) даны в таблице 21.
Коэффициенты высчитывались в целом по всей пробе (100 штук обломков) и отдельно для фракций 10—25 и 25— 50 мм.
Судя по таблицам, окатанность обломков в осыпи практи чески отсутствует. Однако, в результате выветривания острые ребра их закругляются, поэтому в старых осыпях отмечается слабая окатанность обломков (порядка 0 —20).
Индекс сплющенности 2,96 — 3,34, среднее — 2,95. У типов крупнообломочного материала, испытавших более значитель ную обработку, чем характеризующейся (например, прибреж но-морские) величина индекса сплющенности зависит от раз меров обломков. Поскольку в процессе обработки более крупные обломки чаще перемещаются скольжением, в отли-
100
Т абли ц а 21
|
М о р ф о м е т р и ч е с к а я х а р а к т е р и с т и к а о с ы п н о г о м а т е р и а л а |
|||||||||||
Фрак |
1 |
2 j |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Сред |
Размах ко |
нее |
лебаний |
|||||||||||
ции |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окатанность |
|
|
|
|
|
||
10-25 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
25-50 0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
Проба |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
Сплющенность |
|
|
|
|
|||
10-25 |
3,13 |
2,701 2,99 |
2,23 |
2,49 3,67 2,90 3,11 3,41 3,41 |
3,00 |
2,23-3,67 |
||||||
25—20 |
3,21 |
2,85 |
3,00 |
2,28 |
2,94 3,01 2,82 3,13 3,16 2,44 |
2.89 |
2,28-3,21 |
|||||
Проба |
3,23 |
2,85 |
3,00 |
2,26 |
2,66 3,34 2,86 3,12 3,28 2,92 |
2,95 |
2,26-3,34 |
|||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Дисимметрия |
|
|
|
|
|||
10—25 |
602 |
611 |
672 |
639 |
632 |
655 |
635 |
690 |
614 |
641 |
639 |
602-690 |
25—50 |
664 |
669 |
681 |
642 |
646 |
652 |
647 |
709 |
664 |
677 |
675 |
642—709 |
Проба |
654 |
658 |
676 |
641 |
639 |
654 |
641 |
699 |
639 |
659 |
656 |
639—699 |
чие от мелких, перемещающихся чаще перекатыванием, они имеют больший индекс сплющенности (Бутаков, 1967).
Индекс дисимметрии у осыпных отложений колеблется в пределах 639—699, при среднем значении 656.
2. З а к о н о м е р н о с ти р асп р ед ел ен и я о сы п н о го м атер и а л а по ск л о н у
К другим генетическим признакам этих образований также можно отнести закономерное распределение обломков по крупности по длине осыпи. Выше нами было выделено семь типов зависимости Md от длины осыпи для осыпного мате риала (1.2.6—1—1.2.6—6) (см. график 31). Для нахождения общего вида распределения все данные были нанесены на график 32. Для исключения влияния различных размеров осыпей на каждой из них изучалось одинаковое количество проб (10), которые брались через равные интервалы (подроб ная методика описана выше). Общая зависимость Md (/) вы ражается уравнением (1.2.6 —7) и имеет вид
Md = 5.4 - 0.4/,
при коэффициенте корреляции г = 0,907.
101
3. О р и ен ти ровка о б л о м к о в
График 33. Ори ентировка боль шой оси обломков осыпи по отноше нию к падению склона. Буквами обозначены: А — положение на вер шине осыпи; Б — положение в цен тральной части осыпи; В — поло жение у основания
осыпи.
Одним из генетических признаков осыпных отложений является ориентировка боль шой оси обломков.
Для осыпных отложений характерен по степенный переход от хаотичного располо жения обломков в вершине осыпи к ориен тированному в ее нижней части. В розе ориентировки для верхней части осыпи (гр. 33а) невозможно выделить какой-либо мак симум. В средней части (гр. 336) намеча ется слабая ориентировка обломков под острым углом к линии падения склона. Наи более четко выражена ориентировка в ниж ней части осыпи (гр. ЗЗв).
Таким образом, наибольшее значение для выявления генетических признаков крупно обломочного материала осыпи имеют: меди анный диаметр, коэффициент сортировки ss, окатанность, распределения материала по крупности по поверхности склона, ориенти
ровка длиной оси обломков. |
склонового |
||||
Количественные |
изучения |
||||
крупнообломочного |
материала |
помогает не |
|||
только установить |
надежные |
генетические |
|||
признаки различных типов |
отложений, но и |
||||
раскрыть механизм их формирования. |
|||||
§ 8. ПРОФИЛЬ РАВНОВЕСИЯ ОСЫПИ |
|||||
1. О б щ ее |
у р ав н ен и е кри вой |
п о в ер х н о сти |
|||
осы п и |
при |
отсутстви и |
сил |
сц еп л ен и я |
|
м еж ду |
облом кам и |
(при С = 0) |
Конфигурация и профиль равновесия осыпи может зави сеть от ряда факторов, основными из которых является сила сцепления (с) между обломками, угол внутреннего трения (ср) и коэффициент трения покоя (р.). По Кулону эти величины могут быть связаны уравнением
|
s = tg<pjV + с, |
(1.2.8 — 1) |
где S — сдвигающее |
усилие, N — нормальное давление. |
|
При рассмотрении уравнения (1.2.8— 1) уместно |
рассмотреть |
|
два крайних случая, |
применимых к связанным |
(с 0) и не |
связанным (с = 0) грунтам. |
В последнем случае, характерным |
|
для молодых осыпей, уравнение (1.2 .8—1) перепишется |
||
s = |
tg<p-A', |
(1.2.8 —2^ |
102
и конфигурация осыпи будет представлена прямой линией (Цытович, 1963), положение которой определяется величиной уіла трения покоя (p = tga, где а — уклон осыпи).
Выше было показано, что величина !* зависит как от раз личий в физико-химических свойств пород, так и от разме ров обломков. Эта зависимость выражалась ранее гипербо лической функцией (1.2.3—1), которая записывается
[а= ң th X-Md.
Из (1.2.3—1) следует, что чем больше M d обломков, тем больший угол покоя осыпи образуют. Исходя из положения, что большие обломки в осыпи расположены у основания, а более мелкие в вершинной части, распределение по поверх ности осыпи можно выразить обратной зависимостью. Выше было найдено семь основных типов распределения M d облом ков по поверхности осыпи и показано наиболее вероятное <1.2.6—7). Оно выражается уравнением обратной регрессии
|
|
Md = 5,4 - 0,4/, |
|
|
|
|||
или в общем |
виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Md = ax + b, |
|
(1.2.8—3) |
||||
где X — расстояние |
от основания осыпи |
к вершине (по |
гори |
|||||
зонтальному |
проложению, |
т. |
е. х — 1). |
предположить, |
что |
|||
Изложенное выше дает |
возможность |
|||||||
максимальные углы |
откоса |
свежей |
осыпи при |
отсутствии |
||||
■сил сцепления (с = |
0) должны быть в основании, |
а меньшие |
||||||
ближе к вершине осыпи, что должно |
показать |
выпуклую |
||||||
кривизну ее |
поверхности. |
|
|
tga, |
его можно предста |
|||
Учитывая, |
что коэффициент jj. = |
|||||||
вить в виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tl==tga = & - . |
|
(1.2.8-4) |
||||
|
|
|
|
d x |
|
|
|
|
Используя (1.2.8—4), а также подставляя (1.2.6—7) в (1.2.3—1),
можно записать
— |\ th X(ах + Ь), |
(4.2.8—5) |
|
или |
|
|
у = |
(ах + b) dx. |
(1.2.8—6) |
Решив это уравнение относительно х, получим |
аналитиче |
|
ское выражение профиля равновесия осыПи. |
|
|
Сделав замену |
|
|
X(ах + Ь) — /; \ a d x = d t , |
(1.2 .8—7а, б) |
|
|
|
103 |
I