Файл: Трофимов, А. М. Основы аналитической теории развития склонов (на примере осыпных и делювиальных).pdf

Из формулы (1.3.3—8а), (1.3.3—10) для случая х = 0 можно получить соответственно точную

области аккумуляции полностью), для первого и второго случая будем иметь

X = оо,

т. е. точка склона не может выйти к бровке последнего. Наконец, полагая и т = 0 (отсутствие пустотности акку­

мулятивного материала) из формул (1.3.3—11; 1.3.3—12) можно прийти к известной формуле Лемана (Lehmann, 1952)

= 0,05). Полученные данные показаны в следующей таблице. Судя по расчетным данным приближенное уравнение (1.3.3—10) и общее, более точное (1.3.3—8а), дают точки, разница несовпадений между которыми лежит в пределах допущенной. Поэтому, вполне можно вести построение кри­ вой по формуле (1.33—10) — оно намного проще для расчетов. Аналогичные рассуждения справедливы и для формул (1.3.3—11) и (1.3.3—12). Эти кривые несколько отличаются от предыдущих; разница несовпадения показывает насколько изменится кривизна коренной породы от изменения уплотне­

114

В формуле (1.3.3—13) не учитывается ни коэффициент интенсивности денудации, ни коэффициент пористости, по­ этому кривая отличается от предыдущих. Очевидно, что такая кривизна цоколя может быть выработана только на искусственных моделях склонов.

§ 4. ФОРМЫ ЦОКОЛЕЙ СКЛОНОВ ПРИ ИХ НЕОДНОРОДНОМ ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ

В приближенном уравнении кривой цоколя склона рост точки перегиба определяется входящими в состав правой

характера пород (т. е. сопротивляемость пород выветрива­ нию). Коэффициенты * и т определяются климатическими факторами, и их роль в формировании склона весьма суще­ ственным образом влияет на изменение характера передви­ жения точки перегиба склона.

Полевые наблюдения в условиях чередования различных по прочности пород, слагающих склоны, однако, показывают некоторые разрывы кривой цоколя, приуроченные к местам контактов отдельных пластов (гр. 36).

Очевидно, что в случае наличия крутой части склона, сложенной чередованием пластов различного состава, каждый пласт в единицу времени будет разрушаться с различной интенсивностью и может быть выражен коэффициентом сопротивляемости выветриванию (8,), зависящим при прочих равных условиях от физико-механических свойств пород. Наиболее простой пример приведен на графике 37, где пока­ зано наличие более стойкого (82) и менее стойкого (§0 , про­

тив разрушения пластов (8( < 82). В первом варианте стойкий

•График 37. Стадии развития и особенности формирования

цоколей склонов при неоднородном геологическом строении (объяснения даны в тексте).

iij — величина трения покоя обломочного материала, посту­

пающего из пласта с величиной сопротивляемости выветри­ ванию Oj). Такой уклон осыпи будет сохраняться до момента полного перекрытия осыпью нижнего пласта, в результате чего сформулируется кривая цоколя этой части уклона (гр. 37, стадии I, И). В дальнейшем развитие крутой части склона пойдет быстрее, так как будет разрушаться выше­ лежащий пласт с величиной сопротивляемости выветриванию й2. В связи с этим уклон осыпи несколько измениться (т. е.

будет соответствовать значению коэффициента трения покоя).

Такие переломы в кривизне цоколя отмечались неоднократно на территории Среднего Поволжья. В качестве примера уже приводился разрез правого коренного склона долины р. Уруссу (Бугульминско-Белебеевская возвышенность). На графике видно чередование мергелей и песчаников, имеющих само­ стоятельную кривизну поверхности цоколя.

Природу данного явления очевидно можно объяснить исходя из трех основных причин:

Во-первых, разрушение стенки срыва, состоящей из чере­ дования пластов различной степени устойчивости, происходит неравномерно. Это ведет к появлению неровностей на поверх­ ности стенок срыва, что способствует накоплению осыпного материала на более устойчивой к выветриванию поверхности и перекрытию крутой части склона. Поэтому неровности кривизны цоколя склона зарождаются в начальной стадии формирования склона.

Во-вторых, в зависимости от характера чередующихся пластов происходит неравномерно и снос выветренного мате­ риала. Если стенки срыва сложены мягкими породами, в осыпь поступает большее количество материала, а расположенные выше твердые породы за тот же промежуток времени дают

пластов она будет перекрывать. Это положение предопреде­ ляет форму цоколя.

Кроме того, удаление материала из осыпи может носить пульсирующий характер, обусловленный составом обломоч­ ного материала (крупный, мелкий, стойкий против выветри­ вания, не стойкий и т. д.). Это ведет к соответствующему изменению положения точки перегиба склона, определяющей поверхность цоколя.

116

дала ограничиться лишь данными о средних скоростях за длительные промежутки времени“ (Девдариани, 1967 [стр. 23]). Последнее положение вынуждало геоморфологов оперировать понятием линейной зависимости в скорости развития ряда геоморфологических процессов.

В некоторых случаях, при характеристике развития скло­ нов, сложенных стойкими породами за большие промежутки

промежуток времени и выводящих на основании этого сред­ негодовую скорость смещения.

Итак, если рассматривать скорость как линейно проте-. кающий процесс, можно записать равенство (гр. 38А)

(1.3.5—1}

где 8Х— отступание крутой части за единицу времени (т. е. горизонтальная скорость перемещения точки перелома склона). Величина 8*, следовательно, будет характеризовать твердость или сопротивляемость выветриванию данной породы. В зави­ симости от степени сопротивляемости (Ьх) одному и тому же периоду времени t будут соответствовать различные интер­ валы X отступания крутой части склона.

Скорость подъема точки перелома склона (или сокращение крутой части) легко определить из приведенного ранее урав­ нения (1.3.3—10). Она определяется как первая производная от пути точки перелома по времени

y = / ( x ) = f(t),

или

(1.3.5-2)

На основании (1.3.5—2), используя (1.3.3—10), получим ско­ рость перемещения точки перелома склона

117

но быстрее меньших по величине. Причем, чем меньше ста- ' новится уступ, тем в меньшей степени он испытывает разру­ шение.

В теории затухания геоморфологических процессов А. С. Девдариани (1967) указывается, что процессы, испыты­ вающие вначале максимальную степень развития, а затем постепенно затухающие, асимптотически стремясь к нулю, достаточно точно описываются экспоненциальной функцией. Действительно, выразив графически (гр. 39, линия А) скорость отступания крутой части, воспользуемся экспоненциальной

где коэффициенту р 0 можно придать смысл логарифмического декремента затухания скорости отстугіания крутой части

Уравнение (1.3.5—7) показывает, что »будучи пропорцио-- нально самой функции, скорость с течением времени моно-

118