Определение основных показателей физико-механических свойств, измененных и неизмененных процессами оглеения, грунтов западинных форм рельефа

Цель работы – определение основных показателей физико-механических свойств, измененных и неизмененных процессами оглеения, грунтов западинных форм рельефа. А так же последующее их сравнение.

1.СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ОГЛЕЕНИЯ ГРУНТОВ

Для определения генезиса, вещественного состава и свойств пород в контурах западин и соответствия их показателям вмещающих пород мною был выбран участок (рисунок 1.1), расположенный на озерно-аллювиальной и флювиогляциальной равнинах. На данном участке изучено и описано 11 западин; пройдено три шурфа глубиной от 0,76 до 1,0 м и пробурены ручным способом пять скважин глубиной от 1,25 м до 4,50 м – всего 12,1 п.м. (рисунок 1.1). Из шурфов и скважин отобрано 7 проб грунта нарушенной структуры без сохранения влажности, 10 проб грунта нарушенной структуры с сохранением природной влажности, 11 монолитов с естественной структурой и влажностью. В лабораторных условиях определена природная влажность, характерная влажность, плотность грунта, определена плотность частиц грунта, просадочность (результаты – в таблице). Полевые и опытные работы проводились по методикам, описанным в нормативной и научной литературе.

В результате проведенных работ установлено, что западина 4 (рисунок 1.1) имеет аллювиальное происхождение. Происхождение западин 7…9 и 11  не установлено. Западины 1…3, 5, 6 и 10 могут быть как криогенного происхождения , так и термокарстового. Их формирование и последующие трансформации обусловлены действием многолетней и сезонной мерзлоты и процессами их деградации. И те, и другие формировались в перигляциальных областях днепровского и сожского оледенений. В случае криогенного происхождения западин формирование заполняющих их пород происходило при многократном промерзании и оттаивании под воздействием солифлюкционных процессов. При термокарсте в результате изменения термических условий и процессов деградации льдов и льдонасыщенных пород происходили неравномерные проседания, провалы почвы и подстилающих пород.

В контурах западин 5 и 10 вскрыты глеевые отложения, сформированные в условиях устойчивого гидроморфизма. В данных условиях ионы двухвалентного закисного железа, вступая в реакцию с кремнеземом и глиноземом, образуют вторичные алюмоферросиликаты. Такие минералы имеют характерную зеленоватую или голубоватую окраску.

Нами установлены различия в показателях физических свойств измененных и неизмененных процессами оглеения грунтов.

1 – отрицательные формы рельефа по типу котловин; 2 – западины, обследуемые

 в натуре ; 3 – шоссейная дорога; 4 – название населенных пунктов

Рисунок 1.1 – Схема западин, обследованных в натуре

Под заболачиванием мы понимаем совокупность явлений, возникающих в почвах в тех случаях, когда они подвергаются постоянному или по меньшей мере периодически длительному избыточному увлажнению. Избыточным же увлажнением мы называем такое состояние почвы, когда среднее содержание в ней влаги за вегетационный период превышает 70—80% полной влагоемкости. Избыточное увлажнение влечет за собой поселение соответствующей влаголюбивой растительности, которая нередко обладает способностью усиливать накопление влаги. Этой способностью обладают, например, сфагновые мхи, некоторые виды осок. Таким образом, поселение такой растительности ведет к усилению заболачивания.

Избыточное содержание влаги в почве имеет своим прямым следствием малое содержание в ней воздуха и затруднение его обмена с атмосферным воздухом. В силу этого содержание в почвенном воздухе, а следовательно, и в почвенном растворе, кислорода резко уменьшается. Так, например, по наблюдениям М. Н. Латышевой, на Молого-Шекснинском междуречье в почвенно-грунтовых водах подзолистых незаболоченных почв дефицит кислорода не превышал 60%, в то время как в водах подзолисто-болотных почв он достигал 80%, а в водах иловато-болотных почв под черноольховыми насаждениями доходил до 100%, т. е. последние воды были совершенно лишены кислорода.

Малое содержание кислорода в почвенном воздухе и почвенном растворе вызывает замедление окислительных процессов и, следовательно, процессов разложения органических остатков, так как последнее заключается прежде всего в биохимическом окислении соответствующих органических соединений с образованием в конечном счете углекислоты и воды.

В условиях недостатка кислорода интенсивность окислительных процессов уменьшается, что ведет за собой значительное накопление органического вещества, являющееся первой из наиболее характерных черт почвообразовательного процесса в условиях избыточного увлажнения. Органическое вещество в зависимости от различных условий, может накапливаться в форме слабо разложившихся растительных остатков, в виде различных промежуточных соединений, образующихся при разложении растительных остатков, и, наконец, в виде различных гуминовых веществ. Размер накопления в почвах органического вещества может быть весьма различным в зависимости от степени заболоченности: начиная от небольшого увеличения содержания перегноя в гумусовом горизонте и некоторого увеличения мощности этого горизонта и кончая накоплением многометровых толщ торфа.

Недостаток кислорода в почвенном воздухе и в почвенном растворе приводит к тому, что органические соединения в процессе микробного разложения начинают окисляться за счет кислорода, связанного с минеральными соединениями, способными восстанавливаться. Такими соединениями являются главным образом соединения окисного, трехвалентного, железа, в гораздо меньшей мере — соединения марганца, так как последних в почвах содержится обычно очень немного.

Возникающие таким образом явление восстановления представляют собой вторую характерную черту почвообразования в условиях избыточного увлажнения. Соединения окисного железа, восстанавливаясь, переходят в соединения двувалентного, закисного, железа. Судьба последних в зависимости от характера водного режима будет различной. Если избыточное увлажнение представляет собой явление периодическое, причем продолжительность его периодов невелика, как это имеет место во многих подзолистых почвах, то закисное железо, образовавшееся во время этого периода, по прошествии его вследствие улучшившегося доступа кислорода снова окисляется.