Geo fiz - wykłady

Tarcie wewnętrzne - opór stawiany przesuwaniu cząstek względem siebie. Opór zależy od wielkości,
kształtu, kohezji oraz obecności wody. Im lepiej obtoczone ziarna, tym tarcie wewnętrzne jest
mniejsze, niezależnie od wielkości ziaren. Czynnikiem zmniejszającym tarcie wewnętrzne jest woda,
im większe ciśnienie nadkładu, tym większe tarcie.

Cząstka pozostanie w równowadze, gdy siła F

będzie mniejsza lub równa iloczynowi siły F

prostopadłej do F

i tangensowi kąta ϕ zawartego między F

a siłą ciężkości Q. Ta wartość

określa wartość siły tarcia wewnętrznego. ϕ to kąt tarcia wewnętrznego, natomiast tangens ϕ
to współczynnik tarcia wewnętrznego.

Kąt naturalnego zsypu - im mniejsza wartość tarcia wewnętrznego w obrębie osadu, tym
mniejszy kąt stożka nim usypanego.
Wytrzymałość na ścinanie - opór na przesuwanie mas gruntu, skał względem siebie.
Kiedy nastąpi przekroczenie wytrzymałości na ścinanie, jakieś części osadu zostaną
przemieszczone wzdłuż tzw. powierzchni ścinania.

S=F

tgϕ + c

C - kohezja
F

tgϕ - siła tarcia wewnętrznego

Ma znaczenie skład i frakcja osadu:
Wytrzymałość na ścinanie piasku jest zależne od tarcia wewnętrznego, a przyciąganie
międzycząsteczkowe czy kohezja odgrywa dużo mniejszą rolę.

Jeśli mamy do czynienia z iłem, głównym czynnikiem spajającym jest kohezja.

Tiksotropia - przekroczenie progu płynności, upłynnienie osadu.

Kurzawki - fragmenty osadu podatne na upłynnienie.

Określanie typu ruchów masowych:
Typ skały

5.03.2013 Wykład

5 marca 2013

17:14

Geo fiz - wykłady Strona 1

Określanie typu ruchów masowych:
Typ skały

Prędkość przemieszczania

Charakter przemieszczania.

Spełzywanie (soliflukcja) - powolny ześlizg osadu.

Soliflukcja jest szczególnie często stosowana odnośnie spełzywania po przemarzniętym
gruncie.
Prędkość wynosi około 0,5-1cm/rok
Zazwyczaj powstają zmarszczki osadu prostopadłe do kierunku przemieszczenia
O pełznięciu gruntu świadczy na przykład kształt drzew w charakterystyczny sposób wygiętych:

W przekroju widać tzw. haki zboczowe:

Gleby poligonalne - ułożenie gruboziarnistego osadu w wieloboczne wały na zasadzie plastrów
miodu.
Powodowane to jest powiększaniem lub pomniejszaniem okruchów podczas zamarzania.

W zależności od tych parametrów można wyróżnić:

Geo fiz - wykłady Strona 2

Osypywanie - zjawisko dotyczące luźnego gruntu, których fektem są np. piargi w Tatrach

Osuwisko - grawitacyjny ześlizg mas skalnych. Budowa wewnętrzna nie ulega większym
zmianom, ale jakaś warstwa przesuwa się po powierzchni ześlizgu (ścianania)

Osuwiska przesuwają się po rynnie.

Osad w jęzorze jest wzajemnie przemieszczony, nosi nazwę koluwium.

Spływanie - materia jest przesycona wodą.

Przykładem są spływy wodne.

Obryw - odłamanie kawału skalnego i jego opadnięcie, np. na wybrzeżu klifowym.

SKAŁY OSADOWE

Skały okruchowe (detrytyczne)

Chemogeniczne

Organogeniczne

Geneza:
Wietrzenie (erozja)

Transport (woda, lód, wiatr)

Depozycja (sedymentacja osadu) w określonym środowisku sedymentacyjnym.

Lityfikacja (diageneza)

W obrębie skały osadowej moża wyróżnić tzw. szkielet ziarnowy, który może być zespojony
spoiwem (cementem). Przestrzenie między ziarnami mogą być też wypełnione ziarnami
mniejszej frakcji, czyli masą wypełniającą (ta (ona) matriks)
Kolmatacja -

Większość cech dotyczących pojedynczych ziaren w osadzie to cechy teksturalne
Frakcja

Stopień obtoczenia

Kształt

Charakter powierzchni

Stopień selekcji (wysortowanie)

Geo fiz - wykłady Strona 4

FRAKCJA:
Psefitowa (powyżej 2mm)

Psamitowa (sand)

Mułowa/pyłowa (aleurytowa) - silt 0,1-0,01mm

Iłowa (pelitowa) - clay <0,01mm

STOPIEŃ SELEKCJI
Very poorly sorted

Poorly sorted

Moderately sorted

Well sorted

Very well sorted

STOPIEŃ OBTOCZENIA:

Im dłuższy transport, tym lepsza abrazja (ścieranie), wyjątkiem jest transportowanie osadu
przez lodowiec.

Dojrzałość składu mineralnego - określa proporcje składników odpornych na ścieranie w
stosunku do nieodpornych.
W przypadku krótkiego transportu (np. powódź na pustyni zostawia muł) powstaje arkoza lub
szarogłaz.
Im większy udział kwarcu w stosunku do innych składników tym większa dojrzałość składu
mineralnego skały.

Geo fiz - wykłady Strona 5

Różne typy składników powstają w zależności od energii medium transportującego osad.
Pojedyncza warstewka osadu (wewnętrznie jednorodna) nazwana jest laminą. Każda lamina
jest zapisem pewnego konkretnego etapu. Grupa lamin w pewnym porządku geometrycznym
to zestaw lamin.
Stwierdzona laminacja jest potocznie określana jako warstwowanie, co jest terminem mało
precyzyjnym, ale powszechnie stosowanym.
Ławice osadu -

Prądy zawiesinowe -
Piasek gromadzony na szelfie przez przybój fal, po dużym nagromadzeniu piasku ulega
spłynięciu po stoku szelfu. Najpierw spływają najgrubsze osady, potem mniejsze i jeszcze długo
trwa zanim opadną najdrobniejsze zawiesiny., Dzięki temu powstaje uziarnienie frakcjonalne,
warstwowanie frakcjonalne. Skały o uziarnieniu frakcjonalnym nazywane są fliszem (Karpaty
Fliszowe)

Geo fiz - wykłady Strona 7

Siły prądu

Uziarnienia

Forma dna - morfologiczne zróżnicowanie dna zależne od:

W przypadku powolnego, mało energetycznego przepływu powstaje płaska, niemal
równoległa laminacja.

W zależności od prędkości wody na dnie mogą powstawać różne nierówności określane mianem
form dna.

Dolny reżim przepływu - małe natężenie transportu ale duży opór na dole. Wówczas
erodowane są podprądowe zbocza wszystkich nierówności. W tym samym czasie na zboczach
zaprądowych odbywa się depozycja osadu (na skutek tworzenia się komórek wirowych). W
takich warunkach powstają kolejno:

Małe ripplemarki prądowe o asymetrycznym przekroju

Przy wzroście energii powstają duże ripplemarki, na których tak samo skierowana jest
przekątna laminacja.

Przy dalszym wzroście energii natężenie transportu staje się duże, a opór form dna maleje.
Wówczas dno zostaje ponownie wyrównane, są to tzw. warunki górnego reżimu (przepływu).
Mówimy wówczas o tzw. górnym płaskim dnie.

Gdy prąd staje się rwący powstają antydiuny, które mogą mieć kształt fal powierzchniowych,
ich osad podlega silnej turbulencji, w ich przekroju laminacja może być niewyraźnie
skierowana w przeciwną stronę w stosunku do form niskoenergetycznych.

Jeśli energia wody z powrotem spadnie, ponownie powstają formy odpowiednie dla
niżejenergetycznych przepływów.

Geo fiz - wykłady Strona 8