Доклад: Влияние промерзания грунтов на фундамент здания. Фундамент география

фундамент - это... Что такое фундамент?

geography_ru.academic.ru

Платформа в географии – это... Структура платформ, их виды и стадии развития

Платформа в географии – это большой участок континентальной земной коры, характеризующийся относительно спокойным тектоническим режимом. Платформы возникают в районах, образующихся при замыкании геосинклинальных систем, путем последовательного их превращения в тектонические участки стабильного типа. Известно, что платформы в географии – это часть литосферных плит. Они состоят из нижнего и верхнего ярусов. Внизу располагается фундамент, или плита. По времени образования они делятся на молодые и древние.

Строение платформы

В географии платформа – это фундамент земной коры толщиной около пятидесяти километров. Эти образования делят на две части: внизу располагается нижний этаж, т. е. фундамент платформы, а наверху – чехол платформы, или верхний, молодой слой. Между этими слоями имеется граница, называемая промежуточным структурным слоем. На разных участках он имеет различную толщину. Сами платформы могут не иметь платформенного чехла.

Виды платформ

Все земные платформы делятся на молодые и древние. Последние занимают около сорока процентов общей площади континентов. Именно древние платформы формируют материки. Для молодых платформ характерно наличие структурного этажа. Этот вид занимает около шести процентов всей площади континентов. Молодые образования располагаются либо между древними литосферными плитами, либо по их краю.

Структурные элементы

В географии платформа – это образования, которые имеют определенные структурные элементы разного порядка. К зонам первого порядка относят:

• Щиты.
• Плиты.
• Глыбы.
• Зоны перикратонных опусканий.

А что такое платформа в географии второго порядка, какие виды к ним относят? К этой группе относят:

• Антеклизы.
• Синеклизы.
• Авлакогены.

Щиты – это крупная площадь платформенного фундамента. Этот вид образований характерен для древних платформ. Те части, которые относительно недавно образовались из-под чехла фундамента, называют глыбами.

Другой структурный элемент платформы – это плита. Она представляет собой область сплошного развития платформенного (осадочного) чехла. Молодые платформы чаще всего покрыты осадочным чехлом, из-за чего их чаще называют не платформами, а плитами. Примерами таковых являются Скифская, Восточно-Австралийская плиты. Структурные объекты первого порядка представлены зонами перикратонных опусканий. Это плиты, или прогибы, ширина которых составляет не более трехсот километров. Эти элементы располагаются по краю платформ.

Антеклизы и синеклизы – это структурные элементы второго порядка. Первые представляют собой крупные пологие поднятия в пределах плит. В этих зонах фундамент лежит на глубине около полутора километров. Синеклизы – это тоже крупные образования, но только впадины находятся внутри плит или на щитах.

Стадии развития

В образовании платформ выделяют четыре стадии развития.

• Кратонизация характеризуется преобладанием поднятий и достаточно сильным заключительным основанием. Для этой стадии характерны расслоение габбро-анортозитового плутона и гранита-рапакиви.
• Вторая стадия – авлакогенная. Наиболее ярко проявлялась на древних платформах северных регионов.
• Третья стадия – плитная. На древних платформах эта стадия охватывает весь период фанерозоя и юрский период мезозоя. Эта стадия завершается фазой тектоно-магматической активации. Именно в эти периоды формируются характерные для платформ магматиты.
• Четвертая стадия – эпиплатформенные орогены.

Первые платформы

А что такое платформа в географии и какие виды древних образований есть? Самыми изученными докембрийскими типами являются Восточно-Европейская и Северо-Американская. Также стоит отметить Канадский и Балтийский щиты. В этих местах древние платформы обнаружены на больших площадях.

Восточно-Европейская платформа

Эта платформа охватывает всю европейскую часть России, Крым, Кавказ, часть Польши, Германии, некоторые страны Скандинавского полуострова. На Восточно-Европейской платформе выделяют Украинский и Балтийский щиты, между которыми располагается огромная Русская плита.

Балтийский щит занимает большую северо-западную часть. На этой территории располагаются Карелия, Кольский полуостров, Швеция и Финляндия. Древняя платформа на некоторых участках образована три миллиона лет назад: это породы Кольского комплекса, сохранившиеся на небольшой территории.

Есть и другие комплексы, но им меньше лет. Это Нижнекарельский, Верхнекарельский, Беломорский и Ятулийский комплексы. Эти виды сформированы разными осадочными породами: песчаниками, кристаллами, сланцами и кремнистыми образованиями. Мощность этих комплексов может быть разной и достигать двух тысяч метров. Изредка встречаются вулканические породы. У всех этих комплексов разный возраст – примерно 2500-1600 млн лет. Ученые считают, что именно в этот промежуток времени формировался верхний чехол Восточно-Европейской платформы.

fb.ru

Геологическое строение территории России

В основе территории России лежат крупные тектонические структуры (платформы, щиты, складчатые пояса), которые выражены разнообразными формами в современном рельефе –  горами, низменностями, возвышенностями и др.

На территории России имеются две крупные древние докембрийские платформы (фундамент их сформировался в основном в архее и протерозое) — это Русская и Сибирская, а также три молодые (Западно-сибирская, Печорская и Скифская). Представление о геологическом строении и условиях залегания пород отражены на тектонической карте России.

На Восточно-Европейской платформе в пределах России находится Балтийский щит, на Сибирской – Алданский и Анабарский.

На Восточно-Европейской платформе располагается Русская плита, на Сибирской – Лено-Енисейская.

Молодые платформы в России не имеют выходов фундамента на поверхность. На них практически повсеместно накопился чехол из осадочных горных пород, то есть они целиком представлены плитами. Например, на Западно-Сибирской платформе — Западно-Сибирская плита и т.д.

К плитам платформ приурочены такие крупнейшие формы рельефа, как равнины различной высоты. На Русской плите находится Русская равнина (Восточно-Европейская), на Лено-Енисейской – Средне-Сибирское плоскогорье, на Западно-Сибирской – Западно-Сибирская низменность, на Печорской – Печорская низменность, на Скифской – равнины Предкавказья. Наличие на территории России нескольких крупных платформ обусловило то, что равнины занимают три четверти территории России.

Восточно-Европейская платформа

В пределах Русской плиты фундамент древней Восточно-Европейской платформы перекрыт осадочным чехлом горных пород преимущественно палеозойского и мезозойского возраста. Чехол на разных участках обладает различной мощностью. Над впадинами фундамента он достигает 3 км и более. Хотя неровности фундамента сглаживаются осадочными породами, некоторые из них отражаются на рельефе. Высоты большей части Русской равнины — менее 200 м, однако в ее пределах есть и возвышенности (Средне-Русская, Смоленско-Московская, Приволжская, Северные Увалы, Тиманский кряж).

Как породы фундамента, так и осадочного чехла содержат крупные месторождения полезных ископаемых. Среди рудных ископаемых наибольшее значение имеют железные осадочно-метаморфического происхождения, приуроченные к кристаллическому фундаменту. С магматическими породами Балтийского щита связаны месторождения медно-никелевых, алюминиевых руд и апатитов. Разнообразные осадочные породы содержат нефть, газ, каменный и бурый уголь, каменные и калийные соли, фосфориты,  бокситы.

Сибирская платформа

В пределах Лено-Енисейской плиты Сибирской платформы древний кристаллический фундамент погребен под мощным чехлом в основном палеозойских отложений. Особенностью геологического строения Сибирской платформы является наличие траппов – излившихся на поверхность или застывших в осадочных толщах магматических пород.

Средне-Сибирское плоскогорье имеет высоты 500-800 м над уровнем моря, высшая точка- на плато Путорана (1701 м).

Фундамент и осадочный слой Сибирской платформы содержат огромное количество полезных ископаемых. В породах фундамента и трапах находятся крупные железнорудные месторождения. К внедрившимся в осадочный чехол магматическим породам приурочены алмазы и медно-никелевые руды с хромом и кобальтом. В палеозойских и мезозойских толщах осадочных пород образовались огромные скопления каменных и бурых углей, калийных и поваренных солей, нефти и газа.

Западно-Сибирская платформа

Фундамент молодой Западно-Сибирской платформы представляет собой разрушенные горные сооружения, созданные в эпохи герцинской  и байкальской складчатостей. Фундамент перекрыт мощным чехлом мезозойских и кайназойских морских и континентальных преимущественно песчано-глинистых отложений. К мезозойским породам приурочены  огромные запасы нефти и газа, бурые угли, железные руды осадочного происхождения.

Высоты преобладающей части Западно-Сибирской равнины не превышают 200 м.

Платформы обрамляются горно-складчатыми областями, которые отличаются от платформ характером залегания горных пород и высокой подвижностью земной коры.

Например:

Русскую равнину отделяют от Западносибирской древние Уральские горы, протянувшиеся с севера на юг на 2,5 тыс. км.

С юго-востока Западно-Сибирскую равнину окаймляют Алтайские горы.

Сибирскую платформу с юга обрамляет пояс гор Южной Сибири. В современном рельефе это Байкальская горная страна, Саяны, Енисейский кряж.

На Алданском щите Сибирской платформы расположены Становой хребет и Алданское нагорье.

К востоку от реки Лены, вплоть до Чукотки, а также в Приморье располагаются значительные горные массивы (хребты: Черского, Верхоянский, Колымское нагорье).

На крайнем северо-востоке и востоке страны проходит Тихоокеанский пояс складчатости, включающий Камчатку, остров Сахалин и гряду Курильских островов. Далее на юг эта область молодых гор продолжается на Японских островах. Курильские острова являются вершинами высочайших (около 7 тыс. м) гор, поднимающихся со дна моря. Их большая часть находится под водой.

Мощные горообразовательные процессы и подвижки литосферных плит (Тихоокеанской и Евразийской) в этом районе продолжаются. Свидетельством этому являются интенсивные землетрясения и моретрясения. Для мест вулканической деятельности характерны горячие источники, в том числе периодически фонтанирующие — гейзеры, а также выбросы газов из кратеров и трещин, которые свидетельствуют об активных процессах в глубине недр. Действующие вулканы и гейзеры наиболее широко представлены на полуострове Камчатка.

Горно-складчатые области России отличаются друг от друга по времени формирования.

По этому признаку выделяют пять видов складчатых областей.

1. Области байкальской и раннекаледонской складчатости (700 – 520 млн лет тому назад) образовались территории Прибайкалья и Забайкалья, Восточного Саяна, Тывы, Енисейского и Тиманского кряжей.

2. Области каледонской складчатости (460-400 млн лет) сформировались Западный Саян, Горный Алтай.

3. Области герцинской складчатости  (300 – 230 млн. лет) – Урал, Рудный Алтай.

4. Области мезозойской складчатости (160 – 70 млн. лет)  – Северо-Восток России, Сихотэ-Алинь.

5. Области кайнозойской складчатости (30 млн. лет до настоящего времени) – Кавказ, Корякское нагорье, Камчатка, Сахалин, Курильские острова.

Складчатые области докайнозойского возраста возникали на границах древних литосферных плит при их столкновении. Количество, размеры и очертания литосферных плит неоднократно менялись на протяжении геологической истории. Сближение древних литосферных плит вызывало столкновение континентов друг с другом и с островными дугами. Это приводило к смятию в складки осадочных толщ, накопившихся в морских бассейнах окраин континентов и формированию складчатых горных сооружений. Именно таким образом в раннем палеозое возникли области каледонской складчатости Алтая и Саян, в позднем палеозое – герцинские складки Горного Алтая, Урала, фундамента Западно-Сибирской и Скифской молодых платформ, в мезозое – складчатые области Северо-Востока и Дальнего Востока России.

Сформировавшиеся складчатые горы со временем разрушались под воздействием внешних сил: выветривания, деятельности моря, рек, ледников, ветра. На месте гор образовывались относительно выровненные поверхности на складчатом основании. В дальнейшем обширные участки этих территорий испытывали лишь медленные поднятия и опускания. В периоды опусканий территории покрывались водами морей и происходило накопление горизонтально залегающих толщ осадочных пород. Так формировались молодые Западно-Сибирская, Скифская, Печорская платформы, имеющие складчатый фундамент, состоящий из разрушенных гор, и чехол из осадочных пород. Большие площади докайнозойских складчатых областей во второй половине кайнозоя испытали поднятия. Здесь образовались разломы, разбившие земную кору на блоки (глыбы). Отдельные поднялись на различную высоту, сформировав возрожденные глыбовые горы и нагорья Южной и Северо-Восточной Сибири, юга Дальнего Востока, Урала, Таймыра.

Горно-складчатые области отделяются от смежных платформ либо разломами, либо краевыми (предгорными) прогибами. Самыми крупными прогибами являются Предуральский, Предверхоянский и Предкавказский.

geographyofrussia.com

География: щиты - это... Алданский щит. Украинский щит

Земная кора неоднородна и состоит из разных структурных элементов. Изучение строения литосферы (твердой оболочки Земли) входит в число задач, которые ставит перед собой наука география. Щиты - это одни из таких элементов. Именно о них пойдет речь в данной информационной статье.

Земная кора и её строение

Основными структурными элементами земной коры являются литосферные плиты, которые могут быть континентальными или океаническими. Эти два типа отличаются друг от друга по строению (поперечному разрезу): в плитах континентального типа присутствует гранитный слой.

Платформами называют самые стабильные (в тектоническом плане) части литосферных плит Земли. В то же время они выступают ядрами (основой) для материков. Кроме них в пределах литосферных плит также выделяются орогенные (складчатые) пояса - эпиплатформенные и эпигеосинклинальные.

Платформа - это наиболее устойчивая структура земной коры, которая сформировалась там, где сотни миллионов лет назад существовали мощные горные системы. Со временем они разрушились, а поверхность на этом месте выровнялась. Так образовывается мощная и устойчивая структура - фундамент. В дальнейшем на нем начинают накапливаться осадочные породы, постепенно создавая мощный слой (чехол).

Все существующие на Земле платформы делятся на древние (в англоязычной литературе их часто именуют кратонами) и молодые. Ниже на карте представлены основные (древние) платформы нашей планеты. Они отмечены красноватым оттенком.

Структуру земной коры изучает наука география (7 класс). Далее мы более детально рассмотрим строение платформы.

Структурные элементы платформы (география, 7 класс)

Платформа состоит из двух слоев: кристаллического фундамента (залегает внизу) и осадочного чехла (покрывает фундамент).

В геологической науке выделяют структуры четырех порядков, из которых состоит любая платформа. Щит, плита, антеклизы и синеклизы - это основные из них. Далее мы будем рассматривать именно их. Ознакомления с этими структурами вполне достаточно для полноценного освоения школьного курса "География".

Щиты - это выходы на земную поверхность кристаллического фундамента платформы. Размеры таких выходов могут достигать 1000 и более километров в длину. Как правило, щиты характерны именно для древних платформенных структур.

Плиты - это обширные участки платформы, которые полностью покрыты осадочным чехлом. Очень часто молодые по возрасту платформы покрыты таким чехлом целиком. Поэтому их также называют плитами.

Антеклизы и синеклизы - это уже структуры 2-го порядка. Антеклизой называют пологие приподнятые участки плит. Синеклиза - это пологая впадина на плите или, что встречается реже, в пределах кристаллического щита.

В этой статье мы рассмотрим щиты древних платформ Евразии - Сибирской и Восточно-Европейской. Однако перед этим более подробно остановимся на вопросе "что такое щит".

География: щиты - это...

Понятие "щит" широко используется в геологической науке. Впервые этот термин был употреблен в Германии Эдуардом Зюссом (в 1903 году).

Щит - это обнажение кристаллического фундамента в пределах древней платформы. Таким образом, на поверхность Земли выходят докембрийские породы, возраст которых может достигать 3,5-4 миллиардов лет. Они, как правило, представлены гранитами, кварцитами, гнейсами, которые обнажаются на довольно обширных площадях.

Особенности строения щитов

Щиты являются основными и самыми устойчивыми структурами материков. Как правило, они окружены поясами, сложенными из горных пород кембрийского возраста. В рельефе щиты чаще всего выражены немного выпуклыми равнинами или небольшими возвышенностями.

Щиты окружены более подвижными и мобильными зонами, процессы горообразования в которых были зарегистрированы сравнительно недавно (по геологическим меркам - 100-200 миллионов лет назад).

Самые известные примеры щитов на нашей планете: Канадский, Украинский, Алданский, Балтийский. К этим областям приурочены крупные месторождения рудных полезных ископаемых (железная руда, медь, марганец, золото, никель и т. п.). Так, в пределах Алданского щита обнаружены мощные залежи медных руд и апатитов. На Украинском щите найдены крупнейшие в мире запасы железистых кварцитов (Криворожский бассейн).

История формирования и строение Сибирской платформы

Сибирская платформа - крупная геологическая область, занимающая огромную площадь в северо-восточной части Евразии. Это одна из древнейших платформ на планете, фундамент которой образовался еще в архее. После этого он не один раз покрывался водами морей, вследствие чего здесь сформировался мощный чехол осадочных пород.

Сибирская платформа имеет четкие границы на поверхности Земли: северная - это южные склоны гор Бырранга, западная - долина Енисея, южная граница проходит по Становому хребту, а восточная - по низовьям реки Лены.

Фундамент Сибирской платформы сложен породами архейского и протерозойского возраста, которые сильно смяты в складки. Это гнейсы, амфиболиты, сланцы, мрамор и другие. Их возраст довольно солидный: от 2,3 до 3,7 миллиарда лет. Осадочный чехол платформы сложен породами разных возрастов. Для северо-восточной оконечности платформы характерны интрузивные породы, которые формируют алмазные трубки.

Сибирская платформа необычайно богата различными минеральными ресурсами. Здесь есть крупные месторождения железных руд, слюды, апатитов, графита. К осадочному чехлу приурочены значительные запасы газа и нефти, а также каменного угля, алмазов, медных, никелевых руд и золота.

Геологическое строение Алданского щита

Алданский щит - это выступ кристаллического фундамента в пределах Сибирской платформы. Он локализован в её юго-восточной части и совпадает в рельефе с Алданским нагорьем и Становым хребтом. На юге и западе щит граничит с областью горообразования через систему глубинных разломов. На северо-востоке он перекрыт мощным чехлом осадочных отложений кембрийского возраста.

По отложениям (этажам) древнего фундамента Алданского щита можно проследить за эволюцией земной коры в целом. Так, в самом нижнем ярусе залегают гнейсы, сланцы, мрамор и гранулитовые кварциты. Следующий этаж заполнен осадочно-вулканогенными породами, зонально метаморфизованными. Верхний этаж представлен мощными отложениями обломочных и вулканогенных пород, а также крупными интрузиями.

В разные геологические эпохи тектонические процессы в Алданском щите много раз активизировались. Это случалось в палеозое, среднем мезозое и кайнозое. Это одна из отличительных особенностей данного кристаллического щита.

С территорией Алданского щита связаны месторождения многих полезных ископаемых. Так, здесь обнаружены и разведаны значительные запасы железных и медных руд, слюды, апатитов, кимберлитов, каменного угля, золота, а также различных полудрагоценных камней.

История формирования и строение Восточно-Европейской платформы

Восточно-Европейская платформа - одна из крупнейших и самых стабильных платформ современной земной коры. Она простирается от Скандинавского полуострова до Уральских гор, занимая почти всю Северную и Восточную Европу.

В её структуре выделяются два мощных выхода кристаллического фундамента - Украинский и Балтийский щит. Здесь на поверхность во многих местах выходят древние горные породы - преимущественно граниты и кварциты. Местами они образуют высокие скалы, обнажения и очень живописные каньоны. В пространстве между этими щитами расположены Белорусская и Воронежская антеклизы.

Фундамент платформы сложен магматическими и метаморфическими горными породами докембрийского возраста, которые густо изрезаны глубинными тектоническими разломами. Восточно-Европейская платформа сформировала свой фундамент в позднем протерозое. Чехол платформы состоит из слабодеформированных осадочных и вулканических пород разного геологического возраста.

Полезные ископаемые Восточно-Европейской платформы

В пределах Восточно-Европейской платформы разведаны богатейшие месторождения различных полезных ископаемых. Одни из них связаны с фундаментом данной геологической структуры, другие - с её осадочным чехлом.

К местам выхода на поверхность фундамента платформы приурочены огромные залежи железных руд (Кривбасс, Курская магнитная аномалия, Кременчугский бассейн и другие), меди, титана, никелевых руд и апатитов. С осадочным чехлом платформы связаны месторождения природного газа (Волгоуральская нефтегазоносная провинция, Днепровско-Донецкая впадина и другие), каменного и бурого угля (Донбасс, Подмосковье), фосфоритов, бокситов и различного строительного сырья (известняк, мрамор, доломиты и т. д.).

Геологическое строение Украинского щита

Украинский кристаллический щит - это выступ фундамента Восточно-Европейской платформы на её юго-западной окраине. Он протянулся на тысячу километров (в пределах Украины и частично Белоруссии) от реки Горынь на севере до берегов Азовского моря на юге. На карте ниже он отмечен желтым цветом.

Максимальная ширина Украинского щита составляет 250 километров. Общая площадь его поверхности - примерно 135 тысяч квадратных километров.

Украинский щит сложен в основном магматическими и метаморфическими породами архейского возраста (это гнейсы, граниты, амфиболиты, мигматиты и прочие). Во многих местах эти кристаллические породы обнажаются, образуя красивейшие скалы, пороги и каскады на равнинных реках.

Полезные ископаемые Украинского щита

К выступам фундаментов древних платформ, как известно, приурочены рудные полезные ископаемые. И Украинский щит здесь - не исключение.

В пределах этой геологической структуры разведаны крупные запасы железных руд (Криворожский бассейн), урановых руд (Желтоводское и Терновское месторождения), циркониевых руд (Вольногорское месторождение), драгоценных и полудрагоценных камней, строительного сырья (в частности, в Житомирской и других областях Украины добывают гранит высочайшего качества). По общему минерально-ресурсному потенциалу Украинскому щиту практически нет равных как в Европе, так и в мире.

Встречаются на этом щите также полезные ископаемые осадочного типа. Их месторождения приурочены к незначительным по мощности (не более 50 метров) участкам чехла. В первую очередь, это бурый уголь Днепровского бассейна, а также марганцевые руды Никопольского бассейна.

Заключение

Изучение строения земной коры входит в круг задач, которые ставит перед собой наука география. Щиты - это структурные элементы древних платформ Земли. К ним, как правило, приурочены мощные месторождения рудных полезных ископаемых и полудрагоценного камня.

Алданский щит, а также Украинский - это самые крупные кристаллические выступы фундаментов на континенте Евразия. Первый из них расположен в России, в пределах Сибирской платформы, а второй - в Украине, на Восточно-Европейской платформе.

fb.ru

Основы географии

1. Можно ли в Северном полушарии к северу от Северного тропика наблюдать Солнце на севере?

При существующем угле наклона земной оси (66 градусов 30'), Земля бывает обращена к Солнцу своими приэкваториальными районами. Для живущих в Северном полушарии Солнце видно с Юга, а в Южном полушарии, с Севера. Но если быть более точным Солнце бывает в зените во всей зоне между тропиками, поэтому солнечный диск виден с той стороны, где Солнце в данный момент в зените. Если Солнце в зените над Северным Тропиком, то оно светит с Севера для всех находящихся южнее, в том числе и для жителей Северного полушария между экватором и тропиком. В России за полярным кругом в течение полярного дня Солнце не заходит за горизонт, совершая полный круг по небосводу. Поэтому, проходя через самую северную точку Солнце, находится в нижней кульминации, этот момент соответствует полночи. Именно за полярным кругом можно наблюдать Солнце на Севере с территории России в условно ночное время суток.

2. Если бы земная ось имела наклон к плоскости земной орбиты 45 градусов изменилось бы положение тропиков и полярных кругов и как?

Мысленно представим, что мы придадим земной оси наклон в половину прямого угла. В пору равноденствий (21 марта и 23 сентября) смена дней и ночей на Земле будет такая же, как и теперь. Но в июне Солнце окажется в зените для 45-й параллели (а не для 23½°): эта широта играла бы роль тропиков.

На широте 60 °, Cолнце не доходило бы до зенита только на 15°; высота Солнца поистине тропическая. Жаркий пояс непосредственно примыкал бы к холодному, а умеренного не существовало бы вовсе. В Москве, в Харькове и других городах весь июнь царил бы непрерывный, беззакатный день. Зимой, напротив, целые декады длилась бы сплошная полярная ночь в Москве, Киеве, Харькове, Полтаве…

Жаркий же пояс на это время превратился бы в умеренный, потому что Солнце поднималось бы там в полдень не выше 45°.

Тропический пояс много потерял бы от этой перемены, также как и умеренный. Полярная же область и на этот раз кое-что выгадала бы: здесь после очень суровой (суровее, чем ныне) зимы наступал бы умеренно-теплый летний период, когда даже на самом полюсе Солнце стояло бы в полдень на высоте 45° и светило бы дольше полугода. Вечные льды Арктики стали бы постепенно исчезать.

3. Какой вид солнечной радиации и зачем преобладает над восточной Сибирью зимой, над Прибалтикой летом?

Восточная Сибирь. На рассматриваемой территории все компоненты радиационного баланса подчиняются в основном широтному распределению.

Территория Восточной Сибири, лежащая к югу от полярного круга, располагается в двух климатических поясах – субарктическом и умеренном. В этом регионе велико влияние рельефа на климат, что обуславливает выделение семи областей: Тунгусской, Центрально-якутской, Северо-Восточной Сибири, Алтае-Саянской, Приангарской, Байкальской, Забайкальской.

Годовые суммы солнечной радиации на 200–400 МДж/см2 больше, чем на тех же широтах Европейской России. Они изменяются от 3100–3300 МДж/см2 на широте полярного круга до 4600– 4800 МДж/см2 на юго-востоке Забайкалья. Над Восточной Сибирью атмосфера чище, чем над европейской территорией. Прозрачность атмосферы уменьшается с севера на юг. Зимой большая прозрачность атмосферы определяется низким влагосодержанием, особенно в южных районах Восточной Сибири. Южнее 56° с.ш. прямая солнечная радиация преобладает над рассеянной. На юге Забайкалья и в Минусинской котловине на долю прямой радиации приходится 55–60% от суммарной радиации. Благодаря длительному залеганию снежного покрова (6–8 месяцев) до 1250 МДж/см2 в год расходуется на отражённую радиацию. Радиационный баланс увеличивается с севера на юг от 900–950 мДж/см2 на широте полярного круга до 1450– 1550 МДж/см2.

Выделяются два района, характеризующиеся увеличением прямой и суммарной радиации в результате повышенной прозрачности атмосферы - озеро Байкал и высокогорье Восточного Саяна.

Годовой приход принятой солнечной радиации на горизонтальную поверхность при ясном небе (то есть возможный приход) составляет 4200 МДж/м2 на севере Иркутской области и увеличивается до 5150 МДж/м2 к югу. На берегу Байкала годовая сумма возрастает до 5280 МДж/м2, а в высокогорных районах Восточного Саяна достигает 5620 МДж/м2.

Годовые суммы рассеянной радиации при безоблачном небе составляют 800-1100 МДж/м2.

Увеличение облачности в отдельные месяцы года снижает поступление прямой солнечной радиации в среднем на 60% от возможной и в то же время увеличивает долю рассеянной радиации в 2 раза. В результате, годовой приход суммарной радиации колеблется в пределах 3240-4800 МДж/м2 при общем увеличении с севера на юг. При этом вклад рассеянной радиации составляет от 47% на юге области до 65% на севере. В зимнее время вклад прямой радиации незначителен, особенно в северных районах.

В годовом ходе максимум месячных сумм суммарной и прямой радиации на горизонтальную поверхность на большей части территории приходится на июнь (суммарная 600 - 640 МДж/м2, прямая 320-400 МДж/м2), в северных районах - сдвигается на июль.

Минимальный приход суммарной радиации повсеместно отмечается в декабре - от 31 МДж/м2 в высокогорном Ильчире до 1,2 МДж/м2 в Ербогачене. Прямая радиация на горизонтальную поверхность уменьшается от 44 МДж/м2 в Ильчире до 0 в Ербогачене.

Приведем значения помесячных сумм прямой радиации на горизонтальную поверхность по некоторым пунктам Иркутской области.

Помесячные суммы прямой радиации на горизонтальную поверхность (МДж/м2)

Пункты

Для годового хода прямой и суммарной радиации характерно резкое увеличение месячных сумм от февраля к марту, что объясняется как возрастанием высоты солнца, так и прозрачностью атмосферы в марте и уменьшением облачности.

Суточный ход солнечной радиации определяется прежде всего уменьшением высоты солнца в течение дня. Поэтому максимум солнечной радиации объемно наблюдается в полдень. Но наряду с этим на суточный ход радиации оказывает влияние прозрачность атмосферы, что заметно проявляется в условиях ясного неба. Особо выделяются два района, характеризующихся увеличением прямой и суммарной радиации в результате повышенной прозрачности атмосферы – оз. Байкал и высокогорье Восточного Саяна.

В летнее время обычно в первой половине дня атмосфера более прозрачна, чем во второй, поэтому изменение радиации в течение дня несимметрично относительно полдня. Что касается облачности, то именно она является причиной занижения облучения восточных стен по сравнению с западными в городе Иркутске. Для южной стены солнечное сияние составляет около 60% от возможного летом и всего 21-34% зимой.

В отдельные годы в зависимости от облачности соотношение прямой и рассеянной радиации и общий приход суммарной радиации может значительно отличаться от средних величин. Различие между максимальным и минимальным месячным приходом суммарной и прямой радиации может достигать в летние месяцы 167,6-209,5 МДж/м2. Различия рассеянной радиации составляют 41,9-83,8 МДж/м2. Еще большие изменения наблюдаются в суточных суммах радиации. Средние максимальные суточные суммы прямой радиации могут отличаться от средних в 2-3 раза.

Приход радиации к различно ориентированным вертикальным поверхностям зависит от высоты солнца над горизонтом, альбедо подстилающей поверхности, характера застройки, количества ясных и пасмурных дней, хода облачности в течение суток.

Прибалтика. Облачность уменьшает в среднем за год приход суммарной солнечной радиации на 21 %, а прямой солнечной радиации на 60 %. Число часов солнечного сияния — 1628 в год.

Годовой приход суммарной солнечной радиации составляет 3400 МДж/м2. В осенне-зимнее время преобладает рассеянная радиация (70-80% от общего потока). Летом возрастает доля прямой солнечной радиации, достигая примерно половины общего прихода радиации. Радиационный баланс составляет около 1400 МДж/м2 в год. С ноября по февраль он отрицателен, но потеря тепла в значительной мере компенсируется адвекцией теплых воздушных масс с Атлантического океана.

4. Объясните, почему в пустынях умеренного и тропического поясов температура ночью сильно понижается?

Действительно, в пустынях велики суточные колебания температуры. Днем при отсутствии облаков поверхность сильно нагревается, но быстро остывает после захода солнца. Здесь основную роль играет подстилающая поверхность, то есть пески, для которых характерен свой микроклимат. Их термический режим зависит от цвета, влажности, структуры и т.д.

Особенностью песков является то, что температура в верхнем слое очень быстро понижается с глубиной. Верхний слой песка обычно бывает сухим. Сухость этого слоя не вызывает затраты тепла на испарение воды с его поверхности, и поглощенная песком солнечная энергия идет главным образом на его нагревание. Песок при таких условиях днем очень сильно прогревается. Этому способствует еще и его малая теплопроводность, препятствующая уходу тепла из верхнего слоя в более глубокие слои. Ночью же верхний слой песка значительно охлаждается. Такие колебания температуры песка и отражаются на температуре приземного слоя воздуха.

Из-за вращения получается, что на земле циркулирует не 2 воздушных потока, а шесть. И вот в тех местах, где воздух опускается к земле он холодный, но постепенно нагревается и приобретает возможность вбирать в себя пар и как бы "выпивает" влагу с поверхности. Планету обвивают два пояса засушливого климата – это и есть место, где зарождаются пустыни.

Жарко в пустыне – потому что сухо. Низкая влажность влияет на температуру. В воздухе нет влаги, следовательно, солнечные лучи не задерживаясь, достигают поверхности почвы и нагревают ее. Поверхность почвы нагревается очень сильно, а отдачи тепла не происходит – нет воды, чтобы испарять. Поэтому так жарко. И в глубину тепло распространяется очень медленно – из-за отсутствия все той же теплопроводной воды.

Ночью в пустыне холодно. Из-за сухости воздуха. В почве нет воды, а над землей нет облаков – значит, нечему удерживать тепло.

Задачи

1. Определить высоту уровня конденсации и сублимации поднимающегося адиабатически от поверхности Земли воздуха не насыщенного паром, если известна его температура t =30º и упругость водяных паров е = 21,2гПа.

Упругость водяного пара – основная характеристика влажности воздуха, определяемая психрометром: парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе; измеряется в Па или мм рт. ст.

В поднимающемся воздухе температура изменяется вследствие адиабатического процесса, т. е. без обмена теплом с окружающей средой, за счет преобразования внутренней энергии газа в работу и работы во внутреннюю энергию. Так как внутренняя энергия пропорциональна абсолютной температуре газа, происходит изменение температуры. Поднимающийся воздух расширяется, производит работу, на которую затрачивает внутреннюю энергию, и температура его понижается. Опускающийся воздух, наоборот, сжимается, затраченная на расширение энергия освобождается, и температура воздуха растет.

Сухой или содержащий водяные пары, но ненасыщенный ими воздух, поднимаясь, адиабатически охлаждается на 1° на каждые 100 м. Воздух, насыщенный водяными парами, при подъеме на 100 м охлаждается менее чем на 1°, так как в нем происходит конденсация, сопровождающаяся выделением тепла, частично компенсирующего тепло, затраченное на расширение.

Величина охлаждения насыщенного воздуха при подъеме его на 100 м зависит от температуры воздуха и от атмосферного давления и изменяется в значительных пределах. Ненасыщенный воздух, опускаясь нагревается на 1° на 100 м, насыщенный на меньшую величину, так как в нем происходит испарение, на которое затрачивается тепло. Поднимающийся насыщенный воздух обычно теряет влагу в процессе выпадения осадков и становится ненасыщенным. При опускании такой воздух нагревается на 1° на 100 м.

Так как воздух нагревается главным образом от деятельной поверхности, температура с высотой в нижнем слое атмосферы, как правило, понижается. Вертикальный градиент для тропосферы в среднем составляет 0,6° на 100 м. Он считается положительным, если температура с высотой убывает, и отрицательным, если она повышается. В нижнем, приземном слое воздуха (1,5—2 м) вертикальные градиенты могут быть очень большими.

Конденсация и сублимация. В воздухе, насыщенном водяным паром, при понижении его температуры до точки росы или увеличении в нем количества водяного пара происходит конденсация — вода из парообразного состояния переходит в жидкое. При температуре ниже 0°С вода может, минуя жидкое состояние, перейти в твердое. Этот процесс называется сублимацией. И конденсация и сублимация могут происходить в воздухе на ядрах конденсации, на земной поверхности и на поверхности различных предметов. Когда температура воздуха, охлаждающегося от подстилающей поверхности, достигает точки росы, на холодную поверхность из него оседают роса, иней, жидкий и твердый налеты, изморозь.

Чтобы найти высоту уровня конденсации, необходимо по псхрометрическим таблицам определить точку росы Т поднимающегося воздуха, вычислить на сколько градусов должна понизиться температура воздуха, чтобы началась конденсация содержащегося в нем водяного пара, т.е. определить разность. Точка росы = 4, 2460

Определяем разницу между температурой воздуха и точкой росы (t – Т) = (30 - 4,2460) = 25,754

Умножим эту величину на 100м и найдем высоту уровня конденсации = 2575,4м

Для определения уровня сублимации надо найти разницу температур от точки росы до температуры сублимации и помножить эту разницу на 200м.

Сублимация происходит при температуре - 10°. Разница = 14,24°.

Высота уровня сублимации 5415м.

2. Привести давление к уровню моря при температуре воздуха 8º С, если: на высоте 150 м давление 990,8 гПа

зенит радиация конденсация давление

На уровне моря среднее атмосферное давление составляет 1013 гПа. (760мм.) Естественно, что с высотой атмосферное давление будет уменьшаться. Высота, на которую надо подняться (или опуститься), чтобы давление изменилось на 1 гПа, называют барической (барометрической) ступенью. Она увеличивается при теплом воздухе и росте высоты над уровнем моря. У земной поверхности при температуре 0ºC и давлении 1000 гПа барическая ступень равна 8 м/гПа, а на высоте 5 км, где давление около 500 гПа, при той же нулевой температуре она возрастает до 16 м/гПа.

"Нормальным" атмосферным давлением называется давление, равное весу ртутного столба высотой 760 мм, находящегося при температуре 0°C, на широте 45° и на уровне моря. В системе СГС 760 мм рт. ст. эквивалентно 1013.25 мб. Основной единицей давления в системе СИ, служит паскаль [Па]; 1 Па = 1 Н/м2. В системе СИ давление 1013,25 мб эквивалентно 101325 Па или 1013,25 гПа. Атмосферное давление – очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря.

1 гПа = 0,75 мм рт. ст. или 1 мм рт. ст. = 1,333 гПа.

Увеличение высоты на 10 метром ведет к уменьшению давлению на 1 мм ртутного столба. Приводим давление к уровню моря, оно =1010,55 гПа (758,1 мм. рт.ст.), если на высоте 150 м, давление = 990,8 гПа (743,1 мм.)

Температура 8º С на высоте 150 метров, то на уровне моря = 9,2º.

Литература

1. Задачи по географии: пособие для учителей/ Под ред. Наумова. — М.: МИРОС, 1993

2. Вуколов Н.Г. "Сельскохозяйственная метеорология", М., 2007 г.

3. Неклюкова Н.П. Общее землеведение. М.: 1976

4. Пашканг К.В. Практикум по общему землеведению. М.: Высшая школа.. 1982

globuss24.ru

Доклад - Влияние промерзания грунтов на фундамент здания

Влияние промерзания грунтов на фундамент здания

Опасно пренебрегать разрушительным влиянием уровнем грунтовых вод и сезонным промерзанием грунтов на фундамент и стены здания.

В процессе эксплуатации здания температурный режим грунтов вблизи фундаментов существенно изменится по сравнению с нормативным, а соответственно изменится и глубина промерзания грунтов этих зданий.

При прочих равных условиях расчетная глубина промерзания грунта у фундаментов определяется в основном тепловым режимом здания, подвала или технического подполья, конструкцией пола первого этажа и его возвышением над уровнем земли, типом фундамента, характером сопряжения здания с грунтом и другими факторами.

Глубина промерзания грунта у стен здания может существенно меняться в зависимости от ориентации здания по сторонам света. Чем континентальное климат района строительства, тем это различие существеннее. Указанное явление может приводить к неодинаковому перемещению наружных и внутренних стен при промерзании—оттаивании и возникновению трещин, особенно в местах примыкания наружных и внутренних, продольных и поперечных стен.

При наличии в составе здания (сооружения) отапливаемых и неотапливаемых помещений (для хранения инвентаря, топлива, веранд и т.п.) существенно изменяется характер промерзания грунта вблизи фундаментов здания. Указанные выше явления могут приводить к значительному неодинаковому вертикальному перемещению наружных и внутренних стен и возникновению трещин в местах примыкания, особенно на контакте отапливаемого и неотапливаемого помещений.

Следовательно, расчетное сочетание перечисленных факторов должно отвечать наихудшим условиям, приводящим к максимально возможному неравномерному промерзанию грунтов у фундаментов зданий.

Глубина заложения фундаментов зависит от ряда условий:

вида сооружения и его конструктивных особенностей,

величины и характера нагрузок, действующих на фундамент,

геологических и гидрогеологических условий площадки;

возможности пучения грунта при промерзании и осадки при оттаивании.

Минимальная глубина заложения фундаментов под наружные конструкции сооружений, возводимых на всех грунтах, кроме скальных, должна быть не менее 0, 5 м от поверхности планировки участка. В зданиях с подвалами приведенная глубина заложения подошвы фундаментов относительно пола должна быть не менее 0, 5 м; при плотных или утрамбованных грунтах допускается не заглублять фундамент в грунт, т.е. принимать глубину заложения равной толщине подготовки под полы и пола подвала.

Глубина заложения фундамента с учетом условий возможности пучения грунтов при промерзании

При наличии супесей и мелких или пылеватых песков нормативная глубина промерзания должна быть увеличена на 20%.

Уровень подземных грунтовых вод оказывает существенное влияние на поведение многих грунтов. Более хорошими условиями для будущего фундамента будут такие, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, тяжелыми условиями считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод.

В последнем случае по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Когда глубина промерзания достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим и вспучивание, «вздутие» грунта. Это неприятное явление усугубляется еще и тем, что вспучивание практически никогда не бывает равномерным и в разных местах фундамента подъем грунта будет неодинаковым. Следствие этого — перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин как в самом фундаменте, так и в стенах дома. Если бы процесс шел равномерно, то проблеме вспучивания грунта не нужно было бы уделять столько внимания — зимой дом равномерно бы приподнялся, а весной равномерно бы опустился. К сожалению, это недостижимо и по ряду других причин.

Если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, можно выбрать один из способов выхода из такой ситуации:

учесть этот фактор при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;

провести работы, если это возможно, для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и т.д.).

Устройство фундаментов на водоносных песчаных или супесчаных грунтах со свободным горизонтом воды выше отметки подошвы должно сопровождаться понижением уровня грунтовых вод до отметки на 0, 5 м ниже дна котлована.

www.ronl.ru

Статья - Влияние промерзания грунтов на фундамент здания

Влияние промерзания грунтов на фундамент здания

Опасно пренебрегать разрушительным влиянием уровнем грунтовых вод и сезонным промерзанием грунтов на фундамент и стены здания.

В процессе эксплуатации здания температурный режим грунтов вблизи фундаментов существенно изменится по сравнению с нормативным, а соответственно изменится и глубина промерзания грунтов этих зданий.

При прочих равных условиях расчетная глубина промерзания грунта у фундаментов определяется в основном тепловым режимом здания, подвала или технического подполья, конструкцией пола первого этажа и его возвышением над уровнем земли, типом фундамента, характером сопряжения здания с грунтом и другими факторами.

Глубина промерзания грунта у стен здания может существенно меняться в зависимости от ориентации здания по сторонам света. Чем континентальное климат района строительства, тем это различие существеннее. Указанное явление может приводить к неодинаковому перемещению наружных и внутренних стен при промерзании—оттаивании и возникновению трещин, особенно в местах примыкания наружных и внутренних, продольных и поперечных стен.

При наличии в составе здания (сооружения) отапливаемых и неотапливаемых помещений (для хранения инвентаря, топлива, веранд и т.п.) существенно изменяется характер промерзания грунта вблизи фундаментов здания. Указанные выше явления могут приводить к значительному неодинаковому вертикальному перемещению наружных и внутренних стен и возникновению трещин в местах примыкания, особенно на контакте отапливаемого и неотапливаемого помещений.

Следовательно, расчетное сочетание перечисленных факторов должно отвечать наихудшим условиям, приводящим к максимально возможному неравномерному промерзанию грунтов у фундаментов зданий.

Глубина заложения фундаментов зависит от ряда условий:

вида сооружения и его конструктивных особенностей,

величины и характера нагрузок, действующих на фундамент,

геологических и гидрогеологических условий площадки;

возможности пучения грунта при промерзании и осадки при оттаивании.

Минимальная глубина заложения фундаментов под наружные конструкции сооружений, возводимых на всех грунтах, кроме скальных, должна быть не менее 0, 5 м от поверхности планировки участка. В зданиях с подвалами приведенная глубина заложения подошвы фундаментов относительно пола должна быть не менее 0, 5 м; при плотных или утрамбованных грунтах допускается не заглублять фундамент в грунт, т.е. принимать глубину заложения равной толщине подготовки под полы и пола подвала.

Глубина заложения фундамента с учетом условий возможности пучения грунтов при промерзании

При наличии супесей и мелких или пылеватых песков нормативная глубина промерзания должна быть увеличена на 20%.

Уровень подземных грунтовых вод оказывает существенное влияние на поведение многих грунтов. Более хорошими условиями для будущего фундамента будут такие, при которых глубина промерзания меньше глубины грунтовых вод. И, наоборот, тяжелыми условиями считаются условия, когда глубина промерзания больше глубины грунтовых вод.

В последнем случае по мере усиления морозов будет увеличиваться и глубина промерзания грунта. Когда глубина промерзания достигнет уровня подземных грунтовых вод, начнется их превращение в лед, а вместе с этим и вспучивание, «вздутие» грунта. Это неприятное явление усугубляется еще и тем, что вспучивание практически никогда не бывает равномерным и в разных местах фундамента подъем грунта будет неодинаковым. Следствие этого — перекос фундамента, перераспределение нагрузок в нем и во всем строении, возможность появления трещин как в самом фундаменте, так и в стенах дома. Если бы процесс шел равномерно, то проблеме вспучивания грунта не нужно было бы уделять столько внимания — зимой дом равномерно бы приподнялся, а весной равномерно бы опустился. К сожалению, это недостижимо и по ряду других причин.

Если уровень грунтовых вод высок и их захватывает глубина промерзания, можно выбрать один из способов выхода из такой ситуации:

учесть этот фактор при выборе надежного варианта фундамента, не считаясь с увеличением сметы на строительство;

провести работы, если это возможно, для гарантированного понижения уровня грунтовых вод (осушение, прокладка дренажных канав и т.д.).

Устройство фундаментов на водоносных песчаных или супесчаных грунтах со свободным горизонтом воды выше отметки подошвы должно сопровождаться понижением уровня грунтовых вод до отметки на 0, 5 м ниже дна котлована.

www.ronl.ru

Смотрите также

• 
  Гибкие фундаменты
• 
  Фундамент география
• 
  Сверление фундамента
• 
  Расширение фундамента
• 
  Сверление фундамента
• 
  Пазухи фундамента
• 
  Пазухи фундамента
• 
  Фундамент ступенями
• 
  Фундамент география
• 
  Фундамент ступенями
• 
  Слабый фундамент