Геология как наука о земле, предмет, задачи и значение инженерной геологии.

Вопрос

Геология как наука о Земле, Предмет, задачи и значение инженерной геологии.

Инженерная геология – наука, изучающая геологические процессы верхних слоев земной коры и физико-механические свойства горных пород в связи с инженерно-строительной деятельностью человека. Основным объектом изучения геологии является литосфера и земная кора.

Основными задачами инженерной геологии являются:

· изучение горных пород как грунтов основания, среды для размещения сооружений и строительного материала для различных сооружений;

· изучение геологических процессов, влияющих на инженерную оценку территории, выяснение причин, обусловливающих возникновение и развитие процессов;

· разработка мероприятий по обеспечению устойчивости сооружений и защите их от вредного влияния различных геологических явлений.

При изучении геологических процессов обычно используют все основные методы геологии и эти исследования должны обязательно завершаться количественной оценкой и прогнозом. Поэтому в учебнике уделяется особое внимание использованию количественных показателей и методам их расчета.

В инженерной геологии известна следующая классификация геологических процессов, вызываемых эндогенными (глубинными), экзогенными (поверхностными) и инженерно-геологическими факторами, предложенная

Значение Геологии Инженерная геология является одной из геологических дисциплин. Она разрабатывает широкий круг научных и практических проблем, решает многие задачи, возникающие при проектировании, строительстве сооружений (тоннелей, плотин, мостов, дорог и различных промышленных и гражданских зданий) и при проведении инженерных работ по улучшению территорий (осушение, борьба с оползнями, карстом и другими геологическими явлениями).

Инженерная геология включает следующие основные разделы: инженерную петрологию, инженерную геодинамику и специальную инженерную геологию.

Предмет изучения инженерной геологии – знания о морфологии, динамике и региональных особенностях верхних горизонтов земной коры (литосферы) и их взаимодействии с инженерными сооружениями (элементами техносферы) в связи с осуществленной, текущей или планируемой инженерно-хозяйственной деятельностью человека

 

Вопрос

Эндогенные процессы

Эндогенными (внутренними) процессами называются такие геологические процессы, происхождение которых связано с глубокими недрами Земли. Вещество земного шара развивается во всех своих частях, в том числе и в глубинных. В недрах Земли под внешними ее оболочками происходят сложные физико-механические и физико-химические преобразования вещества, в результате которых возникают мощные силы, воздействующие на земную кору и коренным образом преобразующие последнюю. Вот эти-то преобразующие процессы и называются эндогенными процессами. Наиболее отчетливо эндогенные процессы выражаются в явлениях вулканизма, под которыми понимаются процессы, связанные с перемещением магмы как в верхние слои земной коры, так и на ее поверхность. Вторым видом эндогенных процессов являются землетрясения, проявляющиеся в определенных участках земной поверхности в виде кратковременных толчков или сотрясений.

Экзогенные процессы - геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Экзогенные процессы протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (эрозия, денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (абразия), ледников (экзарация). Главные формы проявления экзогенных процессов на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (седиментогенез, диагенез, катагенез). Экзогенные процессы в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

Вопрос

Минералы - твердые природные образования, входящие в состав горных пород Земли, а также других планет, метеоритов и астероидов. Однородные по составу кристаллические вещества с упорядоченной внутренней структурой и определенным составом, который может быть выражен соответствующей химической формулой.

Минералами считаются химические элементы или их соединения, образовавшиеся в результате естественных природных процессов. Различают два вида минералов: природного и искусственного происхождения.

Физические свойства минералов искуный минерал кристаллографический сингония

*Цвет минерала в куске – зависит от химического состава, кристаллического строения и присутствия примесей.

*Блеск – способность поверхности минерала отражать в различной степени свет, различают:

*Прозрачность – способность минералов пропускать свет без изменения направления его пропускания, выделяют:

*Спайность – способность некоторых минералов при ударе раскалываться с образованием плоских поверхностей. Различают следующие виды спайности:

*Излом – характерен для минералов, не обладающих спайностью, т.е. не дающих ровных поверхностей при раскалывании.

*Плотность – масса вещества, отнесенная к массе равного объема воды, следовательно, минерал с плотностью 2,6 в 2,6 раза тяжелее такого же объема воды.

*Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям.

Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хрупкостью (галит), плавкостью, магнитностью (магнетит, прирротит), вкусом (галит, сильин), запахом (сера), ощущением на ощупь (тальк – жирный), радиоактивностью (бетафит), иридизацией (лабрадор), двойным лучепреломлением (исландский шпат – разновидность кальцита) и т.д.

Классификация минералов по химическому составу

Самородные элементы – минералы, находящиеся в природе в свободном состоянии,

Силикаты – самые распространенные в природе минералы, включают более 800 минералов,

Карбонаты – соли угольной кислоты. К ним относятся более 80 минералов

Оксиды и гидроксиды – объединяют примерно 200 минералов

Сульфиды – соли сероводородной кислоты,.

Сульфаты – соли серной кислоты, объединяют около 260 минералов,

Галогениды – соли галоидоводородных кислот – 100 минералов,

Фосфаты и вольфраматы – встречаются очень редко, составляют < 0,1 % массы земной коры, имеют важное значение как сырье при производстве удобрений

 

Вопрос

Магматические породы образуются в результате кристаллизации магмы при её остывании в недрах земной коры или на ее поверхности. Магма - это огненно-жидкий сложный силикатный расплав, насыщенный газами, который поднимается из верхней мантии Земли.

Классификации магматических пород основаны на химическом составе пород и условиях образования.

Классификация пород по условиям образования:

- интрузивные (глубинные);

- эффузивные (поверхностные).

Каждой интрузивной магматической породе соответствует эффузивный аналог с таким же химическим составом. Главные породообразующие минералы магматических пород - это минералы класса силикатов и кварц из класса окислов. Интрузивные породы Эти породы формируются внутри земной коры в условиях высокого давления и медленного равномерного остывания магмы.

Структура - полнокристаллическая. По размеру минеральных зерен различают следующие структуры: афанитовая - отдельные зерна неразличимы; мелкозернистая - зерна менее 1 мм; среднезернистая - зерна от 1мм до 5 мм; крупнозернистая - зерна более 5 мм.

По относительному размеру минеральных зёрен структуры: равномернозернистая и неравномернозернистая.

Текстура - массивная, т.е. минеральные зерна распределены в породе более или менее равномерно, без какой-либо ориентировки. Эффузивные породы Они образуются при излиянии магмы (лавы) на поверхность Земли при низких давлениях и температурах.

1 Структуры пород: неполнокристаллическая - до 25% минералов находится в аморфном состоянии; порфировая - на фоне нераскристаллизованной (скрытокристаллической) массы хорошо выделяются отдельные минеральные зерна, является разновидностью неполнокристаллической; стекловатая - минералы в породе находятся в аморфном состоянии, в виде стекловатой массы.

2 Текстуры пород: пористая, массивная, флюидальная (течения).

 

Вопрос

Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования ранее существовавших осадочных и магматических горных пород под воздействием высоких температур и давлений.

1 Структура п ород – полнокристаллическая. По размеру минеральных зерен выделяют следующие структуры: мелкокристаллическая - зерна менее 0,25 мм; среднекристаллическая зерна от 0,25 мм до 1 мм; крупнокристаллическая - зерна более 1 мм.

2 Текстура пород: сланцеватая - определяется параллельным расположением минералов чешуйчатого, листоватого, пластинчатого и таблитчатого габитуса; полосчатая - чередуются полосы различного минерального состава и окраски; плойчатая - в породе присутствуют мелкие складки; массивная - закономерности в расположении минералов отсутствуют. 3 Главные породообразующие минералы пород: кварц, полевые шпаты, биотит, мусковит, роговая обманка, авгит, кальцит, тальк, серицит и хлорит.

Классифицирую т метаморфические породы, прежде всего, по происхождению:

При контактово-термальном метаморфизме известняки и доломиты превращаются в мраморы, пески, песчаники – в кварциты;

Контактово-метасоматический метаморфизм ведет к образованию скарнов;

При автометаморфизме образуются серпентиниты, хлоритовые сланцы, грейзены;

Динамометаморфизм ведет к образованию катаклазитов и меланитов;

При региональном метаморфизме формируются гнейсы и кристаллические сланцы. Гнейсы, образовавшиеся из магматических пород (гранитов), называют ортогнейсами, из осадочных пород (глинистых) – парагнейсами.

По минералогическому составу сланцы и гнейсы делятся на мусковитовые, биотитовые, пироксеновые, амфиболовые, гранатовые, графитовые.

Кроме того, существует классификация метаморфических пород по глубине образования по метаморфическим фациям:

Фация зеленых сланцев.Образуются филлиты, хлоритовые и тальковые сланцы;

Амфиболитовая фация.Образуются гнейсы, кварциты, слюдяные сланцы;

Гранулитовая фация. Формируются гнейсы;

Эклогитовая фация (очень высокое давление и температуры максимальные). Образуется группа пород – эклогиты;

Мигматитовая фация (образование пород идет при частичном или полном расплавлении). Образуются мигматиты, граниты (из осадочных пород).

 

Вопрос

осадочные горные породы. Стадии образования, классификации по месту и способу образования

Этот вид горных пород на земной поверхности, а также вблизи нее образуется в условиях низких давлений и температур вследствие преобразований континентальных и морских осадков. Осадочные горные породы по способу образования подразделяются на 3 генетические группы:

обломочны е (конгломераты, пески, алевриты, брекчии) – это грубые продукты, образовавшиеся в результате механического разрушения материнских пород;

глинистые – дисперсные продукты химического глубокого преобразования алюмосиликатных и силикатных минералов материнских пород, которые со временем перешли в новые минеральные виды;

биохемогенные, органогенные и хемогенные породы – продукты осаждения из растворов, при участии различных организмов, накоплений органических веществ либо продуктов жизнедеятельности различных организмов.

Классификация. В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путем. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует.

Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (условия образования) осадочных пород. Согласно ей породы этого класса подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.

Осадочные горные породы подразделяются на:

терригенные горные породы, например песчаник, брекчия, алевролит и др.

хемогенные горные породы, например боксит, латерит, каменная соль, доломит и др.

биогенные горные породы, например коралловые известняки, диатомиты, торф, каменный уголь и др.

вуланогенно-осадочные горные породы, например вулканический туф и др.

Стадии образования

формирование осадочных пород проходит следующие надстадии и стадии

I. Седиментогенез.

1. Мобилизация: выветривание и вулканизм.

2. Перенос, или миграция, вещества.

3. Накопление, или седиментация.

II. Литогенез.

4. Диагенез.

5. Катагенез, или эпигенез.

6. Метагенез.

Перенос как стадия седиментогенеза не выделяется в истории кор выветривания (хотя внутрикоровое перемещение вещества и энергии значительно, но это более низкий уровень процессов), автохтонных углей, рифов и других биогенных накоплений на месте жизни организмов.

Седиментация, или накопление вещества, - центральная и обязательная стадия для каждого осадка и породы, поэтому она выделяется в истории каждой породы, хотя это накопление происходит в разных формах,

Диагенез проходят практически все породы, а осадки из этой стадии еще не вышли.. Иногда диагенез может вообще не начинаться, а отложенные осадки тут же вступают в стадию выветривания, как на суше (например, лёсс), так и под водой

Катагенез прошли не все породы, многие платформенные не вышли из этой стадии, независимо от их геологического возраста: кембрийские синие глины Прибалтики остаются еще пластичными, т.е. находятся на подстадии раннего катагенеза.

Метагенез, или метаморфизация осадочных пород, происходит лишь в геосинклинальных или подобных глубоко прогибающихся зонах при повышенном тепловом потоке, что осуществляется на платформах только в авлакогенах и рифтах.

литогене з понимается широко как породообразование в целом, т.е. включает все стадии, начиная с мобилизации и кончая метагенезом;,

Вопрос

По месту образования осадочные породы делятся на континентальные и морские.

Континент является областью, где происходит разрушение пород и их смыв, поэтому континентальные образования имеют сравнительно небольшую мощность и небольшую площадь распространения. Все континентальные осадочные образования делятся на генетические типы.

Генетический тип – это комплекс отложений, образовавшийся в определенном месте под влиянием одного ведущего агента. Генетические типы: элювий; делювий; пролювий; аллювий; эоловое образование; ледниковые отложения; озерные отложения.

Элювий – продукт выветривания горных пород, оставшийся на своем месте, он представлен обломочным материалом различной крупности: от больших глыб до глинистого тончайшего материала. Залегает главным образом на высоких частях рельефа, на водоразделах. Элювий по глубине постепенно переходит в коренные породы.

Делювий – материал, перенесенный и отложенный временными водотоками в основании склонов и их подошвы– суглинок, супесь и щебень. В минералогическом отношении делювий связан с породами, расположенными выше по склону. Делювий более отсортированный материал, являются хорошим, надежным основанием для сооружений. Отрицательным свойством является способность к сползанию вниз по склонам.

Пролювий – представляет собой комплекс рыхлых образований неоднородного состава, особенно по вертикали. В толщах пролювия суглинки и супеси могут переслаиваться с крупнозернистым материалом.

Аллювий – материал, перенесенный и отложенный рекой (галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы). Подразделяется на русловый и пойменный аллювий. Русловый аллювий представлен песками и более грубыми обломками – галечник, гравий и является надежным основанием для сооружений. Пойменный аллювий откладывается в период паводка и представляет собой суглинки различного состава, супеси, глины и мелкозернистые пески.

Эоловые образования – материал, перенесенный и отложенный ветром, при этом образуются песчаные отложения в виде дюн и бархан, а также лёсс.

Ледниковые образования – материал, перенесенный и отложенный ледником, представлен плотным глинистым, суглинистым материалом с обломками горных пород, а также песками.

Озерные образования – материал, образовавшийся в озерах (тонкий песок, глина, суглинок, ил, супесь, торф).

 

Вопрос

Гидрогеология — наука о подземных водах, т. е. водах, находящихся ниже поверхности земли в капельно-жидком, парообразном и твердом виде и приуроченных к различным горным породам. Она изучает происхождение и развитие подземных вод, условия их залегания и распространения, законы движения, процессы взаимодействия с вмещающими горными породами, физические и химические свойства, их газовый состав.
Под водными свойствами горных пород понимаются те, которые проявляются в них при взаимодействии с водой: водопроницаемость, капиллярные явления, влагоемкость, водоотдача, влажность, растворимость, набухание, размокание, усадка, пластичность и консистенция.
Теория происхождения подземных вод
1) инфильтрационная; 2) конденсационная; 3) ювенильная; 4)погребенных вод.

1. Инфильтрационная теория зародилась в древние времена. подземные воды происходят из атмосферных осадков, которые помельчайшим канальцам горных пород проникают в землю, где и скапливаются, что происходит не вравнинах, а в горных местах и особенно легко в том случае, когда в породах много трещин; вода, проникаявглубь и встречая водонепроницаемые пласты, накапливается и, местами вытекая на поверхность, даетначало источникам.

2. Конденсационная теория была выдвинута в 1877 г. немецким инженером Фольгером, считавшим, чтоподземные воды образуются благодаря сгущению в почве на некоторой глубине от поверхности водяныхпаров атмосферы. Лебедев же Онустановил, что конденсация водяных паров атмосферы в почве может происходить вследствие перемещенияпарообразной влаги от мест с более высокой температурой и более высоким давлением пара в места сболее низкой температурой и более низким давлением пара; это явление возможно в течение всего года.

3. Ювенильная теория выдвинута в 1902 г. венским геологом Э. Зюссом, который привел ряд доказательств освязи некоторых минеральных вод с расплавленной вязкой магмой, в изобилии пропитанной различнымигазообразными продуктами. Из расплавленной магмы эти продукты начинают выделяться, и попадая вобласти с более низкими температурами, конденсируются, образуя ювенильные (т. е. девственные) воды,которые в виде источников выходят на земную поверхность.

4. Теория погребенных вод рассматривает часть подземных вод как захороненные остатки вод древнихбассейнов.

 

Вопрос

Подземные воды — воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

По условиям залегания подземных вод верхнюю, изученную часть литосферы принято разделять на зону аэрации и зону насыщения.

В зоне аэрации, соприкасающейся с атмосферой, часть пор и пустот в породах заполнена воздухом, часть — водой, причем вода частично находится в виде пара. Мощность зоны аэрации колеблется от нуля до нескольких сот метров. Зона аэрации обычно отсутствует там, где грунтовые воды достигают дневной поверхности, т. е. где расположены болота, а также там, где поверхность земли сложена водоупорами. Максимальной мощности зона аэрации достигает в горах, сложенных массивными проницаемыми породами.

В зоне насыщения пустоты и поры пород почти сплошь заполнены водой. Исключение составляют лишь сравнительно небольшие объемы, занятые залежами нефти и газа.

Верховодкой называются подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабопроницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами. Верховодка занимает ограниченные территории, это явление - временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время гола верховодка исчезает. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание.

К верховодке нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя. Почвенные воды представлены почти связанной водой. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения.

Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они приурочены к выдержанному водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах - выше. Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.

Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.

Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях - один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Артезианскими (напорными) называют такие воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность.

Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напорных вод на поверхность Земли..

Размеры артезианских бассейнов бывают значительными - до сотен и даже тысячи километров. Области питания таких бассейнов зачастую значительно удалены от мест извлечения воды.

Вопрос

Грунты разнообразны по своему составу, структуре и характеру залегания. Строительная классификация грунтов и виды грунтов определяются согласно СНиП II-15-74 ч.2.

Грунты подразделяются на два класса: скальные - грунты с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями и нескальные - грунты без жестких структурных связей.

1. Скальные грунты

Скальные – грунты с жесткими структурными связями залегают в виде сплошного массива или в виде трещиноватого слоя. К ним относятся магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные.

Они водоустойчивы, несжимаемы, имеют значительную прочность на сжатие и не промерзают и при отсутствии трещин и пустот являются наиболее прочными и надежными основаниями. Трещиноватые слои скальных грунтов менее прочны.

Скальные грунты разделяют по пределу прочности, растворимости, размягчаемости и засоленности.

2. Нескальные грунты

Нескальные грунты – это осадочные породы без жестких структурных связей. По крупности частиц и их содержанию делят на крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые, биогенные и почвы. Характерной особенностью этих грунтов является их раздробленность и дисперсность, отличающие их от скальных весьма прочных пород.

 

 

Вопрос

Динамика подземных вод отрасль гидрогеологии, рассматривающая теоретические основы и методы изучения количественных закономерностей режима и баланса подземных вод. С точки зрения методологических построений, основывающихся на теории фильтрации, неразрывно связана с гидравликой и гидромеханикой.

Скорость движения (фильтрации) подземных вод характеризуется законом Дарси, который проводил свои опыты в трубке, заполненной песком

В законе Дарси k — Коэффициент фильтрации, характеризует среду и жидкость одновременно

Этот коэффициент обычно используется в гидротехнических расчетах, где приходится иметь дело с одной жидкостью — водой.

— Объемный расход жидкости

— Площадь поперечного сечения образца или эффективная площадь рассматриваемого объема пористой среды

— Скорость фильтрации жидкости или газа

— Коэффициент проницаемости среды

— Разность давлений, созданных на концах испытуемого образца

— Абсолютная вязкость жидкости

— Длина фильтрующей части породы

Приток грунтовой воды к водозаборам.

Среди водозаборных сооружений мы будем рассматривать такие горные выработки, как дрены (канавы) и скважины. В гидрогеологии горные выработки разделяют на совершенные и несовершенные.

Гидродинамически совершенной называется горная выработка, вскрывающая водоносный горизонт от кровли до подошвы.

 

 

Зачастую выработки закрепляются от обрушения, цементируются скважины оборудуются обсадными трубами, фильтрами и т. п. Естественно, что приток воды в такие выработки затруднен и их называют несовершенными по характеру вскрытия водоносного горизонта.

 

Вопрос

геодинамика. Эта наука ставит своей задачей,, установление и исследование сил, действие которых и порождает процессы, изменяющие состав и строение оболочек твердой Земли, в том числе не только тектонические, но и сейсмические, магматические и метаморфические. В отличие от геотектоники она использует данные всех трех основных наук о Земле — геологии, геофизики и геохимии и является, таким образом, синтезирующей дисциплиной. Основной метод этой науки — моделирование: математическое и физическое.

Геотектоника — раздел геологии, наука о строении, движениях и деформациях литосферы, о её развитии в связи с развитием Земли в целом. Геотектоника составляет теоретическую сердцевину всей геологии

Глобальная геотектоника

Движения земной коры, вызывающие изменение залегания геологических тел, называют тектоническими движениями. Типы тектонических движений (колебательные, складчатые и разрывные).

 

Вопрос

Выветривание горных пород. Под выветриванием понимается совокупность физических, химических и биохимических процессов преобразования горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Это преобразование зависит от многих факторов: колебаний температуры; химического воздействия воды и газов - углекислоты и кислорода (находящихся в атмосфере и в растворенном состоянии в воде); воздействия органических веществ, образующихся при жизни растений и животных и при их отмирании и разложении. Сказанное свидетельствует о том, что процессы выветривания тесно связаны с взаимодействием приповерхностной части земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Именно граничная область разных фаз обладает высокой реактивной способностью. Часть земной коры, в которой происходит преобразование минерального вещества, называется зоной выветривания или зоной гипергенеза (от греч. «гипер» - над, сверху). Процесс гипергенеза, или выветривания, очень сложен и зависит от климата, рельефа, того или иного органического мира и времени. Разнообразные сочетания перечисленных факторов обусловливают сложность и многообразие хода выветривания. Особенно велика роль климата, являющегося одной из главных причин и движущих сил процессов выветривания. Из всей совокупности климатических элементов наибольшее значение имеют тепло (приходно-расходный баланс лучистой энергии и др.) и степень увлажнения (водный режим). В зависимости от преобладания тех или иных факторов в едином и сложном процессе выветривания условно выделяются два взаимосвязанных типа:

1) физическое выветривание-это процесс механического раздробления горных пород без изменения химического состава образующих их минералов.

2) химическое выветривание.-это процесс химического изменения горных пород и минералов и образования новых, более простых соединений в результате реакций растворения, гидролиза, гидратации и окисления.

 

Вопрос

Оползень - сползание и отрыв масс горных пород вниз по склону под действием силы тяжести.

Оползни возникают на склонах долин или речных берегов, в горах, на берегах морей. Наиболее часто оползни возникают на склонах, сложенных чередующимися водоупорными и водоносными породами. Оползни могут нести за собой разные разрушения, как сильные, так и слабые. Причиной образования оползней является нарушение равновесия между сдвигающей силой тяжести и удерживающими силами. Оно вызывается:

-увеличением крутизны склона в результате подмыва водой;

-ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами;

-воздействием сейсмических толчков;

-строительной и хозяйственной деятельностью.

Меры борьбы с оползнями:

-организация стока поверхностных вод в зоне оползней и прилегающих к ней территорий;

-дренирование подземных вод путем сооружения различных дренажных систем;

-уменьшение внешних нагрузок;

-уполаживание откосов и пригрузка их с помощью контрбанкетов;

-ограждение откосов и защита их от подмыва и размыва проточными водами рек или волнами морей, водохранилищ;

-зеленые насаждения по верху откоса и оползневом откосе;

- искусственное закрепление масс оползневого тела;

-искусственные сооружения для удержания грунтовых масс.

 

Вопрос

Карстовый процесс представляет собой длительно развивающийся процесс растворения и выщелачивания, трещиноватых растворимых горных пород подземными и поверхностными водами. В результате деятельности карстовых процессов возникают как отрицательные формы рельефа на земной поверхности, так и различные полости каналы гроты или пещеры на глубине.

Существует несколько условий, необходимых для развития карстовых явлений:

Во-первых, это наличие растворимой в природных водах горной породы, водопроницаемой вследствие трещиноватости или пористости.

Во-вторых, наличие растворителя, т.е. воды, агрессивной к горной породе.

В-третьих, наличие условий, обеспечивающих водообмен, – отток насыщенной растворенным веществом воды и постоянный приток свежего растворителя. Если первое условие определяется геологическим строением местности, то второе и отчасти третье тесно связаны с физико-географической обстановкой, второе- с почвенно-растительным покровом и климатом, третье- с геоморфологическими и гидрологическими условиями помимо геологической структуры и гидрогеологических особенностей.

Следует выделять следующие направления противокарстовой защиты:

1. Изменение в нужном направлении естественного хода карстовых процессов.

2. Защита сооружений без воздействия на карстовый процесс, в том числе специальный контроль над развитием карстово-суффозионных процессов (карстологический мониторинг).

3. Уменьшение негативного влияния хозяйственной деятельности на карстовый процесс.

4. Уменьшение последствий от аварий сооружений вследствие карстовых деформаций. Как правило, направление противокарстовой защиты или их комплекс следует выбирать по результатам инженерных изысканий уже на ранних стадиях (обобщение данных о природных условиях района проектирования, инженерно-геологическая рекогносцировка).

 

Вопрос

Вопрос

 

Просадка лессовых пород. Мероприятия по борьбе с отрицательным воздействием этих процессов на строительные сооружения.

Лессовидные породы – осадочные породы морфологически напоминающие лесс, по составу относящиеся к суглинкам и супесям. Лессовидные породы отличаются от лесса наличием слоистости и прослоев галечников, долее глинистым или более песчанистым составом. Часто залегают в виде небольших прослоев среди аллювиальных галечников. В центральных и северных частях Восточно-Европейской равнины лессовидные породы известны под названием покровных суглинков. Лессовидные породы могут иметь различный генезис – эоловый, аллювиальный, делювиальный, элювиальный.

Типы просадки в зависимости от величины просадки грунтов от собственного веса при их замачивании:

I тип - грунтовые условия, в которых возможна в основном просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см;

II тип - грунтовые условия, в которых помимо просадки грунтов от внешней нагрузки возможна их просадка от собственного веса и величина ее превышает 5 см.

Методы устранения просадочности лессовых грунтов:

1. Наиболее распространенным методом, на первом этапе борьбы с просадочностью лессовых оснований, являлся метод механического уплотнения лёссовых грунтов тяжелыми трамбовками. Трамбовки многократно (до 10 - 16 раз) сбрасываются на уплотняемый участок грунта с высоты 4 - 8 м. Данный метод позволяет уплотнить толщу лёссового грунта на глубину до 3,5 м. Недостатком данного метода является влияние динамических воздействий, вызванных трамбованием, на близко расположенные здания и сооружения.

2. Глубинное уплотнение грунтовыми набивными сваями применяют, если необходимо ликвидировать просадочные свойства лёссовых грунтов на глубину более 10