Проходка шурфов, дудок, штолен, траншей, расчисток.

Проходка шурфов.

Шурф – это вертикальная горная выработка круглого (прямоугольного) – узкое сечение, проходимое с поверхности до глубины 20 метров, а реже – и более. Наиболее распространено 3-5 метров.

По результатам шурфования строятся развертка шурфа.

Недостатки: шурфы необходимо крепить.

На участках сложных крутопадающих склонов проходят горизонтальные выработки – расчистки, штольни, канавы и траншеи.

Геологическая документация буровых и горнопроходческих работ.

По результатам разведочных работ ведут журналы:

– буровой журнал,

– журнал горных выработок.

Виды геофизических исследований.

Геофизические методы исследования грунтов используют как вспомогательные, и проводятся они либо с поверхности земли, либо в буровых скважинах и шурфах.

С поверхности проводятся методы:

– радиоактивные,

– сейсмические,

– магнитно-метрические,

– электрические.

В буровых скважинах и шурфах:

– электрические,

– радиоактивные,

– резистивиметрические.

Опытные полевые работы.

За последние годы большое распространение получило изучение грунтов в полевых условиях (опытные работы), непосредственно в условиях их естественного залегания. Это сокращает количество разведочных выработок, объем лабораторных работ и в ряде случаев дает возможность определить прочностные, деформативные и другие характеристики грунтов с точностью большей, чем при лабораторных работах. Опытные работы используются для изучения:

1) водопроницаемости галечниковых, трещиноватых и других пород (опытное нагнетание и откачка);

2) деформативных характеристик песчано-глинистых пород (опытные нагрузки, прессиометрия);

3) прочностных характеристик и детального расчленения геологических разрезов (опытные сдвиги, зондирование).

Остановимся кратко на методах определения деформативных и прочностных характеристик. Подробное изложение этих методов можно найти в специальных инструкциях.

Опытные нагрузки проводят в шурфах, скважинах или непосредственно в строительных котлованах. С их помощью определяются числовые значения модуля деформации грунтов и величина просадочности лёссовых толщ. Испытания проводят с помощью штампов (рис. 201).

На основании наблюдений за штампом строится график осадки штампа в зависимости от нагрузки (рис. 202). Значение модуля деформации Е устанавливают по данным нескольких испытаний одного и того же слоя.

К опытным нагрузкам можно также отнести испытание несущей способности опытных свай, воздействие на грунты опытных фундаментов или целых зданий, специально выстроенных для этих целей. Так, например, такое здание было построено в г. Днепропетровске для изучения просадочных свойств лёссовых грунтов.

П рессиометрия. Исследование грунтов опытными нагрузками (штампами) остается трудоемким методом. Вследствие этого продолжаются поиски других, более быстрых и менее трудоемких методов определения деформативных характеристик песчано-глинистых грунтов. Одним из таких развивающихся методов является прессиометрия, который с помощью прибора прессиометра дает возможность проводить испытания механических свойств пород в буровых скважинах.

Опытные сдвиги выполняют с целью определения прочностных характеристик неоднородных пород, из которых нельзя отобрать образцы с ненарушенной структурой (трещиноватые, слабосвязные песчано-глинистые породы и т. д.), а также породы типа песчано-гравелистых отложений, которые при лабораторных исследованиях дают недостоверные показатели.

Показатели прочности (величину сцепления и угол внутреннего трения) используют для расчета нормативного давления при проектировании зданий и сооружений. Опыт по сдвигу производят в шурфах или скважинах.

В относительно устойчивых породах сдвиговые испытания проводят в шурфах. На рис. 203 показана схема проведения опыта путем сдвига целика породы и методом сдвига призмы породы. На основе двух-трех испытаний составляют график зависимости сдвигающего усилия от величины нормального давления.

В однородных иловатых и пластичных глинистых породах сопротивление сдвигу определяется сдвигомером-крыльчаткой (рис. 204). Прибор состоит из четырехлопастной крыльчатки, штанг и измерительного устройства. Крыльчатка штангой вдавливается в грунт, а затем поворачивается. При повороте лопастей измеряют крутящий момент. После этого, зная размеры лопастей, рассчитывают сопротивление сдвигу по формуле

кГ/см2,

где М — крутящий момент; d — диаметр цилиндра вращения (двойная ширина одной лопасти); h — высота цилиндра вращения (высота лопасти).

Если испытания крыльчаткой производят не в скважине, а в шурфе или на обнажении, т. е. методом вращательного среза на поверхности, то лопасти погружаются обычно полностью и расчет ведется по формуле

кГ/см2,

Обычно крыльчатки конструктивно выполняются так, что h=2d, тогда

кГ/см2.

Зондирование выполняют для исследования песчано-глинистых пород. Сущность метода заключается в определении сопротивления проникновению в грунт наконечника зонда. Зондирование дает представление о плотности и прочности грунтов на той или иной глубине и характеризует изменение их с глубиной.

По способу погружения наконечника различают зондирование динамическое и статическое. При динамическом зондировании погружение зонда осуществляется ударами стандартного груза, падающего с определенной высоты. Плотность и прочность грунтов характеризуется числом ударов, необходимых для забивки зонда на определенную глубину. Статическое зондирование заключается в задавливании зонда в толщу пород. Усилие, необходимое для задавливания зонда на определенную глубину, является характеристикой плотности и прочности грунтов. По этим данным строятся

к ривые (рис. 205), наглядно показывающие, из каких слоев по прочности и плотности сложены изучаемые толщи пород.

По сравнению с крыльчатками зондирование дает менее точные результаты.

Проектирование котлованов

К числу подземных сооружений относят подземные ре­зервуары, очистные канализационные сооружения, станции перекач­ки, а также различные объекты специального назначения.

Особенностью подземных сооружений является большое заглубле­ние. Их фундаменты на грунт оснований передают небольшие давле­ния, которые иногда даже меньше, чем давление от собственного веса грунта, вынутого при отрывке котлована. В связи с этим при лабора­торных исследованиях вопрос прочности грунтов не является главным. Значительно большее значение имеет устойчивость грунтов в откосах котлованов, особенно при наличии подземных вод, а также боковое давление грунтов на сооружение после осуществления засыпки про­странств между стенками сооружений и откосами котлованов.

Все необходимые данные о геолого-литологическом строении уча­стков, предназначенных под застройку, гидрогеологии, инженерно-геологических процессах дают буровые скважины. Глубина скважин определяется условием — забой скважины должен находиться на 5—-6 м ниже проектируемого основания подземных сооружений. В том случае когда в этих пределах могут быть встречены неустойчивые породы, скважину углубляют до нижележащих устойчивых пород. Из скважины извлекают монолиты грунтов для лабораторных исследова­ний, среди которых наибольшее значение имеют данные о сопротив­лении грунтов сдвигу.

Большая глубина заложения сооружения в большинстве случаев приводит к контакту с подземными водами, поэтому изучают режим, состав и агрессивность подземных вод. Одновременно решаются воп­росы водоотлива, если подземные воды препятствуют производству работ, а также конструкции дренажей на период эксплуатации соору­жений. Результаты исследований оформляют в виде обычного инже­нерно-геологического отчета.

Инженерно-геологические изыскания на площадях под здания и сооружения.

Среди объектов водоснабжения и канализации немало сооружений, которые по своему объему и сложности не уступают небольшим промышленным сооружениям. Это насосные станции, очистные сооружения, производственные базы и т. д. В комплексе объектов водоснабжения и канализации также много различного рода зданий, аналогичных тем, которые имеют место в промышленном и жилом строительстве. В связи с этим инженерно-геологические изыскания на площадках под здания и сооружения водоснабжения и канализации по своему содержанию мало чем отличаются от таковых для промышленно-гражданских зданий и сооружений, хотя имеют свою специфику и особенности.

Инженерно-геологические изыскания под сооружения проводят в объеме, который позволяет решать все задачи, связанные со строительством объекта. Выявляются природные условия территории строительства, изучаются геология местности, грунты, подземные воды, природные и инженерно-геологические процессы, устанавливается сейсмичность участка строительства, решаются вопросы технической мелиорации грунтов, составляются прогнозы влияния сооружения на природную обстановку и т. д. Изыскания обычно проводят по стадиям проектирования.

Стадия технико-экономического обоснования (ТЭО). Инженерно-геологические изыскания специально, как правило, не проводятся. Работа ограничивается сбором материалов по району, проведением инженерно-геологической рекогносцировки. Очень важно собрать с исчерпывающей полнотой все имеющиеся по данному району материалы по геологии, геоморфологии, гидрогеологии, инженерной геологии. За получением этих материалов следует обращаться в территориальные геологические фонды и проектные организации, производившие когда-либо инженерно-геологические изыскания в исследуемом районе; в тресты инженерно-строительных изысканий (ТИСИЗы) и в службы городских и областных архитекторов. Все эти материалы собираются в виде краткого геологического отчета, включающего краткую историю геологических исследований в данном районе, дается предварительное заключение об инженерно-геологических и гидрогеологических условиях строительства проектируемого объекта. Рекогносцировочные изыскания имеют характер знакомства с местностью.

Инженерно-геологические изыскания на стадии ТЭО позволяют дать анализ условиям территории при различных вариантах расположения строительных площадок с рекомендацией лучшего варианта.

При осуществлении проектирования в две или даже одну стадию работа по сбору материалов по данному району является обязательной.

Стадия технического проекта. Инженерно-геологические изыскания проводятся по всей строительной площадке и должны давать необходимые материалы для выбора окончательного варианта компоновки объекта и для принятия всех конструктивных решений, выбора методов производства строительных работ и определения их стоимости. Изучение геологии и геоморфологии территории позволяет выявить закономерности залегания грунтов в пространстве и возможные инженерно-геологические процессы и явления. Проводится отбор проб грунтов. На отдельных участках выполняются полевые работы с таким расчетом, чтобы изучить все основные разновидности грунтов данной строительной площадки по их составу и физико-механическим свойствам.

На стадии рабочих чертежей под ответственные части сооружений предусматриваются дополнительные инженерно-геологические работы в целях уточнения размеров, глубины заложения и конструктивных решений фундаментов, а также для решения вопросов, возникающих в процессе строительно-монтажных работ.

В период строительства инженерно-геологические исследования включают: 1) уточнение геологических и гидрогеологических условий в период вскрытия котлованов и выемок, выявление расхождения натурных условий с проектными данными и внесение при необходимости соответствующих коррективов; 2) контроль за ведением водопонижения, подготовкой оснований, производством работ по укреплению грунтов и т. д.

На стадии техно-рабочих чертежей объем и характер инженерно-геологических изысканий может различаться в зависимости от предполагаемых типов оснований и фундаментов (естественные основания, свайные фундаменты, фундаменты при динамических нагрузках, сооружениях башенного типа).

Объекты на естественном основании. Инженерно-геологические изыскания должны освещать геологию участка на глубину всей активной зоны воздействия здания (сооружения) на грунты основания. При выборе в качестве оснований скальных и полускальных грунтов необходимо установить глубину залегания их кровли, которая очень изменчива. При нескальных основаниях для определения глубины заложения фундаментов необходимо знать глубину промерзания грунтов. Определяются состав и свойства грунтов всех слоев активной зоны и прочностные показатели слоя, на который будет опираться фундамент.

Объекты на свайных фундаментах. Инженерно-геологические изыскания должны обеспечить решение следующих вопросов: выбор длины свай, для чего выявляется слой, на который можно опереть сваи; несущую способность сваи; воздействие на свайное поле грунтовых вод; условия погружения свай.

Объекты с фундаментами при динамических нагрузках. Во время инженерно-геологических изысканий особое внимание уделяется прогнозу возможного изменения свойств грунтов при вибрации, особенно песков неплотного сложения и разжижающихся глин. Наиболее опасным является разжижение и выпор из-под фундаментов грунтов оснований. В таких сложных инженерно-геологических условиях необходимы дополнительные разведочные скважины и шурфы с отбором образцов грунтов для тщательного изучения состава и свойств на всю глубину активной зоны. Тщательно также изучаются слабые грунты (торфянистые, илистые и т. п.), которые требуют себе замены на песчаные подушки или искусственного укрепления. Изучаются состав и свойства насыпных грунтов, так как строительство на насыпных грунтах с содержанием гумуса, древесного и органического мусора не допускается.

Объекты башенного типа. Сооружения высотного характера (водонапорные башни и т. д.) возводятся на жестких фундаментах. В контуре сооружения необходимо бурить не менее трех скважин. При скальном основании глубина разведочных выработок должна быть не менее мощности выветрившегося слоя с заглублением в скальные грунты более 1 м. В нескальных грунтах глубина выработок значительно превышает активную зону. Проводятся лабораторные и полевые опытные испытания грунтов, необходимые для полной характеристики оснований, как грунтовой среды, для расчета фундаментов.

Инженерно-геологические изыскания под здания, как и проектирование, выполняются в одну стадию (техно-рабочий проект). Изучению подвергается ограниченная площадка. Объем проводимых работ зависит от сложности инженерно-геологических условий. Инженерно-геологические работы выполняются в обычном порядке. Вначале проводят сбор и анализ материалов ранее проводимых изысканий. В соответствии с этим намечается программа дальнейших работ. Площадку изучают разведочными выработками с отбором образцов и проб грунтовых вод для лабораторных исследований. Разведочные выработки должны выявить геолого-литологическое строение площадки, определить наличие грунтовых вод. Глубина выработок определяется нагрузкой будущего здания, типом фундамента и уровнем грунтовых вод. В просадочных грунтах они должны пройти всю просадочную толщу. При неглубоком залегании скальных грунтов скважины должны вскрыть невыветрелую зону.

Для лабораторных исследований образцы грунта отбираются послойно в целях характеристики свойств грунтов до глубины 1,5— 3 м ниже границы активной зоны. Литологический тип грунтов определяют по всей глубине разведочных выработок, определение расчетных показателей выполняют только для грунтов активной зоны.

На площадках, расположенных в сложных условиях, например, в пойме реки, количество выработок и образцов для лабораторных испытаний может быть увеличено.

Выполненные изыскания обобщают и представляют в виде инженерно-геологического заключения по данной площадке. Это служит основанием для составления проекта застройки отдельного здания.

Инженерно-геологические изыскания по трассам трубопроводов.

Большая протяженность и пересечение различных природных препятствий (горы, реки, болота и т. д.) вынуждают строить трубопроводы как подземные (в траншеях), так и подводные (на дне рек) и наземные (на опорах). При инженерно-геологических изысканиях исходят из положения, что трубопроводы оказывают незначительное давление на грунты оснований (не более 0,02 МПа), ко отличаются высокой чувствительностью к осевым перемещениям, что приводит к повреждению стыковых соединений.

Для проектирования трубопроводов необходимо знать прочность грунтов оснований, литологию грунтов, которые пойдут на засыпку траншей (или создания насыпей), рельеф местности, особенности строения речных долин и их эрозионную деятельность, глубину промерзания грунтов, сейсмичность, блуждающие электрические токи, наличие и агрессивность грунтовых вод, характер берегов морей, озер, водохранилищ, а также природные и инженерно-геологические процессы и явления, которые могут затруднить работу по укладке трубопроводов или отрицательно сказаться на их устойчивости.

Инженерно-геологические изыскания трасс проводят в одну или две стадии в зависимости от типа трубопроводов (магистральные, разведочные и т. д.).

На первой стадии выполняют изыскания с целью обоснования выбора варианта трассы трубопровода. Работу начинают со сбора фондовых и литературных материалов по всем геологическим и прочим вопросам. Намечают ряд вариантов трасс. Каждая трасса изучается в полевых условиях в полосе шириной 500 м. Особое внимание обращается на наиболее неблагоприятные участки (оползни, карсты и т. д.), коррозионную активность грунтов, агрессивность грунтовых вод, выявление блуждающих токов. На этом этапе работ большое значение имеют аэрогеологические исследования с помощью аэрофотосъемки местности.

В инженерно-геологическом отчете по первой стадии изысканий дается сравнительная характеристика всех вариантов трасс трубопровода с представлением инженерно-геологических карт и разрезов. Рекомендуется наиболее благоприятный вариант трассы.'

На второй стадии изыскания проводят на окончательно выбранном варианте трассы. К материалам первой стадии изысканий добавляются новые разведочные выработки по трассе, лабораторные исследования грунтов, в том числе анализы коррозионной активности грунтов и агрессивности грунтовых вод.

Разведочные выработки выполняются в основном в виде буровых скважин. На каждый километр задают в среднем 3—5 скважины. Глубина скважин назначается с учетом возможной глубины трубопровода и глубины промерзания грунтов. Чаще всего это 3— 5 м, а на болотах и переходах через водотоки 10—15 м. По мере необходимости из скважин отбирают образцы грунтов и пробы грунтовых вод.

Для выявления границ залегания скальных, илистых или торфянистых грунтов закладывают дополнительные разведочные выработки. То же самое делают на участках переходов через реки, растущие овраги, большие ущелья, а также дороги, линии электропередач и другие естественные и искусственные препятствия.

При пересечении трассой трубопровода районов со сложными инженерно-геологическими условиями к обычным исследованиям добавляют специальные работы, значительно увеличивая при этом количество разведочных выработок. К таким районам относят оползневые и карстовые участки, многолетнюю мерзлоту, сейсмические территории, площади с развитием лёссовых просадочных грунтов, болота, засоленные грунты, участки с горным рельефом и др. Так, например, в районах развития лёссовых просадочных грунтов устанавливают тип и грунтовые условия по просадочности, мощность просадочных грунтов; на заболоченных территориях изучают условия формирования болот, устанавливают их тип, строение и состав; в карстовых районах исследуют морфологию, возраст и другие особенности, карста, выделяя при этом участки, пригодные и непригодные под строительство трубопроводов, а также участки, требующие проведения специальных мероприятий. В районах вечной мерзлоты устанавливают тип и мощность мерзлоты, склонность к пучению, наличие термокарста, наледей и т. д. В горных районах особое внимание уделяется возникновению селей, оползней, осыпей, обвалов, снежных лавин и выявляется возможное их воздействие на трубопроводы.

При проектировании и в период прокладки трубопроводов возможны дополнительные инженерно-геологические работы, связанные чаще всего с участками, которые имеют сложные геологические условия.

Инженерно-геологические изыскания в связи со строительством плотин и водохранилищ для водоснабжения.

Инженерно-геологические изыскания для гидротехнического строительства (плотины, водохранилища) в целях водоснабжения являются наиболее сложными из всех видов изысканий под строительные объекты.

Состав и объем инженерно-геологических изысканий определяется тремя основными факторами: 1) характером проектируемого сооружения; 2) стадией проектирования и 3) сложностью геологических условий района строительства.

По своему характеру гидротехнические сооружения (плотины и водохранилища) разнообразны. Для водоснабжения гидротехнические сооружения могут быть крупными и сложными объектами, в виде плотин, перекрывающих мощные реки, например Цимлянская плотина на р. Дон, и сравнительно небольшими и простыми сооружениями в виде невысоких (менее 10 м) земляных плотин с небольшими чашами водохранилищ. Последние наиболее часто встречаются в сельских местностях, при поселковом строительстве, при решении вопросов обеспечения водой отдельных промышленных объектов.

В основе проектно-изыскательских работ для гидротехнического строительства лежит их стадийность. Для наиболее простых сооружений, например низкой земляной плотины и маленького водохранилища, возможно одностадийное проектирование с составлением техно-рабочего проекта. Для сложных сооружений предусматривается несколько стадий проектирования.

Большое влияние на инженерно-геологические изыскания оказывает сложность геологического строения. Условия могут быть простые, сложные и весьма сложные. При простых геологических условиях объект строится на естественном основании, нагрузки на грунты не ограничиваются. Сложные условия требуют улучшения свойств грунтов, величины нагрузок ограничиваются. Весьма сложные геологические условия свойственны горным и сейсмическим районам, участкам карстов, многолетней мерзлоте. Строительство в таких районах требует проведения сложных мероприятий по улучшению состояния и свойств грунтов, принятия специальных конструктивных решений.

В комплекс инженерно-геологических изысканий на всех стадиях работ входят инженерно-геологическая съемка и разведочные работы. Это позволяет решать общегеологические вопросы строения местности (долины реки, участка балки, оврага и т.д.). На более поздних этапах изысканий на первом месте работы по изучению характеристик и свойств грунтов, а также анализ гидрогеологических условий района (участка). При крупном гидротехническом строительстве возможно проведение опытных работ (по фильтрации, определению несущей способности грунтов и т. д.) и опытного строительства (опытный намыв дамб, опытные дренажи и т. д.).

Инженерно-геологическая съемка проводится в масштабе в зависимости от характера объекта и сложности геологии местности и может быть на стадии ТЭО и технического проекта от 1:2000 до 1:25000. Разведочные работы включают в себя геофизические, буровые и горные работы.

Геофизические исследования дополняют и уточняют данные инженерно-геологической съемки и позволяют дать правильное направление горно-буровым работам. Кроме того, они используются для решения специальных задач по гидрогеологии, например определение направления и скорости грунтовых потоков, определение свойств скальных грунтов в массиве, пористости песков и т. д.

Разведочные выработки (скважины, шурфы и т. д.) располагаются по всей долине, на всех ее геоморфологических и структурных элементах, и за ее пределами. Они должны дать полную картину по геологии створа плотины и чаши водохранилища. Количество разведочных выработок зависит от сложности геологического строения, высоты и длины плотины, характера грунтов, характера их залегания и т. п. Глубина выработок определяется необходимостью изучения: 1) рельефа залегания коренных пород; 2) состава и условий залегания грунтов; 3) выявления характера примыкания грунтов к склонам долин; 4) мощности зоны выветривания; 5) гидрогеологических условий и водопроницаемости грунтов. Разведка ведется в основном буровыми скважинами.

Характеристики и свойства грунтов определяются с целью их классификации, оценки состояния и свойств. В последнее время большое внимание уделяется изучению грунтов в массиве, т.е. в их природном залегании.

Важнейшее значение имеют работы по гидрогеологии. В районе плотины изучаются условия фильтрации. Особое внимание уделяется полевым работам (опытные откачки, нагнетание, наливы) и наблюдениям за режимом подземных вод. При оценке потерь воды из водохранилища кроме фильтрации следует учитывать возможность ее ухода через расположенные вблизи депрессии рельефа, подземные выработки, карстовые пустоты, трещины скальных массивов. Определяются возможность выщелачивания и механической суффозии грунтов; выходы напорных вод; вероятность развития оползней на склонах и в местах примыкания плотины к берегам; характер подтопления окружающей водохранилище территории, особенно, населенных пунктов и промышленных объектов.

При инженерно-геологических изысканиях на основе детальной изученности геоморфологических, геологических и грунтовых условий производится уточнение сейсмичности района, оценивается возможность заиливания водохранилища за счет твердого стока.

Во всех случаях инженерно-геологических работ под гидротехнические изыскания производятся поиски и разведка строительных материалов. Подсчет запасов выполняют из расчета превышения потребностей в 2—3 раза.

При сооружении земляных плотин осуществляется контроль за разработкой карьеров строительных материалов, поставляющих материал для отсыпки тела плотины, за правильностью укладки грунтов, за отсыпкой обратных фильтров и т. д.

В заключение необходимо отметить, что наибольшую сложность представляет собой строительство плотин и водохранилищ в районах многолетней мерзлоты и развития карста. Инженерно-геологические изыскания в этих случаях имеют ряд специфических особенностей. В районах многолетней мерзлоты производится мерзлотная съемка, замеры температур грунтов, специальные определения свойств и водопроницаемости грунтов. В процессе изучения карстовых районов устанавливается распространение и происхождение карстовых форм, закономерности развития, условия растворения грунтов фильтрационным потоком и скорость этого процесса.

В период эксплуатации земляных плотин и водохранилищ важное значение имеют наблюдение за поведением грунтового тела плотины (осадки, сдвиги), а также ходом переработки береговых склонов.

Не вошло в вопросы к экзамену.

Теория происхождения Земли. (4?)

На сегодня существуют сотни гипотез о ее происхождении. Наиболее достоверной является гипотеза О.Ю. Шмидта, согласно которой солнце как звезда на своем пути захватило одно из пылевых скоплений галактики, из холодного пылевидного вещества которого и возникли уплотненные сгустки материи, давшей жизнь планетам.

Вначале Земля была холодной, но за счет распада внутри нее радиоактивных веществ, начался ее разогрев. Ядро Земли приобрело пластическое состояние, которое в конечном итоге и обусловило перераспределение вещества на планете: более плотное вещество сосредоточилось ближе к центру, а более легкое – у ее периферии.

Существует гипотеза В.Г. Фесенкова, который считает, что в недрах солнца протекают ядерные прессы, которые в какой-то период привели к быстрому сжатию и образованию вещества. Отрыв этого вещества и его распад и привели к образованию планет.

Классификационные признаки горных пород.

Наиболее значительными классификационными признаками являются: структура, текстура, минералогический состав, формы залегания и строительные свойства.

Под структурой подразумевают совокупность особенностей внутреннего строения породы, обусловленных размерами, формой, генезисом и количественным соотношением ее составных частей – минералов.

Структура – это характеристика, определяющая мелкие и тончайшие особенности внутреннего строения породы.

4 вида структур:

1) по агрегатному состоянию:

– порфировидные (порфирит),

– кристаллические (гранит, мрамор),

– стекловатые (обсидиан),

– смешанные (андезит);

2) по размеру составных частей:

– крупнозернистые (d > 5мм),

– среднезернистые (d = 1-5мм),

– мелкозернистые (d < 1мм),

– разнозернистые;

3) по генезису частиц:

– кристаллические (гранит, гипс),

– обломочные (песок),

– органогенные (торф),

– смешанные (опока);

4) по взаимному расположению:

– однородные,

– зернистые,

– беспорядочные,

– ориентированные.

Текстурно-пространственное расположение составных частей пород в ее объеме это внешний облик породы.

2 вида:

1) по способу запоминания:

– плотные (гранит),

– шлаковые (вулканический туф),

– пористые (базальт, лесс);

2) по расположению компонентов породы:

– однородные (гранит),

– неоднородные (гнейс).

Формы залегания определяет как генезис породы, так и количественные характеристики отдельностей пород и глубин их залегания.

Формы залегания: массивы, пластовые тела и жилы.

Применение горных пород в строительстве.

Все горные породы, обладающие жесткими связями, высокой прочностью и большой несущей способностью являются хорошими основаниями зданий и сооружений.

Многие горные породы применяют в качестве строительных материалов.

Гранит: плотность 2600 кг/м3, облицовочные плиты, лестничные ступени, полы, бортовые камни, щебень;

Сиенит: дорожные камни, облицовочные плиты;

Диорит: гидротехнические сооружения, щебень;

Кварцевый порфир: штучный камень, щебень;

Диабаз: щебень, плиты, брусчатка;

Гипс: облицовочный материал внутренних стен зданий;

Мел: малярные работы, замазка, известь.

Технические антисейсмические мероприятия.

а – устройство антисейсмических поясов,

б – устройство демпферных подушек под фундаменты,

в – устройство шарнирно-подвижных фундаментов.

1 – фундамент,

2 – этажи,

3 – антисейсмические пояса,

4 – демпферные подушки,

5 – шарнирно-подвижный фундамент,

6 – стена здания.

Антисейсмические мероприятия и элементы значительно удорожают строительство и потому при выборе нужно руководствоваться их назначением, долговечностью.

Происхождение форм рельефа.

По своему происхождению формы рельефа подразделяют в зависимости от преобладающего фактора – силы, вызвавшей образование данной формы на две большие группы:

1) формы рельефа, обусловленные деятельностью эндогенных (внутренних) сил;

2) формы рельефа, обусловленные деятельностью экзогенных сил.

Первые подразделяют на обусловленные движениями земной коры и обусловленные магматическими процессами.

Вторые – на формы, обусловленные процессами выветривания: деятельностью текучих вод, подземных вод, морей и т.д.; развитием вечной мерзлоты; деятельностью человека.

Эти формы подразделяют затем на эрозионные, вызванные деятельностью текучих вод и абразионные, обусловленные разрушительной деятельностью моря.

Формы: мельчайшие, очень мелкие, мелкие, средние, крупные, крупнейшие и величайшие.

Вещественный состав грунтов.

Твердая фаза грунтов включает в себя как минеральную, так и органическую части.

Минеральная часть состоит из первичных и вторичных минералов. Первичные минералы переходят в состав грунта из материнской породы, а вторичные – образовываются в массиве грунта в результате множества физико-химических процессов.

Обычно первичные минералы представлены обломками полевых шпатов, слюд, кварца и они образуют скелет грунтов. Вторичные минералы представлены глинистыми минералами (коалит), окислами и гидроокислами, гидратами алюминия, кремния, железа, они являются цементирующим веществом.

Грунты содержат то или иное количество органических примесей в виде таких органических веществ, как торф и гумус.

Торф – грубая полуразложившаяся масса растительных остатков с различной степенью разложения.

Гумус – сложный комплекс органоминеральных соединений, образовавшихся в результате биохимических превращений, связанных с жизнедеятельностью различных микроорганизмов. Состав: кислород, углерод, азот.

Искусственные грунты.

Искусственные грунты – это горные породы и почвы, которые подверглись переработке в результате производственно-хозяйственной деятельности человека или целенаправленно переделаны человеком при решении различных инженерных задач.

Инженерно-геологические свойства искусственных грунтов определяются составом материнской породы и характером воздействия на нее человека.

По петрографическому составу они могут быть самые различные. Они делятся на две группы, по преобладающим в них структурным связям:

– искусственные грунты с прочными кристаллизационными связями;

– искусственные грунты со слабыми связями.

С инженерной точки зрения, обычно под искусственным грунтом понимают слой грунта, созданный в результате производственно-строительной деятельности человека.

Просадочные явления.

Лессами и лессовидными грунтами называются породы, сформировавшиеся в условиях засушливого климата и обладающие одним общим свойством – недоуплотненной структурой, не отвечающей напряженному состоянию, в котором эти грунты находятся в условиях естественного залегания.

Недоуплотненность обуславливает значительную их пористость. При увлажнении их прочность существенно уменьшается и они доуплотняются, это их свойство именуется просадочностью.

Неравномерность осадок сооружений влечет образование в зданиях трещин и других деформаций, и разрушение сооружений.

В соответствии со СНиП грунтовые условия строительных площадок в зависимости от возможности проявления просадки от собственного веса при замачивании подразделяют на 2 типа:

1 тип – просадка грунта практически отсутствует, если она превышает 5см

2 тип – просадка грунта возможна и величина ее превышает 5см.

Артезианские бассейны.

Артезианские бассейны – площадь развития одного или нескольких артезианских пластов.

В артезианских бассейнах различают:

1) область питания – площадь выхода артезианского пласта на дневную поверхность, где происходит его питание.

2) область напора – основная площадь распространения артезианского бассейна. В ее пределах подземные воды обладают напором.

3) область разгрузки – площадь выхода напорных вод на поверхность.

Существует два типа артезианских бассейнов:

– артезианские бассейны платформ, характеризующиеся обычно весьма значительной площадью развития и наличием нескольких напорных водоносных горизонтов;

– артезианские бассейны складчатых областей, приуроченные к интенсивно дислоцированным осадочным, изверженным и метаморфическим породам.