Ответы к зачету по дисциплине «Инженерная геология»

1. Предмет и задачи инженерной геологии. Значение дисциплины для инженера-строителя мостов и транспортных тоннелей.

Инженерная геология- наука, изучающая свойства горных пород, природные геологические процессы в верхних горизонтах земной коры в связи со строительной деятельностью человека.

Предмет и задачи: главная цель- это изучение природной геологической обстановки о местности до начала строительства и прогноз изменения после строительства.

Задачи:1) выбор места для строительства.

2)Выбор конструкции фундамента и инженерного сооружения.

3)Выбор рациональной технологии возведения здания.

4) Разработка рекомендаций по дальнейшей эксплуатации и защите территории.

2. Форма и строение Земли. Земная кора, мантия, ядро. Тепловой режим оболочек Земли. Геотермический градиент. Геотермическая ступень. Состав Земли и земной коры.

Форма земли. Форма Земли близка к сплюснутому эллипсоиду.

Объём Земли = 1,083*10^12 кг.

Масса Земли = 5976*10^21 кг.

Радиус З. = 6371,2 км.

Ср. плотность = 5,518 кг /м^3.

Строение Земли.

Земля сложена как бы из нескольких концентрических оболочек: внешней- атмосферы (газовая оболочка), гидросфера (водная оболочка), биосфера (область распространения живого в-ва) и внутренней, которая называется гиосерами (ядро, мантия и литосфера).

Земная кора представляет собой верхний слой Земли, который имеет нижнюю границу, или подошву, где отмечено скачкообразное увеличение скоростей распространения упругих волн до 8,2 км/с. В недрах земной коры возводятся инженерные сообружения. Поверхность Земли формируется под воздействием направленных противоположно друг другу процессов:

1. Эндогенных, вкл. тектонические и магматические процессы.

2. Экзогенных, вызывающих денудацию (выравнивание) рельфа за счет выветривания.

3. Седиментационных (осадконакопление).

Земная кора имеет алюмосиликатный состав. Из химических элементов преобладающими являются: кислород (43,13%), кремний (26%), алюминий (7,45%)

Земную кору от других геосфер отличает наличие в ней повышенного содержания радиоактивных изотопов урана, тория и калия.

Мантия Земли представляет собой силикатную оболочку между ядром и подошвой литосферы. Масса мантии = 67,8% общей массы от Земли.

Геофизически делится:

1. Верхнюю( мантию до глубины 400 км.)

2. Переходный слой Голицына (400-1000 км.)

3. Нижнюю мантию (глубина примерно= 2900 км.)

Мантия имеет ультраосновной состав. Содержание радиоактивных элементов в мантии низко.

Земное ядро состоит из внешнего (жидкого) и внутреннего (твердого) ядра. Масса Земного ядра = 16% объема Земли. Земное ядро на 90% представляет собой железо с примесью кислорода и, углерода и водорода.

Тепловой режим оболочек Земли. Земная кора имеет 2а основных источника тепла: солнце и распад радиоактивных в-в. Увеличение температуры происходит по адиабатическому з-ну, зависит от сжатия в-ва под давлением при невозможности теплообмена с окружающей средой.

Различают 3 температурные зоны:

1 зона переменных температур

2 зона постоянных температур

3 зона увеличения температур

Определение мощности промерзания:

1. По соответствующей карте в СНиПе определяют наличие подзоны и глубину промерзания.

2. По формулам.

3. По многолетним (более 10 лет) наблюдениям.

Глубина заложения фундамента должна быть ниже глубины промерзания, чтобы исключить «морозные пучения» (-процесс увеличения объёма и деформирования дисперсных грунтов при промерзании и образования выпуклых форм на их поверхности).

3) Понятие «минерал», «горная порода». Условия образования минералов. Отличительные признаки минералов. Главнейшие породообразующие минералы. Особенности глинистых минералов.

Минерал- природное тело с определенным химическим составом и упорядоченной атомной структурой. Изучением минералов занимается минералогия. В настоящие время существует примерно 4900 минеральных видов.

Горные породы- минеральные агрегаты. Если состоят из одного минерала – мономинералы, если из нескольких – полимениралы.

Условия образования минералов: Различают 3 основные процесса минералообразования:

1. Эндогенный процесс - связан с внутренними силами Земли и проявляется в ее недрах. Минералы формируются из «магмы» - силикатного огненно-жидкого расплава.

2. Экзогенный процесс- свойственен поверхности земной коры. Минералы формируются на суше и в море. Имеют низкую твердость, взаимодействуют с водой или растворяются в ней.

3. Метаморфический процесс – под действием высоких температур и давлений, а также магматических газов и воды на глубине в земной коре происходят преобразования минералов, ранее образовавшихся в экзогенных процессах.

Отличительные признаки минералов. Каждый минерал имеет определенные свойства:

1. Внешняя форма минералов разнообразна.

2. Цвет для многих минералов постоянен. Условно разделяют на светлые (кварц, пол.шпат, гипс, кальцит…) и темные (рог.обманка, авгит …).

3. Прозрачность- способность минералов пропускать свет. Выделяют 3 группы: прозрачные (кварц, мусковит), полупрозрачные (гипс, халцедон) и непрозрачные (пирит, графит).

4. Блеск- способность поверхности отражать свет. Виды: стеклянный (силикаты), жирный (тальк), шелковистый (асбест) и т.д.

5. Твердость- способность минерала противостоять внешним механическим воздействиям. Твердость оценивается по 10бальной шкале твердости Мооса.

6. Спайность- способность минерала раскалываться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола.

7. Плотность колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см^3.

Главнейшие породообразующие минералы- минералы, входящие в качестве постоянных существенных компонентов в состав горных пород. Наиболее распространенные минералы земной коры:

-для магматических пород (кварц, пол. шпат, слюда)

-для осадочных пород (кальцит, доломит, глинистые минералы)

-для метаморфических пород (кварц, пол.шпат, хлорит, слюда и т.д.)