- •Введение.
- •Основы общей геологии
- •1. Геосферы
- •Твердые геосферы
- •2 Природные геологические процессы.
- •3. Тепловой режим земной коры.
- •Минералы
- •1. Происхождение минералов
- •2. Природные минералы
- •3. Искусственные минералы
- •4. Классификация минералов по химическому составу.
- •Общие сведения о горных породах
- •1. Горные породы и критерии их классификации.
- •2. Главные генетические группы горных пород
- •Магматические горные породы
- •Деление магматических пород по степени изменения
- •Генетические типы магматических пород и их отличительные признаки
- •Кислые, средние, основные и ультраосновные.
- •Минералогический состав.
- •Инженерно-геологические особенности.
- •Осадочные горные породы.
- •Представление об осадочных горных породах.
- •2.Стадии образования осадочных горных пород.
- •Генетические типы осадочных горных пород.
- •Химический и минералогический составы, текстуры, структуры и форма залегания осадочных пород.
- •5. Характеристика генетических типов.
- •Классификация обломочных пород
- •Типы цемента
- •5.2.Хемогенные породы.
- •5.3.Органогенные породы.
- •5.4.Породы смешанного состава.
- •6. Инженерно-геологические особенности.
- •Метаморфические горные породы
- •Представление о метаморфизме. Типы метаморфизма.
- •Типы метаморфизма.
- •Минеральный состав, структуры, текстуры и формы залегания метаморфических пород.
- •Кристаллобластические структуры
- •3. Классификация метаморфических пород.
- •4. Инженерно-геологические особенности.
- •Геологическая хронология. Шкала геологического времени.
- •Геотектоника. Структуры земной коры.
- •1.Тектонические движения и их роль в строении и развитии земной коры.
- •2. Типы тектонических движений.
- •4.Тектонические структуры различного порядка.
- •Первичные и вторичные формы залегания горных пород.
- •Значение данных о залегании горных пород для строительства.
- •1. Общие сведения, происхождение подземных вод.
- •Водные свойства грунтов (влагоемкость, водоотдача, водопроницаемость).
- •3. Физические свойства, химический состав, жесткость и агрессивность подземных вод.
- •4. Классификация подземных вод.
- •Элементы генетического грунтоведения
- •2. Нескальные грунты как дисперсные системы. Фазовый состав грунтов.
- •Состав твердой фазы:
- •2.2. Жидкая фаза. Виды воды в грунтах.
- •2.3. Физические свойства грунтов
- •3. Класс природных дисперсных грунтов.
- •3.1. Виды пески и крупнообломочные грунты. Разновидности по гранулометрическому составу:
- •Разновидности песков по плотности сложения с учетом
- •3.2. Вид глинистые грунты. Водно-физические свойства, разновидности, классификационные показатели, инженерно-геологические особенности.
- •Водно-физические свойства глинистых грунтов
- •4.3. Органоминеральные и органические грунты. Почвы.
- •4. Класс техногенных грунтов. Техническая мелиорация грунтов ( см. Ананьев, Потапов, 2000, с. 227-251)
- •5. Класс природных мерзлых грунтов.
- •Процессы, связанные с вечной мерзлотой (криогенные процессы):
- •Строительство в зонах многолетней мерзлоты
- •Объемные деформации грунтов Осадка, просадка, усадка, набухание, сдвижение.
- •Гравитационные процессы на склонах рельефа местности.
2. Нескальные грунты как дисперсные системы. Фазовый состав грунтов.
Дисперсные грунты – накопления мелких частиц в виде песчаных или глинистых образований. Грунты состоят из твердых минеральных частиц, поры между ними заполнены водой и газом. В грунтах взаимодействуют три фазы: твердая, жидкая и газообразная (в мерзлых грунтах находится и 4-ая фаза – лед).
В зависимости от роли фаз в проявлении тех или иных свойств грунтов все грунты делятся на системы:
Однофазные - твердая фаза + газ (сыпучие грунты – крупнообломочные и песчаные, в которых газ сообщается с атмосферой и не влияет на свойства грунтов).
Двухфазные - твердая фаза + вода (водонасыщенные песчаные и глинистые грунты, находящиеся ниже УГВ).
Трехфазные – твердая фаза + вода + газ (водонасыщенные песчаные и глинистые грунты, находящиеся ниже УГВ; газ находится в замкнутых порах и не влияет на свойства грунтов).
Четырехфазные – твердая фаза + вода + газ + лед (мерзлые грунты).
3.1. Твердая фаза. Вещественный и гранулометрический состав.
Состав твердой фазы:
минеральная часть органическая часть
первичные вторичные торф гумус
минералы минералы
скелет грунта цемент грунта
кварц, полевые глин., крем.,
шпаты карб, железис-
тый мат- лы
Торф и гумус – нежелательные примеси, придающие грунтам пластичность, повы-шенную влагоемкость, слабую водоотдачу, плохую водопроницаемость, повышенную сжимаемость.
Гранулометрический состав грунтов. Сыпучие и связные глинистые грунты представляют собой смесь частиц различного размера. В зависимости от размера частицы объединяются во фракции. Фракция – группа частиц с одинаковым диаметром определенного диапазона. Гранулометрический состав – процентное содержание фракций по массе. Природные грунты большей частью – смесь различных фракций - песчано-гравийная, галечно-гравийная и т.д. Гранулометрический состав определяется гранулометрическим анализом.
2.2. Жидкая фаза. Виды воды в грунтах.
Вода в грунтах находится в следующих видах: твердая (лед), газообразная, (водяной пар), жидкая и химически связанная. Хим. связанная вода входит в состав минералов и отражена в формуле (гипс – СаSO4 2Н2О). Газообразная вода находится в воздухе, заполняющем поры (кол-во не превышает 0.001 % от массы грунта). Твердая вода – в мерзлых грунтах с отрицательной температурой.
Жидкая вода в зависимости от степени связности с твердыми частицами делится на гигроскопическую, пленочную, гравитационную и капиллярную. Гигроскопическую и пленочную воду называют физически связанной водой, т.к. они удерживаются на поверхности частиц с помощью электромолекулярных сил.
Гигроскопическая (прочносвязанная) вода образует на поверхности твердых частиц пленки толщиной в несколько молекул, удерживающиеся на ней электромолекулярными силами величиной до 1000 МПа; имеет плотность 1.5 г/см3, замерзает при -78о, не растворяет солей, обладает сопротивлением сдвигу. Удаляется из грунта под большим давлением или при очень высоких температурах.
Пленочная (рыхлосвязанная) вода покрывает пленкой гигроскопическую воду и удерживается на частицах электромолекулярными силами величиной в сотни атмосфер. Эта вода может передвигаться от частиц с большей толщиной пленок воды к частицам с меньшей толщиной пленок, имеет повышенную вязкость, плотность выше 1 г/см3, замерзает при темп. ниже 0о, обладает пониженной растворимостью. С пленочной водой связаны такие свойства глинистых грунтов как набухание, усадка, пучение и пластичность.
Гравитационная (свободная или поровая) вода заполняет поры, трещины, каверны в грунтах и передвигается в них под влиянием силы тяжести. Это – обычная вода, она образует водоносные горизонты в водопроницаемых породах.
Капиллярная вода заполняет трещины и поры в грунтах, удерживается в них силами поверхностного натяжения. Она располагается над УГВ и поднимается над ним под действием капиллярных сил. Высота подъема зависит от размера пор грунта ( от размера частиц грунта ) и составляет: в песке крупном – 1.5 м, в песке средней крупности – О.5м, в песке мелком – 1.0 м, в супеси – 1.0–2.0 м, в суглинке – 1.2–2.5 м, в глине – 3.0 – 4.0 м. С капиллярной водой связаны засолонение почв и появление сырости в подвалах.