- •Инженерная геология часть I. Общие вопросы Введение. Основные задачи и значение инженерной геологии
- •Глава 1. Основные сведения о Земле § 1. Происхождение Земли
- •§ 2. Форма, масса и плотность Земли
- •§ 3. Строение Земли
- •§ 4. Тепловой режим Земли
- •Часть II. Минералы и горные породы Глава 1. Минералы
- •§ 1. Геологические процессы минералообразования
- •§ 1.1. Эндогенные процессы минералообразования
- •§ 1.2. Экзогенные процессы минералообразования
- •§ 1.3. Метаморфические процессы минералообразования
- •§ 2. Строение минералов
- •§ 3. Химический состав минералов
- •§ 4. Физические свойства минералов
- •Шкала твердости
- •§ 5. Классификация и распространенность минералов
- •Глава 2. Горные породы
- •§ 1. Структура и текстура горной породы
- •§ 2. Магматические горные породы
- •Классификация магматических горных пород
- •§ 3. Осадочные горные породы
- •Классификация обломочных и глинистых пород
- •§4. Метаморфические горные породы
- •Часть III. Основные сведения о тектонике
- •Глава 1. Роль тектоники в процессе осадконакопления и формирования рельефа земной поверхности
- •Глава 2. Виды и масштаб тектонических движений
- •§ 1. Колебательные движения земной коры
- •§ 2. Складчатые и разрывные движения
- •§ 3. Ненарушенное и нарушенное залегание горных пород
- •Глава 3. Складчатые нарушения (пликативные дислокации)
- •Глава 4. Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации) § 1. Трещиноватость горных пород
- •Генетическая классификация трещин
- •§ 2. Геометрические элементы тектонических разрывов
- •§ 3. Значение тектоники и трещиноватости при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений
- •Глава 5. Землетрясения. Строительство в сейсмических районах
- •Часть IV. Геологическая история земли
- •Стратиграфическая и геохронологическая шкалы
- •Часть V. Грунтоведение
- •Глава 1. Инженерно-геологическая классификация грунтов
- •Глава 2. Физические и физико-механические свойства горных пород и грунтов
- •§1. Физические свойства. Показатели, характеризующие состав и состояние горных пород и грунтов
- •Гранулометрический состав по гост-25100
- •§ 2. Физико-механические свойства
- •Часть VI. Подземные воды Глава 1. Виды подземных вод
- •Глава 2. Химический состав подземных вод
- •Глава 3. Законы движения подземных вод
- •§ 1. Связь расхода и напора подземного потока
- •§ 2. Общие условия движения подземных вод
- •§ 3. Методы определения коэффициента фильтрации
- •Глава 4. Воздействие подземных вод на горные породы и грунты
- •§ 1. Гидростатическое и гидродинамическое давление в нескальных грунтах
- •§ 2. Явление плывунности
- •Часть VII. Инженерно-геологические процессы Глава 1. Выветривание и связанные с ним явления
- •§ 1. Виды выветривания
- •§ 2. Меры борьбы с процессами выветривания
- •§ 3. Геологическая деятельность ветра
- •Глава 2. Геологическая деятельность атмосферных и поверхностных вод
- •§ 1. Виды речных долин и русловых отложений
- •§ 2. Методы борьбы с негативными последствиями геологической деятельности атмосферных и поверхностных вод
- •Глава 3. Геологическая деятельность ледников, морей и озер § 1. Ледники, моря и озера. Защита берегов
- •§ 2. Неблагоприятные процессы и явления, возникающие на искусственных водохранилищах и меры борьбы с ними
- •Глава 4. Суффозия механическая и химическая. Плывуны. Методы борьбы с суффозией и плывунами § 1. Суффозия механическая и химическая
- •§ 2. Методы борьбы с суффозией и плывунами
- •Глава 5. Движение грунтов на склонах и откосах. Меры предупреждения и борьбы с оползнями § 1. Движение грунтов на склонах и откосах
- •§ 2. Меры предупреждения и борьба с оползнями
- •Глава 6. Процессы и явления, связанные с промерзанием и оттаиванием грунтов
- •Глава 7. Просадочные явления
- •Глава 8. Процессы и явления, возникающие в грунтах под сооружениями
- •Часть VIII. Инженерно-геологические изыскания для строительства
- •Глава 1. Стадии проектирования
- •Глава 2. Методы инженерно-геологических исследований
- •Глава 3. Инженерно-геологические исследования для гидротехнического строительства
- •Библиографический список
- •Содержание
Глава 7. Просадочные явления
Просадочные явления характерны для лессов. Лесс – осадочная горная порода. Типичный лесс представляет собой мягкий пылеватый суглинок, обладающий очень большой пористостью (макропористостью).
Происхождение лессов еще недостаточно выяснено. По одной гипотезе (эоловой) лессы образуются путем переноса ветром пылеватых и глинистых частиц из пустынь; по другой (водно-ледниковой) – частицы перенесены потоками талых ледниковых вод; по третьей (элювиальной) – лессы образуются в результате преобразования глинистых пород в условиях сухого климата.
Если образец какого-либо грунта испытывает некоторое давление (нагрузку), то его общий объем и объем пор уменьшается, а объем скелета остается неизменным. Если затем, не снимая нагрузки, залить образец водой, то непросадочная порода останется неизменной, а просадочная – даст резкое уменьшение объема (и коэффициента пористости). Это происходит за счет уничтожения макропор – пор большого размера. Кроме того, в лессовых грунтах часто наблюдаются еще и послепросадочные деформации, если замачивание не прекращается (например, при строительстве каналов). Развитие послепросадочных деформаций связано с наличием в лессах медленно растворимых солей.
При строительстве на лессах проводят ряд мероприятий по защите от просадок:
- уплотнение тяжелыми трамбовками;
- химическое или термическое закрепление;
- прорезка просадочной толщи и опирание сооружения на другие породы;
- предохранение основания от замачивания.
Глава 8. Процессы и явления, возникающие в грунтах под сооружениями
Сооружения оказывают сложное воздействие на горные породы, слагающие его естественное основание, часто значительно изменяя их. Это воздействие обусловлено давлением от веса сооружения, действием на сооружение горизонтальных сил (давление ветра на сооружение, воды – на плотину, грунта – на подпорную стенку), динамическими нагрузками (механизмы, транспорт). Также, иногда, изменение свойств пород основания связано с изменением их теплового режима, а также – режима подземных вод.
Можно выделить два процесса изменения пород основания под воздействием давления от веса сооружения:
1. Сжатие пород основания. Под воздействием веса сооружения породы основания могу сжиматься и вызвать осадку сооружения. Равномерная осадка пород основания, как правило, не опасна для сооружения (если ее абсолютное значение не очень велико). Опасны для сооружения неравномерные осадки, когда фундамент располагается на разных по составу и состоянию породах.
Неравномерная осадка неблагоприятна для сооружений, жестко связанных во всех направлениях (кирпичные, железобетонные здания, бетонные плотины), менее опасна для земляных плотин, дорожных насыпей. Для определения величины осадки нужно знать характеристики сопротивления сжатию пород основания. Очевидно, что скальные породы гораздо лучше выдерживают нагрузку, по сравнению с различными грунтами.
2. Выпирание пород из-под подошвы фундамента. Осадка пород под тяжестью сооружения может возникать не только за счет их сжатия, но и за счет сдвига. Особенно это характерно для сооружений, испытывающих дополнительное боковое давление, например – для плотин.
Под воздействием бокового давления возможно образование так называемого «плоского сдвига» по породе основания или по какому-либо слабому прослою в ней. «Плоский сдвиг» может происходить по прослою пластичной глины толщиной не более 1 – 2см, по контакту двух слоев породы, по трещине, заполненной глинистым материалом. Если условий для плоского сдвига нет (в основании отсутствуют слабые породы или прослои), может произойти «глубокий» сдвиг по криволинейной поверхности. Для определения возможности сдвига необходимо знать величину коэффициента трения и сцепление горной породы (характеристики сопротивления сдвигу).