Грунт

1. Определение понятия грунты. Классификация

2. Происхождение, форма и строение земли.

3. Геологическая хронология земной коры.

4. Тектонические движения земной коры.

грунтов.

Понятие о геосферах.

Абсолютный и относительный возраст горных пород.

Современная теория тектоники плит. Значение

Грунт— любые горные породы, почвы, осадки,

Форма Земли (геоид) близка к сплюснутому

Геологический возраст– возраст горных пород.

дислокация для инженерной геологии и

техногенные (антропогенные) образования,

эллипсоиду. Расхождение геоида

строительства.

Геологический возраст – это время, прошедшее от

представляющие собой

с аппроксимирующим его эллипсоидом достигает 100

Тектонические движения в земной коре

определенного события в геологической истории

многокомпонентные, динамичные системы,

метров. Средний диаметр планеты равен примерно 12

проявляются постоянно . В одних случаях они

Земли: отложения слоя горных пород, образования

являющиеся компонентами геологической

742 км, а окружность — 40 000 км.

медленные, в других - в виде интенсивных бурных

гор, оледенения и пр. Различают относительный и

среды и объектом инженерно-хозяйственной

Геосфера-концентрическая многослойная оболочка,

процессов( тектонических революций).

абсолютный геологический возраст.

деятельности человека.

Тектонические движения земной коры можно

охватывающая всю планету.

Абсолютный геологический возраст – возраст горных

разделить на три основных типа:

Атмосфера, Гидросфера, Литосфера, Мантия и Ядро.

Классификация

Класс природных скальных

Колебательные, выражающиеся в медленных

пород, выраженный в абсолютных единицах

грунтов - грунты с жесткими структурными

поднятиях и опусканиях отдельных участков земной

времени; устанавливается на основании изучения

связями (кристаллизационными и

коры и приводящие к образованию крупных

распада радиоактивных элементов (уран, торий,

цементационными) подразделяют на группы,

поднятий и прогибов

калий, рубидий и др.), содержащихся в минералах.

подгруппы, типы, виды и разновидности согласно

Складчатые, обусловливающие смятие

Оценивается обычно в млн. лет. Термин

таблице 1.

горизонтальных слоев земной коры в складки

применяется условно, так как каждая из полученных

Разрывные, приводящие к разрывам слоев и

Класс природных дисперсных грунтов - грунты с

цифр не «абсолютна» и нередко даётся в первом

массивов горных пород.

приближении (с минимальной ошибкой ± 5%).

водноколлоидными и механическими

Дислокации – нарушение первоначальных условий

Относительный геологический возраст – возраст

структурными связями подразделяют на группы,

залегания пород, вызванное тектоническими

горных пород, устанавливаемый на основании

подгруппы, типы, виды и разновидности согласно

процессами (складчатые и разрывные).

взаимного положения слоев в разрезе. При пологом

таблице 2.

Наличие дислокаций усложняет инженерно-

залегании слоев нижние являются более древними,

Класс природных мерзлых грунтов* - грунты с

геологические условия строительных площадок,

а верхние - более молодыми (закон

криогенными структурными связями

нарушается однородность грунтов оснований

последовательности напластования). Сравнение

подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды

сооружений, образуются зоны дробления,

осадочных толщ удалённых друг от друга районов

и разновидности согласно таблице 3.

снижается прочность грунтов, по трещинам

позволило создать общую стратиграфическую

Класс техногенных (скальных, дисперсных и

разрывов периодически происходят смещения,

шкалу, подразделённую на ряд отрезков (систем),

мерзлых) грунтов - грунты с различными

циркулируют подземные воды.

характеризующихся специфическим комплексом

структурными связями, образованными в

Различают виды таких движений земной коры: 1 –

растительных и животных остатков. Путём анализа

результате деятельности человека, подразделяют

прошедших геологических периодов; 2 – новейшие

найденных в пластах окаменелостей производится

на группы, подгруппы, типы и виды согласно

четвертичного периода; 3 – современные с

привязка отложений к общей шкале, т. е.

таблице 4.Частные классификации по

изменением высот поверхности земли в данном

определение относительного геологического

вещественному составу, свойствам и структуре

районе.

возраста.

скальных, дисперсных и мерзлых грунтов

(разновидности) представлены в приложении Б.

5. Сейсмические процессы и явления.

6. Основные понятия при оценке при оценке

7. Генетические типы четвертичных отложений.

8. Инженерно-геологическая характеристика

Сейсмические явления проявляются в виде

инженерно-геологических свойств грунтов.

Особенности условий формирования, состава,

крупнообломочных и песчаных грунтов.

упругих колебаний земной коры.

Физические и механические свойства грунтов и

строения и состояния грунтов различного генезиса.

Крупнообломочные грунты обломки размером не

Землетрясение, геол., заметные колебания

параметры, определяющие эти свойства.

Под генетическим типом понимают комплексы

более 2мм)- дресва, гравий, галечник. Эти грунты

земной коры, происходящие от действия

При оценке свойств грунтов большое внимание

осадков, образующих тесные парагенезы, причинно

залегают локальными массивами, имеют

внутренних сил. Различают медленные, слабо

уделяют их деформативным и прочностным

обусловленные деятельностью ведущего агента

небольшую мощность, располагаются в основном в

заметные колебания и быстрые разрушительные

показателям.

аккумуляции: речные аллювиальные отложения,

долинах рек, у берегов морей. Характерна

перемещения пластов земной коры. Последние

Плотность грунта — это отношение массы породы,

или аллювий, накопление продуктов склонового

механическая связь обломков друг с другом

известны под землёй в тесном смысле, причины

включая массу воды в ее порах, к занимаемому этой

смыва, или делювий, и т.д.

Свойства этих грунтов зависят от петрографического

землетрясения: смещение, оседание пластов

породой объему. Плотность породы зависит от

1. Элювийкора выветривания.

состава и сложения обломков. Обломки могут быть

земной коры, провалы вследствие размывов и

минералогического состава, влажности и характера

2. Делювийплоскостный смыв.

представлены любой горной породой. Чаще всего

вообще действия воды и вулканические явления.

сложения (пористости)

3. Пролювийотложения временных водотоков.

это магматические или метаморфические породы.

Последние сопровождаются выделением

Плотностью частиц грунта называют отношение

4. Аллювийречные(хорошо остортированные и

Крупно-обломочные грунты явл. хорошим

водяных паров, газов, шлака, грязи. Для изучения

массы сухого грунта, исключая массу воды в его

хорошо окатанные).

основанием для зданий и сооружений, при плотном

Земли устроены особые станции (сейсмические) с

порах, к объему твердой части этого грунт

5. Глициальныеледниковые.

сложении под нагрузкой не уплотняются, н при

приборами (сейсмометрами), отмечающими

Удельный вес грунта характеризует отношение веса

6. флювиогляциальныеотложения потоков талых

большом содержании глинистого материала

быстроту распространения колебаний земной

грунта, включая вес воды в его порах, к

ледниковых вод.

появляется тенденция к сжимаемости.

коры.

занимаемому этим фунтом объему, включая поры

Песчаные грунты сложены угловатыми и

Причины: Одной из них являются процессы

Плотность скелета породы, или плотность сухого

окатанными обломками минералов размером от 2

поверхностного характера, которые вызывают

грунта, представляет собой отношение массы

до 0,05 мм. Основная масса песков состоит из

незначительные землетрясения. Эти процессы

минеральных частиц породы (твердой части грунта)

кварца и полевых шпатов. В кач-ве примесей

заключаются в том, что плиты, дрейфующие

при естественной структуре, исключая массу воды в

присутствуют другие минералы - силикаты,

вдоль таких великих разломов, как, например,

его порах, к занимаемому этой породой объему

глинистые... Пески представляют собой массу частиц

разлом Сан-Андреас в Калифорнии или

Удельный вес частиц грунта характеризует

с механическими связями. По крупности пески

Альпийский разлом в Новой Зеландии, действуют

отношение веса сухого грунта к объему его твердой

подразделяют на гравелистые, крупно-, средне-,

подобно ножницам, круша края друг друга.

части.

мелкозернистые и пылеватые. Пористость песков в

Вторая причина отражает более глубокие

Удельный вес сухого грунта характеризует

рыхлом состоянии около 47%, а в плотном до 37%.

процессы, происходящие в зонах вдоль краёв

отношение веса сухого грунта ко всему

Рыхлое сложение легко переходит в плотное при

смещающихся плит, где рёбра этих масс земной

занимаемому этим грунтом объему.

водонасыщении, вибрации и динамических

коры погружаются в земную мантию и на глубине

Пористость пород представляет собой

воздействиях. Пески являются надежным

около 500 км повторно всасываются,

характеристику пустот или свободных промежутков

основанием.

поглощаются. По этой причине происходят уже

между минеральными частицами, составляющими

более крупные землетрясения.

породу.

Цунами-океанские волны большой длины (до

Влажность породы, кроме того что она является

1500 км), возникающие в результате сдвига вверх

физическим свойством породы, служит важнейшей

или вниз протяженных участков дна при сильных

характеристикой ее физического состояния,

подводных и прибрежных землетрясениях и,

определяющей прочность, деформируемость и

реже, вследствие вулканических извержений и

другие свойства при использовании в инженерных

других тектонических процессов. Период от 15 до

целях.

60 минут, скорость от 50 до 1000 км/ч, высота в

области возникновения от 0,01 до 5 м, а у

побережья 10 м и более (иногда до 50 м). Могут

приводить к катастрофическим последствиям.

15. Динамика подземных вод. Законы

16. Приток подземных вод к водозаборным

движения фильтрационных потоков и основные

сооружениям. Понятие водозаборное сооружение.

параметры, характеризующие динамику

Расчет дебета плоского и радиального потоков.

17. Процесс выветривания горных пород. Основные

подземных вод.

Водозаборы — сооружения, с помощью которых

инженерно-геологические свойства грунтов,

Подземные воды в большинстве случаев

происходит захват (забор) подземных вод для

сформировавшихся в процессе выветривания.

находятся в движении.

водоснабжения, отвод их с территорий

Под процессом выветривания понимают разрушение

строительства или просто в целях понижения

Движение

подземных

вод

подчиняется

и изменение состава горных пород, происходящие под

уровней грунтовых вод. Существуют различные типы

определенным

законам

и

им

присущи

воздействием

различных

агентов,

действующих

на

подземных водозаборных сооружений:

определенные формы передвижения. Все это

поверхности земли, среди которых основную роль

вертикальные, горизонтальные, лучевые. К

учитывается

при

гидрогеологических

расчетах,

играют

колебания

температур,

замерзание

вод,

при решении

вопросов

водозабора

или

вертикальным водозаборам относят буровые

кислот,

щелочей,

углекислоты,

действие

ветра,

скважины и шахтовые колодцы, к горизонтальным

водопонижения уровней подземных вод.

организмов и т. д.

— траншеи, галереи, штольни, к лучевым—

Фильтрационные

потоки

подземных

вод

Главной

особенностью

процесса

выветривания

различаются по характеру движения и

водосборные колодцы с водоприемными лучами-

фильтрами.

является постепенное и постоянное разрушение

подчиняются

двум

законам.

Если

движение

грунтового

потока

в

водоносных

слоях

При откачке воды из скважины вследствие трения

верхних слоев литосферы. В результате этого горные

воды о частицы грунта происходит воронкообразное

породы

и

материалы

дробятся,

изменяют

(галечнике,

песке,

супеси,

суглинке) имеет

понижение уровня воды. При этом

свой химико-минеральный

состав,

вследствие

чего

параллельно-

образуется воронка депрессии, имеющая в плане

ухудшаются их строительные свойства или они

струйчатый

или так

называемый

ламинарный

характер, то и он подчиняется закону Дарси.

форму близкую к кругу, а в вертикальном разрезе

полностью разрушаются.

воронка ограничивается кривыми депрессии. Радиус

Процессы выветривания влияют на инженерно-

Ламинарный

характер

движения

воды

воронки, отсчитываемый от оси скважины, наз.

геологические свойства горных пород Выветривание,

наблюдается также в трещиноватых породах, но

при скорости движения не более 400 м/сут. При

радиусом влияния R. Он используется в

как геологический процесс, приводит к разрушению и

многочисленных расчетах при проектировании

преобразованию первичных пород С инженерно-

наличии

крупных

пустот

и

трещин

движение

водозаборных и дренажных сооружений. Радиус

геологической точки зрения основная направленность

воды

в

породах

носит

вихревой

или

влияния зависит от дебита скважины Q (м3/сут),

процесса выветривания состоит в изменении

турбулентный характер,

но

это

наблюдается

мощности грунтовой воды Н (м), Кф (м/сут) и

физического состояния и физико-механических

сравнительно редко. Это второй закон.

гидравлического уклона I :

свойств горных пород, что приводит к снижению

Движение

подземных

вод

может

быть

устойчивости пород в основании сооружений,

установившимся и неустановившимся, напорным

естественных и искусственных откосах, подземных

и безнапорным.При установившемся движении

выработках и т д В связи с вышесказанным видно, что

все элементы фильтрационного потока(скорость,

Q-дебет.

процессы выветривания могут настолько изменить

расход,

направление

и

др.)

не

изменяются

свойства пород и инженерно-геологические условия

во времени.

Во многих

случаях

эти изменения

Отвод грунтовых вод со строительных площадок или

строительной площадки, что строить здания и

настолько малы, что для практических целей ими

снижение их уровней может производиться временно,

сооружения без специальных мероприятий не

можно пренебречь.

только на период производства строительных работ

представляется возможным.

Фильтрационный

поток

называется

или практически на весь период эксплуатации

образуются крупнообломочные элювиальные грунты,

неустановившимся, если основные его элементы

прочность

и

сжимаемость которых

зависит

от

объекта.Временный отвод воды (или снижение

изменяются

не

только

от

координат

заполнителя

и

механической

прочности

самих

уровня) называют строительным водозабором, а во

пространства, но и от времени. Подземный поток

обломков,

т

е

от

степени

их

выветрелости

втором случае —дренажами.

становится переменным, т. е. приобретает

Крупнообломочные грунты элювия кислых пород,

неустановившийся

характер

движения

под

Дебит — количество воды, выдаваемое

имея в качестве заполнителя песок, состоящий в

действием

различных

естественных

и

скважиной в единицу времени

основном из кварца и прочных обломков обладают

искусственных

факторов

(неравномерная

большей механической прочностью, чем подобные

инфильтрация атмосферных осадков, откачка

грунты

коры

выветривания

основных

и

воды из скважины, сброс сточных вод на поля

ультраосновных

пород

Характерной

особенностью

фильтрации и т. д.).

элювиальных

глин

является

набухание,

представляющее собой увеличение объема породы

при увлажнении, и усадка— уменьшение объема при

высыхании Эти процессы значительно ухудшают

условия эксплуатации зданий и сооружений.

18. Инженерно-геологические процессы и

19. Инженерно-геологические процессы и явления,

20. Подтопление, причины подтопления,

21. Геологическая деятельность ледников.

явления, связанные с деятельностью

связанные с деятельностью подземных вод.

потенциально подтопляемые и неподтопляемые

Основные инженерно-геологические особенности

поверхностных вод. Методы борьбы с эрозией и

Методы борьбы с карстовыми и суффозионными

территории.

ледниковых и водно-ледниковых отложений.

абразией.

процессами.

Подтопление — подъем уровня грунтовых вод,

Ледники – движущиеся массы льда, возникающие

ЭРОЗИЯ—процесс разрушения г. п. (грунтов, почв)

С суффозией следует активно бороться Основой всех

вызванный повышением горизонта вод в реках,

на суше в результате накопления и преобразования

водными потоками. Проявляется в виде: а)

мероприятий является прекращение фильтрации

водохранилищах; затопление водой участка дороги,

твёрдых атмосферных осадков.

механического размывания, перехода во взвесь и

воды Это достигается различными путями:

транспортных тоннелей, части территорий от

Геологическая деятельность ледников складывается

уноса твердых частиц потоком; б) истирания и

регулированием поверхностного стока атмосферных

атмосферных осадков; снеготаяния; некачественно

из взаимосвязанных процессов разрушения горных

обтачивания ложа потока переносимыми водой

вод и гидроизоляцией поверхности земли;

уложенного асфальтобетонного покрытия дорог,

пород подледникового ложа с образованием

частицами (корразия); в) химического растворения

перекрытием

тротуаров, сброса или утечки воды из инженерных

разнородного обломочного материала, переноса

г. п. водой (коррозия);

места выхода подземных вод тампонированием или

систем и коммуникаций; неисправности либо

материала и его аккумуляции.

Устранить условия, способствующие проявлению

присыпкой песка,

нарушения правил обслуживания водоприемных

Разрушительная деятельность

эрозии почв, можно путем ослабления

устройством дренажей для осушения пород или

устройств и сооружений поверхностного водоотвода,

ледников называется экзарацией . Экзарация

концентрации водных потоков и замедления

уменьшением скорости фильтрации воды;

препятствующее движению пешеходов,

заключается в механическом отрыве глыб от

поверхностного стока путем: увеличения

упрочнением ослабленных суффозией пород

автотранспорта, городского пассажирского

ледникового ложа и разрушении ложа вмерзшими в

поглотительной и инфильтрационной способности

методами силикатизации, цементации, глинизации,

транспорта.

движущийся лед обломками горных пород. Под

почвы, задержания осадков на месте выпадения,

применением особых видов фундаментов,

Подтопленной считается территория площадью свыше

воздействием выделяемой из-за трения теплоты

отвода или безопасного сброса необходимого

например, свайных.

2 кв. м и глубиной более 3 см. Оосновным причинам

нижние слои льда частично плавятся,

количества воды в гидрографическую сеть.

подтопления фундаментов и котлованов относятся:

Карст — это процесс, связанный с выщелачиванием

образовавшаяся вода может проникать в трещины

горной породы и образованием при этом пустот,

укладка асфальта на застроенных территориях (а,

пород и, вновь замерзая, разрушать последние

которые сопровождаются провалами земной

следовательно, и снижение испарения и нарушение

(оказывая расклинивающее воздействие на стенки

поверхности. Меры борьбы с карстом: 1.

естественного водного баланса территории); утечка

трещин).

Планировка территорий для отвода поверхностных

водоносных коммуникаций (аварийные ситуации);

Ледниковые отложения - геологические отложения,

вод с закарстованных участков, чтобы прекратить

отсутствие специальной системы поверхностного стока

образование которых генетически связано с

поступление воды и остановить растворение пород.

воды, а также ливневой канализации; уничтожение

современными или древними

2. Дренаж подземных вод – с той же целью, по

верхнего слоя грунта при возведении фундаментов

горными ледниками и материковыми покровами.

отношению к подземным водам. 3. Устройство

зданий (сооружений).

Подразделяются на собственно ледниковые

противофильтрационных завес – цементация,

(гляциальные, или морена)и водно-ледниковые.

битумизация. Этим отводятся подземные воды и

Собственно Л. о. возникают путём

увеличивается прочность пород. 4. Обрушение

непосредственного оседания на ложе ледника

кровли карстовых пустот и заполнение их

обломочного материала, переносимого в его толще.

глинистыми грунтами – на дорогах, при

Слагаются несортированными рыхлыми

строительстве трубопроводов. 5. Устройство опор

обломочными горными породами, чаще всего

глубокого заложения с опиранием на

валунными глинами, суглинками, супесями, реже

незакарстованные породы (сваи, колонны). 6.

валунными песками и грубощебнистыми породами,

Конструктивное усиление зданий и сооружений.

содержащими валуны, щебень, гальку. Водно-

ледниковые отложения образуются внутри и по

периферии ледников из отсортированного и

переотложенного талыми водами моренного

материала. Среди них различают ледниково-речные

или флювиогляциальные отложения — отложения

потоков талых вод и озёрно-ледниковые .