- •Вопрос 1. Предмет инженерной геологии. Основные сведения о Земле.
- •Вопрос 3. Породообразующие минералы. Типы классификаций. Виды минеральных агрегатов. Основные свойства минералов: форма кристаллов, цвет, блеск, прозрачность, спайность, излом, твердость по Моосу.
- •Вопрос 4. Классификация минералов по химическому составу. Оксиды, гидрооксиды, карбонаты. Строительная оценка минералов.
- •Классификация минералов по химическому составу. Сульфаты, галоиды, силикаты и алюмосиликаты. Строительная оценка минералов.
- •Магматические горные породы. Интрузивные и эффузивные магматические горные породы.
- •Типы структур и текстур. Классификация магматических горных пород.
- •Виды и свойства интрузивных магматических горных пород при изменении содержания SiO2.
- •9. Виды и свойства эффузивных магматических горных пород при изменении содержания SiO2.
- •10. Формы залегания интрузивных магматических тел. Блоки и отдельности. Строительная оценка интрузивных магматических горных пород.
- •11. Формы залегания эффузивных магматических тел. Предел прочности на одноосное сжатие и коэффициент выветрелости магматических горных пород. Строительная оценка эффузивных магматических пород.
- •12. Пирокластические магматические горные породы. Основные виды и их свойства.
- •13. Виды выветривания: физическое, химическое, биологическое. Природные факторы, способствующие выветриванию.
- •14. Осадочные горные породы. Обломочные осадочные горные породы. Классификация. Вода в обломочных породах.
- •Классификация по гранулометрическому (зерновому) составу
- •15. Законы движения воды в обломочных осадочных горных породах. Гидравлический градиент. Закон Дарси.
- •16. Гистограммы и кумулятивные кривые для обломочных пород. Коэффициенты неоднородности и формы обломков.
- •21. Глинистые осадочные горные породы. Классификация по содержанию глинистых частиц. Характерные влажности, число пластичности, показатель текучести. Виды консистенции.
- •22. Вода в глинистых осадочных горных породах. Свободная и связанная вода. Начальный гидравлический градиент. Электроосмос.
- •23. Свойства пластичных глинистых пород: тиксотропия, ползучесть, релаксация напряжений. Учет свойств глинистых пород в строительстве.
- •24. Отбор и анализ проб нескальных горных пород. Полевая лаборатория Литвинова.
- •29 Тектонические дислокационные процессы. Платформы. Виды разрывных дислокаций, их влияние на условия строительства.
- •30 Метаморфизм. Виды метаморфизма и метаморфических горных пород. Строительная оценка.
- •31 Региональный и контактовый метаморфизм. Виды исходных и соответствующих метаморфических пород.
- •32 Изохимический и метасоматический метаморфизм. Виды исходных и соответствующих метаморфических пород.
- •Денудационные процессы. Геологическая работа ветра. Формы рельефа. Виды отложений. Лессы.
- •Геологическая работа болот. Виды болот и болотных отложений. Зольность и степень разложения торфа. Полевое определение прочности торфа.
- •Особые геологические условия. Сейсмические явления. Виды сейсмических волн. Магнитуда, сейсмическое ускорение, коэффициент сейсмичности, инерционная сила. Опасные факторы при землетрясениях.
- •Просадочные явления. Лёссы. Борьба с просадочностью.
- •Плывунные явления. Опыт е.Д.Кадомского. Борьба с плывунностью.
- •Карстовые явления. Условия, способствующие карсту. Критерий м.М.Протодьяконова при оценке опасности обрушения свода карстовой полости.
Денудационные процессы. Геологическая работа ветра. Формы рельефа. Виды отложений. Лессы.
Денудация — совокупность процессов сноса и переноса (водой, ветром, льдом) продуктов разрушения горных пород в пониженные участки земной поверхности, где происходит их накопление. Процессы, которые приводят к четвертичным отложениям, образующимся в кайнозое Q, T.
Рельеф - это совокупность всех форм земной поврхности. Тектонические формы рельефа (горные хребты, равнины, морские понижения, основной постоянный облик); эрозионные (речные овраги, долины), аккумулятивные (речные терассы, дюны, барханы) - меньшие размеры и непостоянные. Анторопогенные формы - котловины, курганы, овраги. Геологическая работа ветра - это изменение поверхности земли под влиянием движущихся воздушных масс. Явления, связанные с деятельностью ветра, носят название эоловых процессов. Отложения, образовавшиеся при помощи ветра, называются эоловыми (eoQ). Особенно велика геологическая деятельность ветра в областях континентального климата (резкие суточные изменения температуры, большое испарение, слабое развитие или отсутствие растительного покрова), в области пустынь, обширные, непокрытые растительностью вершины гор и морские побережья. Работа ветра состоит из: 1) разрушение или дефляция = развевание: площадная и локальная, корразия = обтачивание; 2) перенос материала;
3) отложение или аккумуляция (eoQ подвижные и закрепленные).
Виды эоловых отложений - эоловые пески и эоловые лёссы. Эоловые пески хорошо отсортированны, окатанны и имеют матовую поверхность зерен. Эоловый лёсс - это особый генетический тип континентальных отложений, который образуется при накоплении взвешенных пылеватых частиц, выносимых ветром за пределы пустынь. Лессовые породы это суглинки, реже - супеси. Они могут сохранять вертикальные откосы в сухом состоянии, быстро размокают в воде, высокая пылеватесть, невысокая природная влажность, пористые, высокая карбонатность, засоление, могут проседать, малая гидрофильность.
Борьба с ветром: Фитометоды, щиты.
Геологическая работа болот. Виды болот и болотных отложений. Зольность и степень разложения торфа. Полевое определение прочности торфа.
Работа: Увлажняют местность, накапливают торф (отложения - hQ). Торф - молодая гп, состоящая из неполностью перегнивших остатков растительности, образуется при интенсивном увлажнении и недостатке O2.
Болота: Верховые, низинные, переходные. Верховые - вид болот, питание которых осуществляется атмосферными осадками. Низинные: болота в местах старицы, питается речной водой.
Торф: верхний и нижний, отличие в зольности: z=(mзолы/mсухой навески торфа)*100% Больше у низинных.
Степень разложения: Ddр = mбесструктурной части (гумус)/mсухой навески торфа Торф = гумус+волокна.
Степень определяется микроскопом или раскручиванием на центриметре. Чем меньше крутящий момент, тем хуже торф.
Прочностные характеристики торфа, опр. на поле: сдвигомером, пинетрометром. r (сопротивление вращ. срезу) = M(H*м)/В(м2)
Геологическая работа ледников. Формы ледникового рельефа. Морена. Ледники – движущиеся массы льда, возникающие на суше в результате накопления и преобразования твёрдых атмосферных осадков (gQ). Типы: материковые (покровные) – 98%, горные – 1,5%. Разрушительная деятельность ледников называется экзарацией. Экзарация – это механический отрыв глыб от ледникового ложа и разрушение ложа вмёрзшими в движущийся лёд обломками ГП. Вероятно, движение ледника сопровождается подлёдным морозным выветриванием коренных пород ложа. Морена – скопления обломочного материала, переносимого или отложенного ледников, или сочетание глин (супесь, суглинок) ГП в полутвёрдой, пластической консистенции, обогащённых магматическими породами. Соответственно, различают движущиеся и отложенные морены. К движущимся моренам относятся поверхностные, внутренние и донные. Поверхностные морены, в свою очередь, разделяется на боковые и срединные. При рассмотрении форм рельефа, связанных с деятельностью ледников, целесообразно разделить их на 2 вида: 1) Формы рельефа коренных пород, подвергшихся воздействию ледников; 2) Формы рельефа отложенных морен и флювиогляциальных накоплений fgQ (неслоистые, сухие, разнозернистые).
Геологическая работа ледниковых рек. Формы реечно-ледникового рельефа. Флювиогляциальные отложения. lgQ – озерно-ледниковые отложения (лимногляционные). Это донные осадки озёрных бассейнов, образованные талыми ледниковыми водами у края ледника или среди полей мёртвого льда. С их деятельностью связано формирование оз и кам – дельты ледниковых рек (Озы – гряды в форме узких извилистых гребнеобразных валов. Камы – крутосклонные холмы с пологими вершинами, образованные ледниковыми отложениями.) Состоят из слоистых отсортированных песков, супесей, суглинков с примесью гравия и прослоев глины, отложенных проточными талыми ледниковыми водами. Флювиогляциальные отложения – осадки, отложенные потоками талых ледниковых вод; представлены косослоистыми песками с валунами, галькой и гравием, супесями, реже суглинками.
Геологическая работа атмосферных вод. Абразия и эрозия. Оврагообразование. Борьба с эрозией. Наибольшую геологическую работу совершает текучая вода, которая разрушает ГП, переносит и откладывает ГП. Разрушительная работа – эрозия (глубинный размыв), абразия -процесс равномерного смывания с поверхности частиц (поверхностная эрозия). Образуют элювиальные eQ и делювиальные dQ отложения. На склонах рельефа возникает струйчатая эрозия, которая образует вытянутые понижения рельефа – овраги. Наиболее интенсивно в расчленённом рельефе, сухом климате, где осадки редкие, но сильные. Часто в лессовых отложениях. Борьба с эрозией – запрет на распашку склонов, создание канав, ориентированных вниз по склону, нельзя нарушать дёрн. Мероприятия – гидротех сооружения (распыление стока, предотвращение размыва), засыпка оврагов, их залужение, подсыпка откосов на склонах, высадка лесополосы.
Понятия элювия и делювия. Строительная оценка. Элювий – породы, изменившие свои свойства, но оставшиеся на своём месте возникновения. Элювий развит в осадочных, скальных ГП, в гипсах и известняках. Делювий - скопление рыхлых продуктов выветривания горных пород у подножия и у нижних частей возвышенностей, изменившее свои свойства и переместившееся с места возникновения. Представляет собой несортированный материал. Мощность делювия возрастает к основанию склонов. Они часто служат основанием, но способны сползать вниз по склонам (особенно глинистый делювий).
Геологическая работа рек. Строение речной долины. Виды речных террас. Реки передвигают грунт, камни и другие породы, истирают их камнями и мелкими осколками, которые вода подбирает на своём пути. Реки растворяют ГП, усиливают абразивный эффект и т.п. Речная долина – отрицательная, линейно вытянутая форма рельефа с однообразным падением. Образуется обычно в результате эрозионной деятельности текучей воды. Речная вода, смывая берега и подошву, образует речную долину. Реки характеризуются гидравлическим градиентом, расходом воды, площадью сечения потока. Для классификации долин используются форма её поперечного сечения, ширина днища, крутизна бортов и характер речных отложений. По этим признакам выделяются следующие морфологические типы речных долин: Треугольные (типа V), параболические (типа U), трапециевидные, желобовидные. Выделают следующие основные элементы долины: склоны – участки земной поверхности, ограничивающие долину с боков дно или ложе – самая низкая и относительно ровная часть долины, заключённая между подошвами склонов подошва склонов – линия сопряжения склонов с дном долины бровка – место сопряжения склонов долин с поверхностью прилегающей местности террасы – горизонтальные площадки, располагающиеся на различной высоте над современным дном долины пойма – часть долины, затопленная при половодье Виды террас – аккумулятивные, эрозионные и цокольные. Аккумулятивные (террасы накопления) – те, при которых мощность слагающего её аллювия больше относительной высоты террасы над уровнем реки, т.е. когда весь её обрыв сложен накопленным рекой аллювием. Эрозионные (террасы размыва) – террасы, практически нацело сложенные коренными породами, на которых располагается лишь очень тонкий слой аллювия. Такие терассы представляют собой как бы ступени, целиком вырезанные в коренных породах речной эрозией. Цокольные – те террасы, в которых много аллювия, а коренные породы обнажаются только в нижней части бортов долины.
Виды речной эрозии. Базис эрозии. Борьба с речной эрозией на примере сооружений в составе мостового перехода. Аллювиальные отложения и их свойства. Выделяют два типа эрозии: 1) донная, или глубинная, направленная на врезание речного потока в глубину; 2) боковая, ведущая к подмыву берегов и в целом к расширению долины. Соотношение донной и боковой эрозии изменяется на разных стадиях развития долины реки. В начальных стадиях развития реки преобладает донная эрозия, которая стремится выработать профиль равновесия применительно к базису эрозии - уровню бассейна, куда она впадает. Базис эрозии определяет развитие всей речной системы - главной реки с ее притоками разных порядков. Речные отложения называют аллювиальными aQ. Большая их часть скапливается на русле и на поймах. Состав отражает скорость потока. Здесь: глыбы, валуны, галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы, органический материал. Их делят на: дельтовые (песчано-глинистые), русловые (русловой аллювий), пойменные (откладываются в паводок, это суглинки, глины, мелкозернистые пески), старичные (илы, илистые пески, форма их залегания - линза). Древний аллювий в виде суглинков и глин - хорошее основание, но может, как лесс, проседать.
Геологическая работа селей. Пролювиальные отложения. Защита сооружений от селей. Селевые потоки - кратковременные водогрязевые потоки, перегруженные грязекаменным материалом, возникающие при выпадении обильных дождей или интенсивном таянии снега в предгорных и горных районах, в бассейнах небольших рек. prQ - пролювиальные отложения - рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей (гор). Св-ва пролювия = св-ва делювия. Селеспуски – устраиваются в гористой местности для пропуска грязекаменных потоков (селей) с гор. На косогорах, в местах, угрожающих обвалами горных пород сооружают галереи. Защита сооружений от селей - Наиболее эффективные противоселевые меры:
Использование противоселевых систем (сетей и барьеров), останавливающих селевой поток и удерживающих каменный материал
Берегоукрепительные подпорные стены, предупреждающие размыв и защищающие здания от селевых ударов. В этом случае очень эффективно применение габионных конструкций
Направляющие дамбы, способствующие направлению потока и ослабляющие его действие
Устройство селехранилищ
(картинки чисто для понимания)
Геологическая работа морей. Понятия литорали, батиали и абиссали. Различия в видах морских отложений. Морская береговая абразия. Коррекция береговой деятельности моря. Геологическая деятельность моря складывается из трех составляющих: разрушения горных пород берега и дна моря; переноса продуктов разрушения и отложения морских осадков в разных частях морского бассейна. Абиссаль - пространство морского дна (ложа) на глубинах свыше 2000 м, соответствующее ложу океана с относительно малой подвижностью воды, постоянной температурой (ниже 2 град.С) и характерным отсутствием света. В абиссали жизнь представлена микроорганизмами. Батиаль - пространство морского дна, охватывающее глубины континентального склона. Батиаль - расположена между литоралью и абиссалью; характеризуется слабой освещенностью, незначительными колебаниями температуры и солености воды; отличается разреженностью жизни. Литораль - пограничная полоса между сушей и морем, регулярно затопляемая во время прилива и осушаемая при отливе. Литораль представляет собой зону морского дна, расположенную между уровнями самого высокого прилива и самого низкого отлива. В литорали представлены все типы царства животных. Терригенные отложения - обломочные осадки и обломочные горные породы, состоящие из снесённых с обломков суши горных пород и минеральных зёрен. Грубообломочная масса ----пески -- глинистый материал (по мере удаления от берега) Глубоководные имеют более выдержанный состав, значительную мощность, однородность, однотипные свойства. Морские отложения: илы, заторфованные грунты, пески, галечники – у всех низкая несущая способность. Абразия - разрушительная работа моря. Она бывает механической, химической и термической. Механическая абразия – это разрушение пород, слагающих берега под действием ударов волн прибоя и обломков пород, переносимых волнами и прибоем. Химическая абразия – разрушение пород в результате растворения их морской водой. Термическая абразия – разрушение берегов, сложенных мерзлыми породами, или льдом, в результате отепляющего действия морской воды. Корректировка береговой деятельности моря: пассивный способ (волноотбойные стенки); увеличение пляжа бунами и волноломами.
Виды озер. Геологическая работа озер. Виды озер: тектонические (образуются путём заполнения трещин в земной коре, Байкал), ледниковые, карстовые, завально-запрудные, кратерные, плотинные, эрозионные(в котловинах размыва), сточные (бессточные), искусственные. Работа - в абразивной деятельности волн, нагоняемых ветром, которыми могут размываться берега.
Так создаются абразионные террасы (коренные берега), аккумулятивные (озерными осадками). Органогенные осадки в максимальном объеме формируются на прибрежном мелководье пресных озер, где наиболее активно развивается и отмирает высшая водная растительность, давая начало накоплению торфа. В результате гибели живности на дне образуются органические илы, а при смешении органических останков с глинистыми частицами – органоминеральные илы. Благодаря деятельности анаэробных бактерий названные илы битуминизируются и превращаются в специфический озерный осадок – сапропель. Сапропель – жирный ил пресных озер, содержащий не менее 15 % органического вещества. Течет при вибрации.
44 Геологическая работа силы тяжести. Осыпи. Оползневые явления. ГП, слагающие склоны, часто находятся в неустойчивом положении. Под действием тяжести они начинают смещаться вниз по склонам рельефа. Осыпи - скатывающиеся вниз обломки растрескивающихся пород. Оползни - скользящее смещение масс горных пород вниз по склону под влиянием силы тяжести. Оползни возникают в каком-либо участке склона или откоса вследствие нарушения равновесия пород, вызванного: увеличением крутизны склона в результате подмыва водой; ослаблением прочности пород при выветривании или переувлажнении осадками и подземными водами; воздействием сейсмических толчков; строительной и хозяйственной деятельностью, проводимой без учёта геологических условий местности (разрушение склонов дорожными выемками, чрезмерный полив садов и огородов, расположенных на склонах, и т.п.). Наиболее действенной защитой от оползней является их предупреждение. Из комплекса предупредительных мероприятий следует отметить собирание и отведение поверхностных вод, искусственное преобразование рельефа (в зоне возможного отрыва земли уменьшают нагрузку на склоны), фиксацию склона с помощью свай и строительства подпорных стенок.