- •Київський національний університет імені Тараса Шевченка
- •2.1. Інженерно-геологічна оцінка геоморфологічних умов місцевості.
- •2.2. Інженерно-геологічна оцінка тектонічних особливостей місцевості та умов залягання порід.
- •2.2.1. Тріщинуватість гірських порід та її значення під час інженерно-геологічної оцінки порід.
- •2.2.2. Виявлення зон подрібнення і тріщинуватості гірських порід
- •2.3. Основні завдання літологічних і петрографічних досліджень для інженерно-геологічної оцінки місцевості.
- •2.3.1. Вплив петрографічних особливостей порід на оцінку інженерно-геологічних умов будівництва.
- •2.3.2. Петрографічна характеристика основних типів гірських порід.
- •2.4. Інженерно-геологічна оцінка гідрогеологічних умов місцевості.
- •3.1. Інженерно-геологічна класифікація процесів і явищ.
- •3.2. Вивітрювання гірських порід і основні його чинники.
- •3.2.1. Шляхи проникнення агентів вивітрювання в земну кору.
- •3.2.2. Зони вивітрювання порід.
- •3.2.3. Вивчення вивітрювання для інженерно-геологічних завдань.
- •3.2.5. Спостереження, необхідні для встановлення характеру і потужності захисних покриттів і ціликів.
- •3.2.6. Лабораторне вивчення вивітрілих порід.
- •3.2.7. Заходи боротьби з вивітрюванням гірських порід.
- •3.3. Сезонне та багаторічне промерзання гірських порід.
- •3.3.1. Будова товщі багаторічномерзлих порід.
- •3.3.2. Основні типи підземних льодів і процеси, що їх утворюють.
- •3.3.3. Фізичні процеси у промерзаючих гірських породах.
- •3.3.4. Фізико-геологічні явища, характерні для областей розвитку багаторічномерзлих порід.
- •3.3.5. Деформація споруд внаслідок явищ промерзання і відтанення.
- •3.3.6. Особливості інженерно-геологічних досліджень в умовах розвитку багаторічномерзлих порід.
- •3.3.7. Умови будівництва в районах розвитку багаторічномерзлих порід.
- •3.4. Діяльність вітру (еолові процеси).
- •3.4.1. Інженерно-геологічні дослідження еолових процесів.
- •3.4.2. Заходи боротьби з рухомими пісками.
- •3.5. Діяльність поверхневих вод.
- •3.5.1. Площинний змив і струменева ерозія.
- •3.5.2. Яругоутворення.
- •3.5.3. Діяльність річок.
- •3.5.4. Формування берегів природних і штучних водоймищ.
- •3.5.5. Заходи боротьби з морською абразією.
- •3.5.6. Переробка берегів і формування чаші водосховищ.
- •3.6. Просідні явища в гірських породах.
- •3.6.1. Будівництво на просідних породах.
- •3.7. Карст.
- •3.7.1. Умови утворення і розвитку карсту, заходи боротьби з ним.
- •3.8. Болота і заболочені території.
- •3.8.1. Умови утворення боліт. Будівництво на заболочених територіях.
- •3.9. Діяльність підземних вод.
- •3.9.1. Суфозійні явища.
- •3.9.2. Завдання інженерно-геологічних досліджень і заходи боротьби з суфозією.
- •3.9.4. Завдання інженерно-геологічних досліджень і заходи боротьби з пливунами.
- •3.10. Дія гравітаційних сил на схилах.
- •3.10.1. Зсуви.
- •3.10.2. Умови виникнення зсувного процесу.
- •3.11. Діяльність внутрішніх сил Землі (землетруси).
- •3.11.1. Причини виникнення землетрусів.
- •3.11.2. Фізичні явища в породах, що відбуваються під час землетрусів.
- •3.11.3. Оцінка сили землетрусів.
- •3.11.4. Сейсмічне районування.
- •3.11.5. Умови будівництва в сейсмічноактивних районах.
- •3.12. Процеси, пов‘язані з інженерно-господарською діяльністю людини.
- •3.12.1. Стискання грунтів під спорудами.
- •3.12.2. Деформації, пов‘язані зі зміною побутового тиску.
- •3.12.3. Гірничий тиск.
- •4.1. Категорії складності інженерних споруд.
- •4.2. Класифікація інженерно-геологічних умов ділянок будівництва інженерних споруд.
- •4.3. Стадії проектування інженерних споруд. Склад та порядок розробки проектної документації.
- •4.4. Інженерні вишукування для будівництва інженерних споруд.
- •4.5. Інженерно-геологічне випробування.
3.2.1. Шляхи проникнення агентів вивітрювання в земну кору.
Проникнення агентів вивітрювання в земну кору залежить не лише від властивостей середовища, а й від їхнього стану. За станом їх можна роділити на наступні групи: 1) такі, що перебувають у формі променевої енергії; 2) газоподібні; 3) рідкі; 4) живі організми.
Проникнення агентів вивітрювання у земну кору може відбуватися наступним чином:
по пустотах, які є в гірських породах;
безпосередньо по мінеральних складових гірських порід;
по пустотах і мінеральних тілах одночасно.
Пустоти в гірських породах за розмірами можна розділити на 3 групи: некапілярні, капілярні, субкапілярні.
Некапілярні пустотиможуть бути тріщинами різного походження, тектонічними розломами, карстовими порожнинами. Їхні розміри мають бути не менше 0,5 мм при трубкоподіній формі і 0,25 мм, якщо вони мають форму тріщин. В такі пустоти легко проникають на значні глибини вода і гази, порівняно глибоко – тверді частки і живі організми. Крім того, по таких пустотах добре проходить теплова енергія.
Капілярні пустоти– їх розміри коливаються від 0,5 до 0,0002 мм для трубкоподібних і від 0,25 до 0,0001 мм для тих, що мають форму тріщин. Такі пустоти містяться в пісках, деяких пісковиках, вапняках. Пересування води і газів у цьому випадку ускладнене. Живі організми і теплова енергія можуть проникати на глибину від кількох до десятків метрів.
Субкапілярні пустоти.Їх розміри становлять менше від 0,0002 мм для трубкоподібних і менше 0,0001 мм для тріщинних форм. Такі пустоти властиві головним чином для глинистих порід. Проникнення води і газів у такі породи можливе лише шляхом дифузії і на незначні глибини. Практично ці породи слід вважати водо- і газонепроникними, якщо вони не розбиті тріщинами. Тепло і живі організми можуть проникати на значні глибини.
Іншим шляхом, по якому агенти вивітрювання проникають в земну кору, як було сказано вище, є мінеральні складові гірських порід. Зазвичай цим шляхом у гірські породи проникає сонячне тепло.
Вплив температурних коливань на гірські породи залежить від кліматичних умов місцевості, залягання порід, їх мінерального складу; ступеня, характеру і напрямку тріщинуватості та розсланцювання, обводненості та ін. Залежно від вказаних факторів, добові коливання температури можуть позначатися на глибині від декількох сантиметрів до приблизно 1 м. Річні коливання у деяких випадках відчутні на глибину до 30 м. Зміни гірських порід, пов‘язані з коливанням температури, яскраво проявляються у зоні добових коливань температури, затухаючи з глибиною.
Проникнення в земну кору газів залежить від умов залягання порід, їх складу, тиску, зміни температури, дифузії, вологості та ін. Спостереження показують, що у некапілярні та капілярні пустоти гази можуть проникати на глибину до сотень метрів. В субкапілярні пустоти проникнення газів можливе за рахунок дифузії, і то на глибину всього декількох сантиметрів.
Вода, як відомо, проникає в земну кору на значні глибини. Живі організми проявляють свою активність на різних глибинах: коренева система рослин до глибини 30 см, частіше в межах декількох метрів, так само, як і землерийні тварини. Що стосується мікроорганізмів, то за наявності поживного середовища і сприятливих умов вони можуть проявляти свою життєдіяльність на глибинах, що перевищують 1000 м.
Слід зазначити, що в цілому вивітрювання порід відбувається на незначну глибину, приблизно до 10-15 м. Однак інколи доводиться спостерігати продукти вивітрювання порід на глибинах більше 100 м. З одного боку, такі глибокозалягаючі продукти вивітрювання можуть належати до древніх, пізніше (після їх утворення) перекритих іншими осадками. Такі кори вивітрювання можна зустріти на будь-яких глибинах, причому в більшості випадків процес вивітрювання цих порід зупинився, тому що породи, які залягають вище, ізолювали їх від агентів вивітрювання. Однак процес вивітрювання древніх кор може поновитися, якщо будуть зняті породи, що залягають вище, і доступ агентів вивітрювання до древніх кор буде відновлений.
З іншого боку, на значній глибині можуть перебувати і сучасні продукти вивітрювання внаслідок проникнення агентів вивітрювання на великі глибини.
У ряді випадків практичний інтерес становить визначення швидкості вивітрювання порід і допустимих термінів залишення у відкритому стані будівельних котлованів і виїмок без застосування заходів захисту порід від вивітрювання. Довгий час було поширеним переконання, що вивітрювання гірських порід на відчутну для проектної споруди глибину відбувається в строки, які перевищують життя самої споруди. Однак досвід показує, що вивітрювання може протікати значно швидше. Наприклад, свіжі майкопські глини в укосі однієї з ділянок вивітрювалися на значну глибину і перетворювалися на жорству протягом декількох місяців, а подрібнення тих же глин на глибину 5-10 см відбувалося протягом декількох днів. Глини й пісковики апшеронського віку протягом одного місяця вивітрювалися і змінювали свої властивості на глибину 6-8 см, протягом п‘яти місяців – на глибину 60-70 см, а за півтора роки – до 3 м. Крейдяні глинисті породи Поволжя (юрського віку) протягом року вивітрюються на глибину до 5,5 м. Тому вивчення швидкості вивітрювання під час будівництва споруд має дуже важливе значення.