
- •Инженерная геология Конспект лекций
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция № 1 общие сведения о земле. Физические поля земли.
- •1.1. Форма и основные параметры Земли
- •1.2. Гравитационное поле Земли
- •1.3. Тепловое поле Земли
- •1.4. Магнитное поле Земли
- •Лекция № 2 строение и состав земной коры
- •2.1. Строение Земли
- •2.2. Строение земной коры
- •2.3. Химический состав земной коры
- •Лекция № 3 эндогенные геологические процессы. Магматизм и метаморфизм.
- •3.1. Причины зарождения и миграции магматических расплавов
- •3.2. Эффузивный магматизм
- •3.3. Интрузивный магматизм
- •4.1. Общие сведения о тектонических движениях
- •4.2. Колебательные тектонические движения
- •4.3. Дислокационные тектонические движения
- •4.4. Значение тектонических движений
- •4.5. Основные сведения о землетрясениях
- •Лекция № 5 экзогенные геологические процессы. Выветривание, эоловые процессы
- •5.1. Общие черты экзогенных геологических процессов
- •5.2. Физическое выветривание
- •5.3. Химическое выветривание
- •5.4. Продукты выветривания, кора выветривания
- •5.5. Эоловые процессы
- •Лекция № 6 геологическая деятельность вод поверхностного стока
- •6.1. Общие сведения о геологической работе вод поверхностного стока
- •6.2. Закономерности процессов эрозии
- •6.3. Аккумулятивная работа русловых поверхностных вод
- •6.4. Геологическая деятельность ледников
- •6.5. Денудация материков
- •Лекция № 7 геологическое летоисчисление.
- •7.1. Основные этапы эволюции Земли
- •7.2. Относительный возраст горных пород и методы его определения
- •7.3. Понятие об относительном возрасте горных пород
- •Лекция № 8 графические геологические материалы и работа с ними
- •8.1. Методы получения геологической информации
- •8.2. Геологическая карта и другие виды геологической информации
- •Лекция № 9 общие сведения о воде в природе. Воднофизические свойства гоных пород. План лекции
- •Vs - Объём минеральной части породы (объём скелета), см3.
- •Гранулометрический состав обломочных пород
- •Водопроницаемость
- •, М3 /сутки
- •Физические свойства и химический состав подземных вод
- •10.3. Жесткость воды
- •10.5. Агрессивность подземных вод по отношению к бетону и металлам.
- •11.1. Классификация водоносных горизонтов
- •11.2. Воды зоны аэрации
- •12.1. Грунтовые воды
- •11.4. Артезианские воды.
- •11.5. Особые типы подземных вод
- •Лекция № 12 основы динамики подземных вод
- •12.1. Общие положении о движении подземных вод
- •12.2. Расход естественных потоков подземных вод.
- •12.3. Искусственные дрены
- •12.4. Приток воды к совершенным и несовершенным дренам
- •12.5. Взаимодействующие дрены
- •Л е кц и я № 13
- •13.I. Объекты, методы и задачи инженерной геологии
- •13.2. Инженерно-геологическая классификация грунтов
- •13.3. Физико-механические свойства грунтов Физические свойства
- •Механические свойства.
- •13.3. Особенности свойств горных пород в массивах.
- •Лекция № 14 инженерно-геологические процессы и явления План лекции
- •14.I. Движение грунтовых масс на склонах
- •14.2. Суффозионные явления
- •14.3. Карстовые процессы и явления
- •14.4. Плывуны
- •Лекция № 15 инженерно-геологические явления в зонах вечной мерзлоты План лекции
- •15.1. Условия распространения и залегания вечномерзлотных пород.
- •15.2. Подземные воды в криолитозонах
- •15.3. Инженерно-геологические явления в зонах залегания вечномерзлых пород
- •15.4. Инженерно-геологические условия строительства в криолитозонах
- •Лекция № 16 гидрогеологические изыскания для проектов водозаборов подземных вод План лекции
- •16.I. Поиски и разведка подземных вод для целей водоснабжения
- •16.2. Инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка.
- •16.4. Стационарные наблюдения
- •16.5. Состав и содержание отчета по гидрогеологическим изысканиям.
- •17.1. Основные цели и задачи инженерно-геологических изысканий
- •17.2. Состав и объем инженерно-геологических исследований
- •17.3. Инженерно-геологические исследования на различных стадиях проектирования
- •17.4. Инженерно-геологические изыскания для объектов трубопроводов
- •17.5. Изыскания месторождений естественных строительных материалов
- •Учебно-методические материалы
- •1. Основная литература.
- •2. Дополнительная литература и пособия.
Лекция № 1 общие сведения о земле. Физические поля земли.
План лекции
1.1.Форма и основные параметры Земли.
1.2. Гравитационное поле Земли.
1.3. Тепловое поле Земли.
1.4. Магнитное поле Земли.
Геология как наука, изучающая, прежде всего, нашу планету и ее верхнюю каменную оболочку, не оставляет без внимания и окружающей ильный мир - Вселенную. Это обусловлено тем, что в строении и Земли имеются определенные черты сходства и различия с планетами; некоторые геологические процессы непосредственно связаны с космическими явлениями.
Земля - типичная планета Солнечной системы – характеризуется наличием хорошо развитых внутренних и внешних оболочек.
1.1. Форма и основные параметры Земли
Под фигурой, или формой Земли, понимают форму ее твердого тела, образованную поверхностью материков и дном морей и океанов. Форма планеты определяется ее вращением, соотношением сил притяжения и центробежной силы, плотностью вещества и его распределением в теле
Геодезические
измерения показали, что упрощенная
фирма Земли приближается к ЭЛЛИПСОИДУ
ВРАЩЕНИЯ (СФЕРОИДУ). Полярный радиус Rn
6356,8
км, экваториальный
- 6378,2 км, разница между радиусами
составляет 21,4 км.
Детальные измерения показали, что Земля имеет более сложную форму. Эта фигура, свойственная только Земле, получила название ГЕОИДА. В любой точке геоида вектор силы тяжести перпендикулярен к его поверхности, которая может быть получена продолжением поверхности Мирового океана под континентами. Именно поверхность геоида принимается за базовую при отсчете высот в топографии, геодезии, маркшейдерии.
Геоид
и сфероид не совпадают, и расхождения
между положением их поверхностей
достигает
160
км (в СССР
100 м). По наиболее точным последним
данным, установлено, что Земля имеет
грушевидную форму (т.е. сердцевидного)
трехосного эллипсоида.
Масса Земли составляет 5,977 1021 т, объем 1,083 млрд.км3, площадь 510 млн. км2. Средняя плотность Земли равна 5,52 г/см3. Установлено, что внешняя , каменная часть земной коры имеет среднюю плотность 2,8 г/см3. Таким образом, чтобы общая плотность равнялась 5,52, внутренняя часть Земли должна быть плотнее, чем наружная. Возрастание плотности с глубиной можно объяснить различиями в составе и той огромной силой, с которой внешние части Земли давят на внутренние. Предполагается, что внутренне ядро имеет плотность около 13 г/см3,что, по-видимому соответствует состоянию металлического железа при этом давлении.
1.2. Гравитационное поле Земли
Физические поля, создаваемые планетой в целом и отдельными изолированными телами, определяются совокупностью присущих каждому физическому объекту свойств. Важное значение имеет изучение геофизических полей при исследовании физических свойств горных пород в образцах и массиве. Изучение свойств и интерпретация полученных данных должны базироваться на знании общих и локальных закономерностей строения физических полей Земли.
Огромная масса Земли является причиной существования сил
притяжения, которые воздействуют на вое тела и предметы, находящиеся на ее поверхности. Пространство, в пределах которого проявляются силы притяжения Земли, называется полем силы тяжести или гравитационным полем (лат."гравитас"-тяжесть).Оно отражает характер распределения масс в недрах и тесно связано с фигурой Земли. Для каждой точки земной поверхности характерна своя величина силы тяжести, в центре Земли сила тяжести равна нулю.
Сила
тяжести численно равна равнодействующей
силы притяжения
и центробежной силы Р, действующих на
единицу массы вещества
В системе СGS величина силы тяжести выражается в галлах (см/сек В практике часто используются одной тысячной долей гала-миллигалом. Сила тяжести зависит от высотного положения местности, так как при этом изменяется расстояние до
центра Земли. Поэтому измерения силы тяжести принято приводить к одному
уровню,
например уровню геоида или эллипсоида.
Значение силы тяжести на поверхности
Земли возрастает от экватора к полюсам
с 978,049
до 963,235 гал. Среднее значение силы тяжести
на поверхности геоида
981
гал.
величина силы тяжести зависит не только от высотного положения, но и от географической широты местности. На нее оказывает влияние и неравномерное распределение масс в недрах Земли. По этой причине возникают местные отклонения в значениях силы тяжести от теоретически вычисленных ее значений. Такие отклонения называются гравитационными аномалиями.
Различают положительные и отрицательные гравитационные аномалии. Положительные наблюдаются в том случае, когда в недрах земной коры залегают плотные массы (железные руды); отрицательные вызываются залеганиями легких масс (гипс, калийная соль) .Гравитационные аномалии выявляются с помощью гравиметров, маятниковыми приборами. По результатам измерений составляют гравиметрические карты, на которых с помощью изолиний показываются аномалии силы тяжести в миллигалах.
Изменения силы тяжести могут быть вызваны некоторыми явлениями, известными из астрономии, например замедлением или ускорением вращении Земли вокруг своей оси, изменениями фигуры и плотности Земли.