
- •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.
1.3. Тепловое поле Земли
Тепловое поле Земли образуется за счет внешних и внутренних источников. Главным источником внешней энергии является солнечное излучение. Лучистая энергия Солнца, получаемая земной поверхностью за год составляет5,44*10Дж. Около 55 % ее поглощается атмосферой, растительным покровом, почвой. Остальное количество энергии отражается в космос.
Источниками внутреннего тепла Земли являются следующие: радиоактивный распад элементов; энергия гравитационной дифференциации вещества; остаточное тепло и т.д
Получаемое солнечное тепло непосредственно нагревает горные породы и проникает лишь на небольшую глубину. Температура поверхности слоев изменяется в течение суток, сезона и года. С глубиной амплитуды колебания температуры убывают: сначала исчезает влияние суточных колебаний температуры воздуха, затем сезонных и, наконец, годовых. На некоторой глубине температура пород остается постоянной годы - пояс постоянной температуры. Выше него располагаются слои многолетних, сезонных и суточных колебаний.
Глубина залегания пояса постоянных температур меняется с широтой местности и с изменением теплофизических свойств в горных пород. В приэкваториальных областях пояс постоянной температуры достигнет 1-2 м, в средних широтах 20-30 м (в Москве - 20 м).
Постоянная
температура этого пояса примерно равна
средней годовой температуре приземного
слоя данной местности (для Москвы +4,2°С,
для Парижа +I8).Если
среднегодовая температура местности
ниже 0
,
то атмосферные осадки и подземные воды
превращаются в лед. Таково основное
условие образования "вечной мерзлоты".
Начиная
с пояса постоянных температур, отмечается
постоянное повышение температуры пород
с глубиной, которые характеризуется
геотермической ступенью и геотермическим
градиентом. ГЕОТЕРМИЧЕСКАЯ СТУПЕНЬ -
численно равна количеству метров, на
которое нужно углубиться для того, чтобы
температура пород поднялась на 1
и имеет размерность
м/град.
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ ГРАДИЕНТ - величина
обратная и численно равен числу градусов,
на которое повышается температура
горных пород при углублении на 100 м
(м/град).
Геотермическая ступень в среднем принимается равной 33 м/град, но ее значение в различных пунктах колеблется в широких пределах от 2 до 250 м/град. Часто величина геотермической ступени значительно отклоняется на различных глубинах одного и того же пункта. Это зависит: от различной теплопроводности и условий залегания горных пород, подземных вод, удаленности от морей и океанов, рельефа местности, геохимических условий.
Наибольшая
температура пород в подземных горных
выработках равна
С
и наблюдалась в медных рудниках Магны
(США) на глубине 1200 м.
Температура
пород в шахтах Донбасса на глубине
800-1000 превышает
,
а на глубине 1545 м достигает 56,3
.
Для
освоения залежей полезных ископаемых,
залегающих на больших глубинах и в
районе многолетней мерзлоты, необходимо
регулировать тепловой режим глубоких
шахт и рудников.