Лекции по "Геологии" и "Гидрогеологии"

Конгломерат и брекчии – представляют собой сцементированную гальку и щебень; ρ = 1500…2900 кг/м3. Их применяют при изготовлении кремнеземистого цемента, как строительный камень, облицовочный материал.
Песчаники – образуются в результате цементации песков. Окраска серая, темно-серая, бурая; ρ = 1800…2500кг/м3. Богаты кремнеземом, песчаники используются как кислотоупорный материал. Прочность от 50…2000 кг/см.
Породы химического происхождения образуются в результате выпадения из растворов химических осадков. Особенностью данных пород является растворимость в воде, наличие пустот, трещиноватость.
Доломиты – состоят из одноименного материала с примесью кальцита, гипса, кварца. Окраска белая, серая, красноватая; структура зернистая, плотная. Ρ = 2700…2900 кг/м3. По свойствам близок к плотным известнякам. Область применения: в качестве строительного щебня, камня для бетона, огнеупорных материалов и вяжущих веществ.
Гипс – состоит из минералов такого же названия с примесью глинистых минералов (см. рисунок 6). Окраска белая, серая, зеленая. Структура мраморовидная, крупнозернистая; ρ = 2200 кг/м3. Применяется в качестве добавки при производстве портландцемента, в качестве самостоятельного вяжущего.

Рисунок 6-гипс
Ангидрид – плотная зернистая порода, белого, серого цвета (см.рисунок 7); ρ = 2800…2900 кг/м3. Ангидрид залегает совместно с гипсом. Применяется для получения вяжущих, для изготовления плит внутренней облицовки.

Рисунок 7 – ангидрит (безводный сернокислый кальций)

Органогенные породы отличаются значительной пористостью и сжимаемостью. К органогенным породам относят различные карбонатные и кремнистые породы.
Трепел – пористая слабосцементированная порода, землистого цвета. Состоит из опала с примесью глины; ρ = 250…1000 кг/м3. Залегает слоями. Обладает огнеупорными свойствами. Диатомит - такой же, как и трепел по свойствам и составу.
Торф – порода, образовавшаяся под водой без доступа воздуха из разложившихся и обуглившихся пород, перемешанных с песком и глиной. Имеет пористую структуру, цвет черный, буро-черный; ρ = 600…1100 кг/м . Залегает слоями.
Известняк - образуется за счет накопления известковых остатков. Наиболее распространенный известняк–ракушечник, обладающий высокой пористостью; ρ = 1200…3100 кг/м3. Является сырьем для получения извести, цемента, облицовочного материала.
Мергели - имеют морское происхождение. Окрас светлый, серый. Состоит из глинистых и карбонатных минералов. Структура тонкозернистая. На воздухе быстро выветриваются и разрушаются; ρ = 1900…2500 кг/м3.

5.5 Главнейшие осадочные и вулканогенно-осадочные горные породы
Валунник. Рыхлая крупнообломочная порода. Окатанные обломки размером более 200 мм составляют более 50 % массы. Может присутствовать песчаный или глинистый заполнитель между валунами Минеральный состав, цвет и свойства зависят от состава исходной породы и заполнителя. Нескальный грунт.
Галечник или щебень. Рыхлая крупнообломочная порода. Окатанные (в галечнике) или угловатые (в щебне) обломки размером более 10 мм составляют более 50 % породы по массе. В промежутках может присутствовать песчаный или глинистый заполнитель. Минеральный состав, цвет и свойства зависят от состава исходной породы и заполнителя. Нескальный несвязный грунт.
Гравий или дресва. Рыхлая крупнообломочная порода. Преобладают (более 50 % массы) окатанные (гравий) или угловатые (дресва) обломки размером более 2 мм . В промежутках может присутствовать песчаный или глинистый заполнитель. Минеральный состав, цвет и свойства зависят от состава исходной породы и заполнителя. Нескальный несвязный грунт.
Вулканические бомбы, вулканический гравий. Рыхлые крупнообломочные породы(см. рисунок 8). Состоят из угловатых или округлых обломков вулканической лавы размером более 300 мм (бомбы), 10..2 мм (гравий). Минеральный состав, цвет, свойства зависят от состава и состояния изверженной в атмосферу массы. Бывают плотные, пузырчатые, моно- и полиминеральные обломки.

Рисунок 8 - вулканическая бомба в разрезе

Песок. Мелкообломочная порода (см. рисунок 9). Более 50 % массы составляют обломки размером мельче 2 мм . По зерновому составу и размеру зерен выделяют гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые разновидности; по относительной величине зерен - однородные и неоднородные пески. Минеральный состав песков разнообразный: наиболее распространены кварцевые (до 95 % кварца), реже встречаются аркозовые (преобладают кварц и палевой шпат), глауконитовые (кварц 20...40 %, глауконит 60...80 %), железистые (зерна кварца покрыты корочками лимонита), полиминеральные. В песках встречаются слюды, роговая обманка, авгит, обломки карбонатных пород и вулканического стекла, иногда гипса и галита (засоленные пески). Цвет зависит от минерального состава: желтый, зеленый, бурый, оранжевый, иногда черный. Свойства песков зависят преимущественно от зернового состава. По коэффициенту пористости пески подразделяют на рыхлые, средней плотности и плотные. Песок – нескальный несвязный грунт.

Рисунок 9 - песок

Вулканический песок, вулканический пепел. Мелкообломочные рыхлые породы. Преобладают частицы распыленной и затвердевшей лавы, обломки минералов и горных пород размером 1...2 мм (песок) или менее 1 мм (пепел) Вулканический пепел может быть рыхлой или слабосцементированной породой. Цвет серый, бурый, черный в зависимости от минерального состава изверженной в атмосферу массы.

Лёсс, лёссовидный суглинок, лёссовидная супесь (алевриты). Лёсс – просадочный грунт. При замачивании сокращается в объеме и проседает от собственного веса на 1…7 см на 1 м толщи. Лёсс содержит более 50 % пылеватых и до 30 % глинистых частиц, имеет светло-желтую или палево-желтую окраску, вертикальные макропоры. Строение макропористое, землистое, слоистость отсутствует Минеральный состав: преимущественно инертные минералы – кварц, полевые шпаты, слюды глинистые - каолинит, реже монтмориллонит, а также растворимые -гипс и кальцит. Легко размывается водой, вскипает при действии 10 %-ной соляной кислоты, в сухом состоянии пальцами растирается в порошок, при увлажнении дает малопластичную массу, не разбухает. Лёссовидные супеси и суглинки содержат менее 50 % пылеватых частиц. Обладают свойствами лёсса, но по мере увеличения количества глинистых частиц уменьшается макропористость и размываемость, увеличивается пластичность, подрастает доля глинистых минералов, окраска становится более темной, иногда появляется слоистость. Лёссы и лессовидные отложения – нескальные грунты.

Глина, суглинок, супесь (пелиты). Пелиты – связные породы – обладают свойством пластичности и содержат глинистых частиц: более 30 % -глины, 10...30 % - суглинки и З...10%-супеси. Минеральный состав: каолинит, монтмориллонит, кварц, слюды, полевые шпаты. Цвет белый, темно-серый и черный, желто-бурый, буро-красный (если присутствуют оксиды железа и марганца), голубовато-зеленый (при наличии глауконита и хлорита) и др. Структура микрокристаллическая, землистая, текстура микропористая, часто слоистая. При увлажнении набухают, делаются пластичными, при высыхании дают усадку и переходят в твердое состояние. Практически глину, суглинок и супесь различают по числу пластичности. Грунты нескальные, связные, общее название грунтов – глинистые.

Конгломерат, туфоконгломерат. Сцементированная крупнообломочная порода, содержащая окатанные обломки с преобладающим размером более 10 мм . Структура обломочная, разнозернистая, текстура беспорядочная. Минеральный состав обломков зависит от состава исходной породы, как правило, это обломки прочных магматических, метаморфических или осадочных пород. Природными цементами могут быть: кальцит (вскипает при действии 10 %-ной соляной кислоты), гипс (царапается ногтем), глина (если подышать на породу, издает землистый запах, сравнительно легко размокает в воде), кварц, халцедон, опал, оксиды железа (придают породе ржаво-бурую окраску), битумы (придают породе черную или темно-бурую окраску). Твердые продукты извержения вулканов, сцементированные природными цементами, называются туфоконгломератами. Скальный грунт.

Брекчия, туфобрекчия. Сцементированная крупнообломочная порода с преобладанием остроугольных обломков размером более 10 мм , скрепленных природным цементом. Структура угловато-обломочная, разнозернистая; текстура беспорядочная. Минеральный состав и состав природных цементов аналогичны конгломератам. Скальный грунт.

Гравелит. Аналогичен конгломерату. Преобладают (более 50 %) окатанные обломки размером более 2мм. Скальный грунт.

Туф вулканический. Твердые продукты вулканических извержений, сцементированные гидрохимическим переработанным мелкообломочным материалом. Строение обломочно-пористое: на фоне пористой массы разбросаны обломки различной величины, формы и цвета. Текстура беспорядочная. Выделяют крупнообломочные (преобладают обломки размером 3...5 мм), среднеобломочные (5...2 мм), мелкообломочные (2...0,5 мм) и тонкообломочные (менее 0,05 мм ) разности. По минеральному составу различают липоритовые, трахитовые, базальтовые, реже дацитовые и фонолитовые туфы, в которых может содержаться до 10 % обломочного материала не вулканогенного происхождения. Окраска различная: розовая, серая, зеленая и др. Скальный грунт.

Туфолава, лавовая брекчия. Твердые продукты вулканических извержений, сцементированные лавой (занимают промежуточное положение между лавой и туфом). Если преобладают обломки размером менее 10 мм -туфолава, более 10 мм - лавовая брекчия. Минеральный состав аналогичен туфам вулканическим. Текстура флюидальная или беспорядочная. Структура обломочная. Скальный грунт.

Туффит. Твердые продукты вулканических извержений и примеси осадочного материала невулканогенного происхождения (10...50 %), сцементированные природными цементами. По размерам и минеральному составу вулканические обломки подразделяют так же, как туфы вулканические. По составу осадочного материала выделяют кремнистый, глинистый и карбонатный туффиты. Структура пористая. Текстура обломочная, часто слоистая. Скальный грунт.

Песчаник. Сцементированный песок (см. рисунок 10). Цементирующими веществами могут быть кальцит, гипс, глина, кварц, халцедон, опал, водные оксиды железа, битумы и др. На ощупь грубый. Строение зернистое. Сложение плотное. Минеральный и зерновой составы аналогичны пескам. По относительной величине зерен различают равномерно- и разнозернистые песчаники, а по их преобладающему размеру грубо-, крупно-, средне- и мелкозернистые разности. Цвет и прочность зависят от минерального состава зерен и вида цемента. Скальные грунты различной прочности.

Рисунок 10 - песчаник

Алевролит. Алевритовая пылеватая сцементированная порода. Минеральный состав аналогичен алевритам. Цвет различный, чаще серый до черного, бурый, красноватый. Структура пылевато-глинистая. Текстура массивная, тонкослоистая, в воде размокает медленно, при этом не становится пластичным. Скальный грунт.

Аргиллит. Глинистая сцементированная порода Минеральный состав аналогичен пелитам. Цвет различный Структура глинистая. Текстура плотная, тонкослоистая или тонкоплитчатая. В воде медленно размокает, не приобретает пластичности. При увлажнении иногда издает землистый запах. Скальный грунт.

Известняк, известняк-ракушечник, туф известковый, травертин. Породы, состоящие главным образом из кальцита или кальцитовых скелетных остатков организмов, иногда с примесью (до 20 %) глинистых, пылеватых или песчаных частиц. Структура обломочная, текстура пористая, в деталях зависят от происхождения (органогенное, химическое, смешанное). Выделяют крупно-, средне-, мелко-, микро-, неравномернозернистые, афанитовые, землистые, оолитовые и другие разновидности. Чистые известняки белые, желтоватые; различные примеси окрашивают их в серый, розовый, черный и другие цвета. Отличительная особенность: известняки бурно вскипают от капли 5 %-ной соляной кислоты, причем на их поверхности после реакции не остается грязного пятна. Часть органогенных известняков состоит целиком из хорошо различимых раковин моллюсков (или их обломков), их называют известняками-ракушечниками. Структура известняков химического происхождения обычно микрозернистая (из мельчайших зернышек кальцита) или оолитовая (из шаровидных размером 1...5 мм зерен кальцита - оолитов). Пористый или ячеистый известняк, образованный в результате отложения кальцита из источников, получил название туф известковый, а его плотная разновидность-травертин. Скальные грунты. Растворимы в воде.

Мел. Обычно белая, сцементированная порода, состоящая из 60...70 % кальцитовых остатков морских планктонных водорослей и 30 ...40 % тонкозернистого порошкообразного кальцита. Содержание примесей не более 1 %. Отличительные особенности: бурно вскипает при действии 5 %-ной соляной кислоты; имеет белый, реже желтоватый или зеленоватый цвет: пачкает руки, пишет. Скальный грунт.

Доломит. Состоит из минерала доломит (75 % и более). Строение плотное, структура скрытокристаллическая (см. рисунок 11). Цвет белый, желтоватый, серый, зеленоватый, красноватый. С 10 %-ной соляной кислотой реагирует только в порошке или при нагревании. Скальный грунт.

Рисунок 11 - доломит

Мергель. Имеет смешанный карбонатно-глинистый состав. Состоит из 50…70 % кальцита (реже доломита) и 25…50 % глинистых частиц Структура землистая, текстура массивная. Цвет белый, серый, розовый, желтоватый, красноватый, зеленоватый, пестрый. Вскипает при действии 10 %-ной соляной кислоты. Капля кислоты после реакции оставляет на поверхности породы грязное пятно (характерное отличие от известняка). Скальный грунт

Диатомит. Представляет собой скопление микроскопических скелетов диатомовых водорослей, состоящих из водного кремнезема (опала). Строение землистое рыхлое или сцементированное. Цвет белый, желтоватый, светло-серый. Текстура пористая. Отличительные особенности: легкий, жадно впитывает воду, прилипает к влажному пальцу, растирается пальцами в тончайшую пудру, не вскипает при действии соляной кислоты.

Трепел. Состоит из мельчайших зернышек опала химического происхождения (отличие от диатомита), видимых только под микроскопом. Внешне похож на диатомит.

Опока. Сложена опалом с примесью глинистых минералов и скелетных остатков микроорганизмов. Очень легкая порода. Цвет серый, голубоватый, иногда черный. Часто окраска пятнистая. Отличительные особенности: при ударе опока колется со звенящим звуком на мелкие остроугольные обломки, обладающие раковистым изломом; не вскипает при действии соляной кислоты. Похожа на диатомит и трепел, но отличается большей прочностью.

Яшма. Сложена скрытокристаллическим и аморфным кремнеземом (кварц, халцедон, опал) (см. рисунок 12) Часто содержит остатки микроскопически мелких животных – радиолярий и примеси глинозема, извести, соединений металлов. Цвет разнообразный (красный, зеленый, желтый, коричневый, пестрый и др.). Отличительные особенности: высокая прочность, разноцветная полосчатая текстура, раковистый излом.

Рисунок 12 - яшма

5.6 Метаморфические горные породы
Метаморфические породы образуются в результате глубоких изменений и преобразований в магматических и осадочных породах под влиянием высоких температур, давления и химически активных веществ. Метаморфические породы по внешнему виду и условиям залегания занимают промежуточное состояния между магматическими и осадочными породами. По минералогическому составу они ближе к магматическим породам. Типичными минералами являются слюиды, кварц, хлорид, тальк. Метаморфическим породам присуща кристаллическая структура и текстура. В зависимости от способа происхождения метаморфические горные породы делятся на: контактовые, динамометрические, региональные.
Контактовый метаморфизм – развивается при контакте между внедрившейся магмой и вышележащими ее горными породами, при воздействии высоких температур, газов и паров воды.
Динамометаморфизм – преобразование исходных пород под давлением, вышележащих слоев Земли.
Региональный метаморфизм – происходит на больших площадях в глубинах земной коры. Низ слоя, в котором протекают данные процессы называется поясом метаморфизма. Этот пояс по глубине делится на три зоны:
Верхняя – начальная стадия метаморфизма; происходит перекристаллизация пород под давлением горных масс с изменением минерального состава.
Средняя – характеризуется высоким давлением и температурой.
Нижняя – для этой зоны характерен высокий метаморфизм.

Метаморфические породы классифицируются: по минеральному составу, по структуре, по текстуре.
По взаимному расположению и типам зерен выделяют текстуры:
сланцевая – с параллельным расположением чешуйчатых или таблитчатых минералов;
гнейсовая – с параллельным расположением таблитчатых минералов при малом содержании чешуйчатых частиц;
полосчатая – с чередованием полос различной толщины и состава;
волокнистая – волокнистые и игольчатые минералы вытянуты в одном направлении;
очковая – с рассеянными в породе более крупными овальными зернами;
плойчатая – мелкоскладчатая;
беспорядочная – с неориентированным расположением зерен;
массивная – с прочным сложением породы при плотном соединении минеральных зерен.

По форме зерен различают гранобластовую структуру (зерна изометрической формы), лепидобластовую (зерна в форме листочков, чешуек), порфиробластовую (с одинаковыми по форме зернами). По размерам зерен выделяют крупнозернистые, среднезернистые и мелкозернистые структуры. Кварцит – плотная горная порода, очень твердая (см. рисунок 13). Окрас розовый, серый, желтый. Состоит из кварца с примесью слюды. Структура зернистая, ρ = 2800-3000 кг/м³. Применяется как строительный и облицовочный камень.

Рисунок 13 - кварцит 

Мрамор – кристаллическая порода, кальций с примесью доломита (см. рисунок 14). Структура зернистая. Окраска белая, розовая, серая, голубая; ρ =2600…2800 кг/м3. Легко выветривается под действием воды, хорошо поддается обработке. Применяется как облицовочный материал.

Рисунок 14 – мрамор белый

Гнейс – содержит кварц, полевой шпат, слюду, роговую обманку (см. рисунок 15). Структура кристаллическая, текстура полосчатая. Окрас светло-серый, зеленоватый, ρ=2400…2800 кг/м3. Наиболее прочен в перпендикулярном к полосам направлении. Используется как строительный камень.

Рисунок 15 - гнейс

Сланцы – образуются в результате метаморфизма различных пород. По сланцеватости породы сравнительно легко раскалываются. Сланцы называют по преобладающему в них минералу: слюдяные, хлоритовые. Применяется как теплоизоляционный материал, для изготовления кровли.

5.7 Главнейшие метаморфические породы
Глинистый сланец. Текстура тонкосланцеватая. Состоит из микроскопически не различимых глинистых минералов, кварца, иногда серицита, хлорита. Структура скрыто кристаллическая. Цвет серый до черного, зеленоватый., желтоватый, бурый, красноватый. Легко раскалывается на плитки с матовой поверхностью. Блеск тусклый, в воде не размокает. Прочность сравнительно невысокая.

Филлит, кровельный сланец. Текстура тонкосланцеватая. Состоит из кварца, иногда хлорита, биотита, полевых шпатов, кальцита (см. рисунок 16). Цвет зеленый, серый, красноватый, бурый, черный, фиолетовый. Структура микрозернистая (микрочешуйчатая) полнокристаллическая. Легко раскалывается на плитки со слабым шелковистым блеском по плоскостям сланцеватости. Прочность средняя.

Рисунок 16 - кровельный сланец

Слюдяной сланец. Текстура сланцеватая (см. рисунок 17). Состоит преимущественно из слюд (мусковит, биотит), кварца, иногда граната, графита. Цвет белый, бурый, черный. Структура средне- или крупнокристаллическая (чешуйчатая). Легко расщепляется на тонкие пластинки с шелковистым блеском по плоскостям спайности. Блеск сильный. Прочность средняя. 

Рисунок 17 - слюдяной сланец

Гнейс. Текстура полосчатая, реже очковая. Состоит из кварца, полевых шпатов, биотита, роговой обманки, иногда пироксена, граната, графита и др. Цвет серый, желтоватый, черный и др. Характерно чередование светло-серых или розовых (кварц, полевые шпаты) и темных полос (биотит, роговая обманка). В очковых включениях наблюдаются крупные кристаллы полевых шпатов среди более мелкозернистой массы. Структура зернисто-кристаллическая (средне- и крупнозернистая). По минеральному составу и свойствам близок к граниту, отличается от него текстурой. Переходные разности называются гнейсогранитами или гранитогнейсами. Прочность высокая.

Роговик. Текстура плотная массивная беспорядочная. Состоит из кристаллов кварца, биотита, полевых шпатов, граната, иногда роговой обманки, пироксена, магнетита. Цвет белый, буровато-, розовато-, светло-, темно-серый до черного, темно-зеленый. Структура мелкозернистая. Характерна значительная прочность и раковистый излом. Прочность исключительно высокая.

Грейзен Текстура массивная беспорядочная. Состоит из кварца, мусковита, иногда турмалина, топаза, флюорита. Цвет белый, светло-серый, зеленоватый. Структура крупнокристаллическая с зубчатыми неровными очертаниями зерен кварца и чешуек слюды. Прочность высокая.

Кварцит. Текстура массивная, редко сланцеватая (см.рисунок 18). Состоит в основном из зерен кварца, сцементированных кремнеземом (смесь опала, кварца и халцедона). Структура мелко- и тонко-зернистая; иногда зерна трудно различимы (сливной кварцит). Цвет белый, серый, желтый, красноватый, малиновый и др. Характерна очень большая прочность. Кварцитовидный песчаник - переходная порода от песчаников к кварцитам (начальная стадия метаморфизации). Ножом не царапается. Оставляет след на стали и стекле.

Рисунок 18 - кварцит 

Известковистый сланец. Текстура сланцеватая. Состоит из кальцита, хлорита, кварца или доломита и кварца. Переходная порода от известняка (доломита) к мрамору (начальная стадия метаморфизации).

Мрамор. Текстура массивная, полосчатая, реже сланцеватая. Состоит из кальцита, реже доломита, иногда с примесью графита, хлорита и др. Цвет белый, светло-серый, розовый, голубой, желтоватый, черный, пестрый. Структура тонко-, мелко-, средне- и крупнозернистая. Характерно бурное вскипание при действии 10 %-ной соляной кислоты. Доломитовый мрамор вскипает с соляной кислотой только в порошке или в нагретом виде. Прочность средняя. Легко царапается ножом.

Кварцево-серицитовый сланец. Текстура сланцеватая Светлый слюдяной сланец с преобладанием кварца и серицита – разновидности мусковита.

Хлоритовый сланец. Текстура сланцеватая. Состоит из хлорита, часто с примесью кварца, талька, слюд, полевых шпатов, граната. Цвет зеленый различных оттенков. Структура чешуйчато-зернистая или листовая. На ощупь жирный, раскалывается на пластинки Легко царапается ножом. Видны чешуйки или листочки хлорита. Кварц без увеличения заметен плохо. Окраска различная: розовая, серая, зеленая и др. Скальный грунт.

Тальковый сланец, Талькит. Текстура сланцеватая, у талькита - массивная. Состоит из талька, кварца, иногда хлорита, слюд. Цвет белый, светло-серый, зеленоватый, желтоватый. Структура чешуйчато-зернистая. Жирный на ощупь, царапается ногтем. При наличии одного талька называется тальковый камень. Талькит содержит 75...99 % талька, кварц, рудные минералы. Структура мелко-чешуйчатая.

Лекция 6. Геоморфология, формы рельефа

6.1 Элементы рельефа и его формы
Наука, занимающаяся изучением рельефа, его происхождением и развитием называется геоморфологией.
Основной задачей инженерной геоморфологии является изучение состояния динамического равновесия рельефа, выявление степени его устойчивости и прогнозирование изменений форм его в результате строительства. Такие прогнозы необходимы не только для выбора оптимального варианта размещения объекта, но и для гарантии его безаварийной службы.
Рельеф – это совокупность всех форм поверхности – возвышений, равнин и углублений. Они могут быть горизонтальными, наклонными, выпуклыми, вогнутыми, сложными. Эти «неровности» на поверхности Земли весьма динамичны, находятся в состоянии непрерывного изменения и превращения. В процессе этих изменений уничтожаются старые и возникают новые формы рельефа. Все это происходит в результате воздействия на земную поверхность сил, возникающих при проявлении эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) процессов на Земле.
По своему происхождению формы рельефа подразделяются в зависимости от преобладающего фактора – силы, вызвавшей образование данной формы. Прежде всего их делят на две большие группы:
– формы рельефа, обусловленные деятельностью эндогенных сил, т.е. тектоникой земной коры;
– формы рельефа, обусловленные деятельностью экзогенных сил на поверхности земли.
По происхождению все формы подразделяются на: тектонические, эрозионные и аккумулятивные.
Тектонические возникают в процессе движения земной коры, при этом образуется рельеф земли.
Эрозионные – связаны с разрушительной работой текучих вод и активно меняют свои очертания во времени.
Аккумулятивные формы – являются следствием накопления продуктов выветривания.
Элементы рельефа. К ним относятся поверхности, линии и точки, составляющие формы рельефа.
Поверхности образуют форму рельефа. Они могут быть горизонтальными, наклонными, выпуклыми, вогнутыми и сложными. Линии являются результатом пересечения поверхностей. Различают линии: водораздельные, водосливные, подошвенные, бровку.

Водораздельная – различают поверхностный сток двух противоположных склонов.
Водосливная – является результатом пересечения двух поверхностей и проходит по дну долин, балок, оврагов и т.д.
Подошвенная – ограничивает основание склонов различных форм рельефа.
Бровка – это линия, по которой происходит резкий перегиб склона.

К характерным точкам рельефа относят вершины (наибольшая высота на данном участке местности), перевальные (дно понижений гребней хребтов), устьевые (устья рек) и донные (наиболее низкая точка понижения рельефа).

Формы рельефа образованы из различных сочетаний элементов рельефа. Различают две группы форм рельефа: положительные – выпуклые по отношению к плоскости горизонта, отрицательные – вогнутые. Различают следующие формы рельефа:

Положительные:
Материк – планетарное образование.
Нагорье – обширная возвышенность, состоящая из системы горных хребтов и вершин. (Памир).
Гора – изолированная возвышенность с крутыми склонами; относительная высота более 200 м .
Горный кряж – невысокий хребет с пологими склонами и плоскими вершинами.
Плоскогорье – нагорная вершина, обширная по площади с хорошо выраженными склонами.
Плато – приподнятая равнина, ограниченная обрывистыми скалами.
Гряда – узкая вытянутая возвышенность с крутизной склонов более 20° и плоскими вершинами.
Холм – обособленная куполообразная или коническая возвышенность с пологими склонами.
Курган – искусственный холм.
Бугор – изолированная куполообразная возвышенность с резко выраженной подошвенной линией.
Конус выноса – невысокая возвышенность, располагающаяся в устье русла водотоков и имеющая вид усеченного конуса со слабо выпуклыми пологими склонами.

Отрицательные:
Океанская впадина – планетарное образование.
Котловина – понижение значительной глубины с крутыми склонами.
Долина – вытянутое углубление, имеющее уклон в одном направлении.
Овраг – вытянутые углубления значительной длины, склоны покрыты растительностью.
Балка – вытянутое углубление значительной длины.
Лощина – вытянутое углубление с пологими склонами, покрытыми растительностью.

6.2 Размеры и происхождение форм рельефа
По происхождению формы рельефа подразделяются на:
1 образованные длительностью эндогенных процессов, т. е. движением земной коры.
2 образованные длительностью экзогенных процессов, т. е. действие выветривания, подземных и надземных вод, деятельность организмов, человека.
Разновидностью экзогенных процессов являются: эрозионные, абразивные (вызванные длительностью текучих вод) и аккумулятивные (накопление переносимого материала).
По своим размерам формы рельефа разнообразны и влияют на условия строительства. По своей величине формы делятся на 7 основных групп.
1. Мельчайшие – Размером до нескольких сантиметров по высоте (борозды на полях, песчаная рябь).
2. Очень мелкие – высота измеряется несколькими дециметрами (кочки, рытвины, промоины).
3. Мелкие формы рельефа – называют микрорельефом площадь в несколько квадратных метров, высотой не более двух-трех метров. Изучение микрорельефа дает представление об инженерно-геологических условиях строительной площадки.
4. Средние – формы называют мезорельеф, характеризуется значительной протяженностью до десятков квадратных километров при глубине до 200 метров . Положительный мезорельеф - холмы, бугры, курганы. Отрицательные – овраги, балки. Средние формы рельефа оценивают инженерно геологические условия поселков и микрорайонов на стадии проектирования.
5. Крупные формы – макрорельеф, характеризуется сотнями и тысячами квадратных километров. Положительные формы - горные массивы, отрицательные – долины, озёрные впадины (Ладожское озеро).
6. Крупнейшие формы – мегарельеф, занимает площадь до сотни и тысячи км². (Приволжская возвышенность и Бразильская котловина).
7. Величайшие (планетарные) формы рельефа измеряются миллионами км². Положительные формы – материки, отрицательные - океанические впадины.
Формы рельефа на каждой территории встречаются в определенных сочетаниях, что придает им своеобразный облик. Рассмотрим три основных типа рельефа: равнинный, холмистый и горный.
Равнина – это тип рельефа, который отличается малыми колебаниями высот, не входящих за пределы 200 м .
Подразделяются:
– по отношению к уровню моря - отрицательные (депрессии, впадины), лежащие ниже уровня моря; низменные, в пределах от 0 до 200 м над уровнем моря; возвышенные с отметками от 200 до 500 м ; нагорные, имеющие отметки поверхности свыше 500 м ;
– по общей форме поверхности – горизонтальные, наклонные, вогнутые и выпуклые;
– по глубине, степени и типу расчленения – плоские, нерасчлененные или слаборасчлененные, мелкорасчлененные, глубокорасчленные.

Холмистый рельеф представляют собой поверхность земли, на которой часто чередуются возвышенности (холмы) с высотами не более 200 м и понижения в виде ложбин и котловин. Холмистый рельеф нередко занимает большие площади и представляет собой переходный тип рельефа между равнинным и горным.

Горный рельеф представляет собой крупные с относительной высотой более 200 м возвышенности (горы, хребты) и понижения (долины, впадины, котловины). По происхождению горы принято делить на тектонические, вулканические и эрозионные.


Лекция 7. Грунтоведение

7.1 Грунты как горные породы
Грунты – это горные породы, находящиеся в сфере действия инженерных сооружений. Грунтоведение изучает, в основном, нескальные грунты, такие как рыхлые и глинистые породы. Массивные (скальные) грунты достаточно прочные со строительной точки зрения. Рыхлые и глинистые грунты характеризуются отсутствием жестких связей между частицами и обладают непостоянными физико-механическими свойствами. Основой рыхлых грунтов являются твердые минеральные частицы, создающие каркас грунтов. Поры грунтов занимают газы и вода. Твердые частицы бывают органические и минеральные. Минеральные частицы состоят из первичных, которые перешли в состав грунта из материнской породы, и вторичных, образовавшихся уже после образования грунта. Первичные представляют собой обломки кварца, чешуйки слюды, вторичные – это глинистые минералы. Грунты, содержащие органические вещества называются торфом и гумусом.
Торф – полуразложившаяся масса растительных остатков.
Гумус – органо-минералогическое соединение, связанное с жизнедеятельностью микроорганизмов. Грунт характеризуется гранулометрическим составом. Это разделение частиц по крупности зерен. Крупность зерен определяет путем просеивания через сито определенного размера.

7.2 Свойства грунтов
Грунты характеризуются следующими свойствами: удельным весом, пористостью. В грунте значительное место занимают поры, пустоты, трещины. Это связанно с условиями происхождения грунтов.
1. Пористость – это суммарный объем всех пор в единице объема грунта. Определяется по формуле:

где n – пористость породы; Vn – объем пустот породы, см3; V – объем занимаемый породой, см3.
Величина пористости зависит от грунта – чем мельче частицы, тем меньше пористость.
2. Объемное соотношение пустот и твердых частиц в грунте выражается коэффициентом пористости

где Vч – объем твердых частиц.

3. Удельный вес скелета грунта g – это масса грунтовых частиц в единице объема грунта в ненарушенном состоянии, без воды в порах. Определяется по формуле:

где g – ускорение свободного падения.

5. Удельный вес скелета грунта gd – отношение веса частиц высушенных при температуре 100…1050С до постоянного веса. Удельный вес зависит от минерального состава.

где w – влажность грунта.

В зависимости от gуд и gск, можно определить пористость грунта:


7.3 Классификация грунтов по их строительным свойствам

В зависимости от состава и строительных свойств грунты подразделяются на основные классы.
1) Скальные – магматические (гранит, диорит), метаморфические (гнейс, кварцит) и осадочные породы (известняк, песчаник).
2) Полускальные – трещиноватые, сильно выветренные скальные породы, а так же осадочные породы (гипс, мел).
3) Крупнообломочные – несцементированные породы из обломков кристаллических или сцементированных осадочных пород (щебень, гравий), содержащих более 50% (по весу) обломков размеров свыше 2 мм .
4) Песчаные – сыпучие в сухом состоянии грунты. не обладают свойствами пластичности и cодержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм .
5) Глинистые - связанные в сухом состоянии грунты, для которых число пластичности больше единицы (супеси, суглинки, глины).
6) Почвы – это особый вид горных пород, отличительной чертой которых является плодородие. Мощность почвенного покрова достигает десятки сантиметров, для черноземов 1…2 м.
7) Искусственные грунты – это грунты созданные в результате строительной и производственной деятельности человека, а так же грунты, свойства которых целенаправленно улучшены человеком. Они разделяются на насыпные и улучшенные.
8) Насыпные – представляют собой искусственные образования созданные в строительных целях, являются следствием деятельности человека. Строительные насыпи создаются с заранее заданными свойствами.