Шпаргалка по "Инженерная геология"

20. Основные группы экзогенных геологических процессов, факторы, условия образования и накопления продуктов выветривания.

Экзогенные процессы возникают в результате взаимодействия каменной оболочки с внешними сферами: атмосферой, гидросферой и биосферой. Эндогенные процессы проявляются при воздействии внутренних сил Земли на ту же каменную оболочку. Экзогенные процессы в свою очередь подразделяются на три большие группы: процессы выветривания, процессы денудации и процессы аккумуляции, или осадконакопления. Под процессом выветривания понимают разрушение и изме­нение состава горных пород и строительных материалов, проис­ходящие под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют коле­бания температур, замерзание воды, кислот, щелочей, углекисло­ты, действие ветра, организмов и т. д. Главной особенностью процесса выветривания является посте­пенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы. По интенсивности воздействия тех или иных агентов выветривания и характеру изменений горных пород при­нято выделять три вида выветривания: физическое, химическое и биологическое (органическое). Физическое выветривание выражается преимущественно в меха­ническом дроблении пород без существенного изменения их ми­нерального состава. Породы дробятся в результате колебания тем­ператур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром. Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее ак­тивными химическими реагентами в этом процессе являются во­да, кислород, углекислота и органические кислоты. Биологическое (органическое) выветривание проявляется в раз­рушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых ор­ганизмов и растений.

21. Эоловые процессы, факторы геологической деятельности ветра, аэральные явления и формы образующихся рельефов местности.

Ветер совершает большую геологическую работу: разрушение земной поверхности - выдувание (дефляция), обтачивание (корразия); перенос продуктов разрушения и отложение (аккумуля­ция) этих продуктов в виде скоплений различной формы. Все эти процессы носят общее название эоловых. При меньшей скорости ветра и других благоприятных услови­ях происходит отложение переносимого материала (аккумуляция). Так образуются ветровые (эоловые) отложения. В большинстве случаев это накопления песка и пыли. Для строительства боль­шое значение имеет закрепленность песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и за­крепленные (грядовые, бугристые) пески. Подвижные пески не за­креплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются. Наиболее распространены аккумулятивные и аккумулятивно-дефляционные формы, образующиеся в результате перемещения и отложения ветром песчаных частиц, а также выработанные (дефляционные) формы, возникающие за счет выдувания рыхлых продуктов выветривания. Барханы - подвижные аккумулятивно-дефляционные формы рельефа пустынь, представляющие собой серповидной формы крупные скопления песков.  Дюны образуются по берегам рек и морей в результате навевания песка ветром возле какого-нибудь препятствия (кустарников, неровностей рельефа, зданий и т. д.). Это холмовидные накопле­ния песка высотой до 20-40м и более.

22. Гидродинамические процессы и обуславливаемые ими явления, геологическая деятельность атмосферных вод, рек морей озер и болот.

Горные породы, подвергшиеся процессу выветривания, легко теряют свою прочность и легко размываются текучими водами. Атмосферные осадки, выпавшие на наклонную поверхность, стекают по ней в виде тонких струек, увлекая за собой частицы породы. Этот процесс плоскостного смыва частиц породы называется делювиальным. Продукты смыва сносятся водой на нижние более пологие участки склонов, где и отлагаются. Эрозия – процесс размыва горных пород водным потоком. В результате эрозии возникают промоины, овраги. Текучие воды не только разрушают горные процессы, но и переносят продукты разрушения на новые места, где продукты разрушения отлагаются, этот процесс называется аккумуляцией.

23. Теплофизические процессы и связанные с ними явления, геологическая деятельность ледников, криогенные явления.

Различают 3 типа ледников: горные, плоскогорий и материковые. При своем движении лед ис­тирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. Эта разрушительная работа совершается под действием тяжести льда. При движении ледника эти обломки, в свою очередь, оказывают разрушающее действие на поверхность земли. Двигаясь по ущельям или другой какой-либо наклонной плоскости, ледники захватывают продукты разрушения путем вмораживания их в лед. При таянии льда весь обломочный материал отлагается. Об­разуются значительные по мощности ледниковые отложения. Обломочный материал, который находится в движении или уже отложился, носит название «морены». Криогенными процессами называют геологические процессы, которые происходят при промерзании или оттаивании горных пород, а также замерзании подземных вод.

24. Гравитационные процессы на склонах и в бортах строительных выемок, методы инженерной защиты.

Гравитационные процессы - процессы изменения поверхности Земли под действием силы тяжести. K ним относятся обвалы, камнепады, снежные лавины, оползни, медленное сползание и течение грунтов. Гравит. проц. оказывают решающее влияние на формирование рельефа, иногда на образование полезных ископаемых - солей, нефти и т.д. Возможное нежелат. проявление Г. п. вынуждает применять спец. меры - покрытие связующими растворами, посадка определённого вида растений на участках, создающих опасность для ведения горн. работ, и др. Обвалы и осыпи формируются преимущественно в горных районах, сложенных крепкими породами. Обвальные и осыпные отложения у подножья склонов называются коллювием. Оползни – скользящее смещение массива горных пород вниз по склону без нарушения его внутреннего строения. Этому способствует обводненность пород и наличие водоупорного слоя, играющего роль «смазки». Главной причиной формирования оползней является нарушение устойчивости склона. Устойчивость может нарушиться в результате подмыва основания склона рекой, озером, морем; искусственной подрезки при прокладывании дорог; увеличения массы пород и уменьшении сцепления частиц при искусственном или природном обводнении и т. д. Оползни наносят большой ущерб сооружениям и коммуникациям. Мерами борьбы с ними являются: дренаж поверхностных и подземных вод, закрепление оползневого тела сваями, строительство подпорных стенок.

25. Инженерные мероприятия по предупреждению, локализации и ограничению развитию негативных и опасных явлений, вызванных геодинамическими процессами.

В сейсмических районах рекомендуется строительство на скальных и полускальных горных породах. Опасно возводить сооружения на затопляемых, заболоченных территориях, а также участках с близким залеганием грунтовых вод, на насыпных грунтах, на оползнях и в области развития пустот вблизи поверхности земли. В таких районах между зданиями рекомендуется устраивать значительные разрывы. Ширина улиц должна быть больше обычных норм. Выходы из зданий надо устраивать на 2 стороны. Фундаменты зданий необходимо закладывать на одной отметке, без уступов. Этажность железобетонных зданий не ограничивается. Кирпичные здания не рекомендуется возводить более 3-5 этажей, причем следует устраивать специальные антисейсмичные железобетонные пояса. Здания должны быть простой конфигурации в плане. Если здание имеет большую протяженность, то его следует разделять специальными швами на отдельные части правильной формы. Кровлю зданий рекомендуется устраивать облеченной. Балконы, скульптурные украшения устраивать не рекомендуется. При проектировании водоснабжения желательно предусматривать 2 самостоятельных источника получения воды. Кроме этого, высокое качество материалов и производство строительных работ является важнейшим условием для успешного строительства в сейсмических районах. В сейсмических районах не рекомендуется прокладывать водоводы, канализационные коллекторы в водонасыщенных грунтах. Если основным источником водоснабжения являются подземные воды, то дополнительным источником всегда должны служить поверхностные водоемы.

26.Геологические карты и разрезы, методика построения, чтение и использование.

Геологический разрез - это проекция геологических структур на вертикальную плоскость. На геологическом разрезе должны быть приведены следующие данные:

возраст пород, состав пород, мощность пород, условия залегания, гидрогеологические условия. Инженерно-геологический разрез - это во многом тот же геологический разрез, но на котором приводятся дополнительные сведения: физико-механические характеристики грунтов и некоторые инженерно-геологические процессы и явления. Геологические разрезы строят по следующим данным:

1) По обнажению горных пород (по выходу горных пород на поверхность склонов гор);

2) По данным, взятым из геологических карт (геологическая карта - это проекция геологических структур на горизонтальную плоскость);

3) По данным полученным при проходе геологоразведочных выработок (шахт, скважин).

Геологическая карта - карта, отображающая геологическое строение определенного участка верхней части земной коры. Геологические карты составляют в ходе полевых съёмок и камеральными методами с широким привлечением данных бурения, геофизических материалов, результатов аэрокосмического зондирования. Геологические карты используют, главным образом, для прогноза и разведки полезных ископаемых, оценки условий освоения территорий, строительства, охраны недр.

Все карты подразделяют на карты коренных пород и четвер­тичных отложений.

Четвертичные отложения покрывают поверхность земли почти сплошным чехлом, скрывая от глаз человека коренные породы, или, иначе говоря, породы дочетвертичного возраста. Карты коренных пород показывают горные породы (характер залегания), которые располагаются под четвертичными отложениями и скрыты от прямого наблюде­ния. Среди геологических карт коренных пород выделяют несколь­ко видов: стратиграфические (показывает границы распростране­ния пород различного возраста), литологические (отражает состав пород) и литолого-стратиграфические (показаны возраст и состав пород). Кроме того, для различных целей составляют карты специального назначения, среди которых основное место занима­ют инженерно-геологические, гидрогеологические и карты строи­тельных материалов.

27.Понятие о грунтах как генетически обусловленных многокомпонентных динамических системах.

В инженерной геологи все горные породы, почвы, отходы хозяйственной деятельности человека, которые могут использоваться, как основания для зданий и сооружений, как среда или материал для их возведения, называются грунтами.

Все грунты разделяются по ряду признаков на классы, группы, подгруппы, типы. виды и разновидности. Существует два класса грунтов: скальные и нескальные. Скальные грунты - это грунты, которые имеют жесткие кристаллизационные или цементационные связи между твердыми частицами (напр. Известняк). Грунты этого класса практически не сжимаемы под нагрузками от зданий и сооружений. В зависимости от условий образования, состава, структуры, текстуры, состава цемента этим грунты разделяются на следующие типы грунтов: магматические; метаморфические; осадочные сцементированные; искусственные.

Нескальные грунты - класс грунтов без жестких структурных связей (крупнообломочные, песчаные, глинистые, пылеватые, илистые, заторфованные, искусственные).

28.Классификационные признаки основных типов грунтов в соответствии с ГОСТом.

В настоящее время грунты, согласно ГОСТ 25100-95, разделяют на следующие классы - природные: скальные, дисперсные, мерзлые и техноген­ные образования. Каждый класс имеет свои подразделения. Так, грунты скальных, дисперсных и мерзлых классов делятся на груп­пы, подгруппы, типы, виды и разновидности, а техногенные грунты вначале разделяются на два подкласса, а далее также на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности.

Скальные грунты. Их структуры с жесткими кристаллически­ми связями, например известняк. Класс включает 2 группы грунтов: 1) скальные, куда входят три подгруппы пород: магматические, метаморфические, осадочные сцементированные и хемогенные; 2) полускальные в виде двух подгрупп - магмати­ческие излившиеся и осадочные породы типа гипса. Деление грунтов этого класса на типы основано на особенностях минерального состава: например, силикатного типа - гнейсы, граниты; карбонатного типа - мрамор, хемогенные известняки. Дальнейшее разделение грунтов на разновидности проводится по свойствам: по прочности - гранит - очень прочный, вулканиче­ский туф — менее прочный; по растворимости в воде - квар­цит - очень водостойкий, известняк -неводостойкий.

Дисперсные грунты. В этот класс входят только осадочные горные породы. Класс разделяется на 2 группы - связных и несвязных фунтов. Связные грунты делятся на: минеральные (глинистые образования), органоминеральные (илы, сапропели и др.) и органические (торфы). Не­связные фунты представлены песками и крупнообломочными породами (щебень). В основу разновидностей грун­тов положены плотность, засоленность, гранулометрический со­став и другие показатели.

Мерзлые грунты. Все грунты имеют криогенные структурные связи, т. е. цементом грунтов является лед. В состав класса вхо­дят практически все скальные, полускальные и связные фунты, находящиеся в условиях отрицательных температур. К этим 3 группам добавляется группа ледяных грунтов в виде надземных и подземных льдов. Разновидности мерзлых фунтов основываются по льдистым (криогенным) структурам, засоленности, температурно-прочностным свойствам и др.

Техногенные грунты. Эти фунты представляют собой, с одной стороны, природные породы - скальные, дисперсные, мерзлые, которые в каких-либо целях были подвергнуты физическому или физико-химическому воздействию, а с другой стороны, искусст­венные минеральные и органоминеральные образования, сфор­мировавшиеся в процессе бытовой и производственной деятель­ности человека. Последние нередко называют антропогенным образованием.

29. Подземные воды, виды воды в горных породах, понятие о водовмещающих и водоупорных породах.

Подземные воды - воды, находящиеся в толще горных пород верхней части земной коры в жидком, твёрдом и газообразном состоянии.

По условиям залегания подземные воды подразделяются на:

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Грунтовые воды образуют водоносный горизонт на первом от поверхности водоупорном слое. В связи с неглубоким залеганием от поверхности уровень грунтовых вод испытывает значительные колебания по сезонам года: он то повышается после выпадения осадков или таяния снега, то понижается в засушливое время. В суровые зимы грунтовые воды могут промерзать. Эти воды в большей мере подвержены загрязнению.

Межпластовые воды - нижележащие водоносные горизонты, заключенные между двумя водоупорными слоями. В отличие от грунтовых, уровень межпластовых вод более постоянен и меньше изменяется во времени. Межпластовые воды более чистые, чем грунтовые. Напорные межпластовые воды полностью заполняют водоносный горизонт и находятся под давлением.

В зависимости от характера пустот водовмещающих пород подземные воды делятся на:

поровые - в песках, галечниках и др. обломочных породах; трещинные (жильные) - в скальных породах (гранитах, песчаниках); карстовые (трещинно-карстовые) - в растворимых породах (известняках, доломитах, гипсах и др.).