Основы инженерной геологии



страница1/6
Дата09.08.2019
Размер1.44 Mb.
#126978
ТипУчебное пособие
  1   2   3   4   5   6


ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

Учебное пособие
Оглавление.

Введение.



  1. Основы общей и инженерной геологии.

    1. Инженерная геология, как наука.

    2. Планета Земля.

    3. Геологическое время и возраст горных пород.

    4. Минералы и горные породы.

    5. Грунтоведение.

  2. Эндогенные процессы.

    1. Тектонические движение земной коры.

    2. Сейсмические явления.

    3. Глобальная тектоника Земли (тектоника плит).

  3. Основы гидрогеологии.

    1. Подземные воды.

    2. Гидрогеологические карты и динамика подземных вод.

  4. Процессы внешней динамики Земли.

    1. Процессы и явления.

    2. Процессы выветривания.

    3. Геологическая деятельность ветра.

    4. Геологическая деятельность текучих вод.

    5. Геологическая деятельность реки.

    6. Геологическая деятельность моря.

    7. Суффозия карст, плывуны, геологическая деятельность озёр и болот.

    8. Ледники.

    9. Селевые потоки.

    10. Мерзлота.

    11. Гравитационные процессы на склонах и котлованах.

    12. Лессовые породы.

  5. Инженерно-геологические изыскания.

    1. Цели и задачи изысканий.

    2. Изыскания по видам строительства.

    3. Инженерно-геологические и геоэкологические проблемы городов.

  6. Приложения.

    1. Литература.

    2. Вопросы для повторения и контроля.

    3. Геохронологическая таблица.

    4. Шкала интенсивности землетрясений (с сокращениями).

Введение.

Впервые геологи были привлечены для решения конкретных строительных задач во второй половине 19 века - начале 20 века, когда в России широко развернулись работы по строительству железных дорог. По мере увеличения объемов строительства и освоения районов Средней Азии, Сибири, Поволжья, Дальнего Востока перед геологами строители ставили все новые задачи, т. к. усложнялись инженерно-геологические условия, строители встретились с новыми опасными геологическими процессами: плывунами, вечной мерзло­той, пучением, сейсмоопасными участками и др. Потребовалось изучение инженерно-геологических условий крупных территорий и прогнозы их изменения под влиянием дея­тельности человека на длительное время Инженерная геология, ландшафтная геология и учение о неосфере дали начало развитию нового направления в изучении геологической среды - инженерной геоэкологии.

Большой вклад в становление инженерной геологии как науки внесли крупнейшие ученые-геологи – Н. С. Шатский, Ф. П. Саваренский, В. А. Приклонский, И. В. Попов, Н. В. Коломенский, Е. М. Сергеев и др.

И

нженерная геология как наука развивается под влиянием дифференциации и синтеза и связана с другими науками - геологическими и естественно-негеологическими. Кроме того, развитие инженерной геологии связано с техническими и социально-экономическими науками (рисунок 1).






Р


исунок 1. Связь инженерной геологии с естественными, техническими и социально-экономическими науками (по Е. М. Сергееву).


Настоящее издание знакомит студентов с основами инженерной геологии, соответствует стандарту учебной программы строительных специальностей.

1. Основы общей и инженерной геологии.

1.1. Инженерная геология как наука.

Инженерная геология одна из наук геологического цикла, которая изучает геологиче­скую среду, ее рациональное использование и охрану в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

Под геологической средой следует понимать любые горные породы и почвы, слагаю­щие верхнюю часть литосферы (земной коры), которые рассматриваются как многоком­понентные системы, находящиеся под воздействием инженерно-хозяйственной деятель­ности человека, что приводит к изменению природных геологических процессов и воз­никновению новых антропогенных (инженерно-геологических) процессов, изменяющих инженерно-геологические условия определенной территории (Е. М. Сергеев)

Инженерно-геологические условия характеризуют особенности геологического строения изучаемой территории, состав и свойства слагающих ее пород, геологические процессы, рельеф и подземные воды.

Инженерно-геологические условия строительной площадки влияют:


  • на выбор места расположения объектов;

  • на конструкцию сооружений и глубину заложения фундаментов;

  • на способы производства строительных работ и мероприятия по охране окружаю­щей среды.

Инженерные сооружения, в свою очередь, могут изменить существующие природные геологические условия:

  • вызвать осадку (уплотнение) или сдвиги в тех породах, на которых они построены;

  • изменить рельеф планировкой и подсыпкой;

  • изменить микроклимат и глубину промерзания почвы, уровень грунтовых вод;

  • ускорить развитие оврагов, оползней и других опасных геологических процессов.

Инженерно-геологическая оценка условий строительства определяется в зависимости как от естественных природных факторов, так и от типа и конструкций сооружения, от характера его воздействия на породы в процессе строительства и эксплуатации.

Основные разделы инженерной геологии:



  • грунтоведение;

  • инженерная геодинамика;

  • региональная инженерная геология.

Грунтоведение - изучает горные породы, составляющие литосферу как грунты. Грун­тами называют горные породы, находящиеся в сфере инженерной и хозяйственной дея­тельности человека. Горные породы (грунты) состоят из минералов или минеральных аг­регатов, имеющих определенный химический состав и физико-механические свойства, влияющие на строительные характеристики грунтов. Грунтоведение изучает минералоги­ческий состав грунтов, их генезис (происхождение), структуру и текстуру, т. е. те характе­ристики, которые влияют на прочность и устойчивость грунтов при нагрузке на них от зданий и сооружений.

Одновременно с грунтоведением формировалась механика грунтов на стыке геологических, физико-математических и строительных дисциплин. Механика грунтов рассматривает те общие закономерности, которые вытекают из применения к горным породам и почвам законов теоретической и строительной механики в связи с нагрузками.

Грунтоведение характеризует грунты основания сооружений в ненарушенном состоянии до начала строительства и прогнозирует изменение их в процессе строительст­ва и эксплуатации сооружений.

Инженерная геодинамика - изучает природные и инженерно-геологические опасные процессы и явления, влияющие на строительство и эксплуатацию сооружений. Это грави­тационные процессы на склонах и в котлованах, оврагообразование, геологическая дея­тельность рек, ветра, моря и др.

Инженерно-геологическими процессы и явления называют тогда, когда их зарожде­ние или развитие связано с инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Обычно такие процессы и явления занимают меньшие площади, не имеют большие скорости раз­вития.



Региональная инженерная геология изучает закономерности формирования и распро­странения по территории инженерно-геологических условий. Инженерно-геологические условия оказываются одинаковыми или близкими у тех территорий, которые имеют одну и ту же или близкую историю геологического развития и находятся в одних и тех же при­родно-климатических зонах. В ее задачу входит составление инженерно-геологических карт, выделение регионов, областей, районов и подрайонов (по классификации И. В. По­пова) с близкими инженерно-геологическими условиями.

Создание инженерно-геологических карт значительно сокращает время и объемы изыскательских работ на строительных площадках, что дает определенный экономиче­ский эффект

Для инженеров-строителей основным документом при проектировании зданий и со­оружений является инженерно-геологическая карта и заключение с оценкой инженерно-геологических условий стройплощадки.

1.2. Земля как планета

Земля - третья планета Солнечной системы, имеет форму геоида (апроксимируется с эллипсоидом вращения) и центрально-симметрическое строение с несколькими оболоч­ками или геосферами.

Воздушная оболочка - атмосфера - общей высотой около 1300 километров, имеет, в свою очередь, слоистое строение с диффузными, проникающими друг в друга границами. Ее первый этаж - тропосфера, выше - стратосфера, ионосфера и зона рассеяния.

Водная оболочка - гидросфера - включает моря, океаны, озера, реки, воду в атмосфе­ре и литосфере в жидком, твердом и газообразном состояниях. Распределение неравно­мерное. К северу от экватора почти одинаковая площадь суши и воды, а в южном полу­шарии океаны занимают 90% поверхности.




Литосфера - каменная оболочка Земли или земная кора. Сложена горными породами. Имеет различное строение под океанами и континентами (рисунок 2), под земной корой распо­лагается мантия, а с глубины 2900 км – ядро.

100
Рисунок 2. Схема строения земной коры (по М. В. Муратову, 1975):

1 - вода, 2 - осадочные породы, 3 - базальтовый слой, 4 - мантия Земли, 5 - участки мантии с по­ниженной плотностью, 6 - участки мантии с повышенной плотностью, 7 - гранитометаморфический слой, 8 - глубинные разломы, 9 - вулканические конусы, магматические очаги и каналы.

Биосфера - сфера жизни во всех геосферах Земли. При загрязнении техногенными выбросами переходит в состояние, непригодное для жизни - неосферу.

Между геосферами существует природные и техногенные связи. Идет непрерывный обмен веществом и энергией, рождаются геологические процессы внутренней и внешней динамики Земли. Инженерная деятельность человека может ускорить или замедлить раз­витие опасных геологических процессов, что приводит к нарушению природного равнове­сия геологической среды.



Геологической средой называют верхнюю часть земной коры - литосферу, где проте­кает инженерная и хозяйственная деятельность человека: шахты, карьеры, фундаменты, скважины на воду, нефть, газ и т. п., определяют ее мощность.

Среди многочисленных гипотез происхождения Солнечной системы и планеты Земля наиболее разработанными в настоящее время являются метеоритная гипотеза О. Ю. Шмидта и космогенная гипотеза В. Г. Фесенкова.

Академик О. Ю Шмидт в 1944 году предложил гипотезу происхождения Солнечной системы, согласно которой процесс формирования планет и их спутников происходил из первичного метеоритного вещества, захваченного притяжением Солнца, под влиянием гравитационного поля которого произошло перераспределение метеоритного вещества с образованием Солнечной системы.

По гипотезе В. Г. Фесенкова (1960 г.) Солнце и планеты образовались в результате сгущения одной из гигантских туманностей в космосе. Затем вначале сформировалось Солнце, а затем в процессе его эволюции возникли планеты Солнечной системы.

Изучение космоса, полеты к другим планетам, к Луне дают много новых факторов для практической проверки гипотез и их дальнейшего развития и совершенствования, т. к. ни одна из них в настоящее время не дает полного ответа на вопросы происхождения Сол­нечной системы и планеты Земля.

1.3. Геологическое время и возраст горных пород.

Земная кора формировалась длительное время, постепенно, неодинаково в разные от­резки времени; разнообразных физико-географических условиях На отдельных участ­ках происходило накопление осадков, затем их смятие в складки или разрывные (дислокационные) блоки при горообразовательных процессах; затем наступали периоды разрушения гор, перенос материала и накопления его в новых местах на суше или в океанах, которые то занимали большие площади, то отступали от береговой линии, оставляя на суше мощные толщи морских отложений - известняков, мергелей, конгломератов и др.

Для воссоздания истории развития определенной территории, составления геологических карт и разрезов, необходимо знать возраст пород, слагающих тот или иной участок земной коры.

Различают два вида возраста горных пород:



- абсолютный, выраженный в годах (млн. лет). Для этого используется процесс ра­диоактивных превращений в направлении образования одних химических элемен­тов из других. Наиболее часто используют разработанные методы: свинцовый, стронциевый, аргоновый и углеродный.

- относительный - возраст рассматривается для одной горной породы относитель­но другой, моложе или старше ее по времени образования. Используют следую­щие методы:

а) стратиграфический - описывает последовательность залегания пород в порядке их образования. Применим при ненарушенном залегании пород, когда каждая вышележащая порода моложе нижележащей по времени образования.

б) палеонтологический - применим при наличии в осадках окаменелостей - остатков живых организмов, захороненных в слоях. Органическая жизнь на Земле развивалась от более простых форм к более сложным. Поэтому более древние слои будут содержать ока­менелости более простых организмов. Изучается наукой историческая геология.

На основании общепринятых международных единиц стратиграфии и относительной геохронологии создана сводная шкала геологического времени - геохронологическая таб­лица, где каждому отрезку времени соответствует свой комплекс образовавшихся в это время пород (таблица. 1).




Каталог: media
media -> Руководство по применению Миостимуляция Мануальный миостимулятор abgymnic поможет вам избавиться от множества самых различных проблем
media -> 1. Об указании условия об ответственности страховщика в госконтракте на осаго
media -> Методические рекомендации по организации первоочередного жизнеобеспечения населения в чрезвычайных ситуациях и работы пунктов временного
media -> Рекомендуемая индивидуальная программа социального обслуживания граждан пожилого возраста, частично или полностью утратившая способность к самообслуживанию, одиноко проживающих супружеских пар
media -> Пособие пользователя аварийной сигнализацией g 10 A


Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6




База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2022
обратиться к администрации

    Главная страница