Шпаргалка по "Инженерная геология"

Строительные свойства магматических пород высокие. Это объясняется их минеральным составом и жесткими кристаллиза­ционными связями в структурах. Наибольшей прочностью отли­чаются мелко- и равномерно-зернистые структуры. При оценке качества следует отдавать предпочтение массив­ной текстуре. Полосчатое сложение и отдельности облегчают раз­работку, но в целом снижают качество породы. Трещиноватость пород сокращает количество выпускаемой каменной продукции, обусловливает фильтрацию подземных вод.

11. Осадочные горные породы - происхождение, состав, строение, особенности залегания в земной коре, физические свойства и применение.

Осадочные – породы подвергаются выветриванию, т.е. разрушительному воздействию воды, колебаний температур и т.д. По генезису (происхождению) осадочный горные породы делятся на 3 класса: обломочные; химического происхождения (хемогенные); органогенные, возникшие в результате жизнедеятельности организмов. Также бывают смешанные. Осадочные породы залегают: 1) Слоями. 2) Пластами - при большой площади распространения. 3) В виде линз - незначительные по площади распространения слои, которые имеют значительную мощность и выклиниваются со всех сторон. 4) В виде клина – слой, который вклинивается с одной стороны. 5) Карман – скопление осадочных пород в местах понижения рельефа.

Залегание слоев может быть нормальным (слои параллельно горизонту) или дислоцированным (измененное первоначальное залегание горных пород, наклонно к линии горизонта или, могут быть собраны в складки).

Применение: 1) Гипс - широко применяется в строительстве как штукатурный материал и лёгкий строительный камень; гипс в виде алебастра применяется для изготовления скульптур; при использовании в качестве оснований инженерных сооружений опасен, так как растворяется подземными водами с образованием пустот и пещер (карстовые процессы и явления). 2) Известняк - является ценным строительным материалом; прочные известняки используются как строительный камень в гражданском строительстве и как щебень в дорожном строительстве; известковый туф (травертин) используется в качестве теплоизоляционного, отделочного, декоративного материала; известняк используется в больших количествах как сырьё для получения цемента и строительной извести; при использовании в качестве основания и как среды при строительстве инженерных сооружений очень опасен, так как растворяется подземными водами с образованием каверн, пустот и пещер.

12. Метаморфические горные породы - происхождение, состав, строение, особенности залегания в земной коре, физические свойства и применение.

Метаморфические горные породы - породы, образованные в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород вследствие изменения физико-химических условий. Благодаря движениям земной коры, осадочные горные породы и магматические горные породы подвергаются воздействию высокой температуры, большого давления и различных газовых и водных растворов, при этом они начинают изменяться.

Формы залегания метаморфических пород: Так как исходным материалом метаморфических горных пород являются осадочные и магматические породы, их формы залегания должны совпадать с формами залегания этих пород. Так на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических - форма интрузии или покровов. Этим иногда пользуются, чтобы определить их происхождение. Так, если метаморфическая порода происходит от осадочной, ей дают приставку пара- (например, парагнейсы), а если она образовалась за счёт магматической породы, то ставится приставка орто- (например, ортогнейсы).

Классификация метаморфических пород основана на структурных признаках и минеральном составе. Среди них выделяют по­роды: массивные (зернистые) - кварцит, мрамор; сланцеватые - гнейс и кристаллические сланцы различного минерального состава.

В процессе движений земной коры метаморфические породы могут быть выведены на дневную поверхность и служить объектом строительной деятельности человека. Они являются хорошим скальным основанием для зданий и сооружений. При строительстве подземных сооружений сланцеватость оказывает неблагоприятное действие, так как по плоскостям сланцеватости возможны обвалы, особенно кровли горизонтальных подземных выработок. Породы чаще всего бывают трещиноватыми.

13. Возраст горных пород, хронология геологической истории развития земной коры, геохронологическая шкала и ее стратиграфические подразделения, зависимость свойств горных пород от возраста.

Установление возраста горных пород необходимо для оценки их свойств и определения положения среди других пород. Различают абсолютный и относительный возраст горных пород. Абсолютный возраст - это продолжительность существования («жизни») породы, выраженная в годах. Для его определения применяют методы, основанные на использовании процессов радио­активных превращений, которые имеют место в некоторых хими­ческих элементах (уран, калий, рубидий и др.), входящих в состав пород.

Относительный возраст позволяет определять возраст пород относительно друг друга, т. е. устанавливать, какие породы древнее, какие моложе. Для установления относительного возраста ис­пользуют два метода: стратиграфический и палеонтологический.

Стратиграфический метод применяют для толщ, с ненару­шенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают, что нижележащие слои (породы) являются более древними, чем вышележащие.

Палеонтологический метод позволяет определять возраст оса­дочных пород по отношению друг к другу независимо от харак­тера залегания слоев и сопоставлять возраст пород, залегающих на различных участках. В основу метода положена история раз­вития органической жизни на Земле. Животные и растительные организмы развивались постепенно, последовательно. Остатки вымерших организмов захоронялись в тех осадках, которые на­капливались в тот отрезок времени, когда они жили. Зная последовательность и период жизни вымерших организ­мов, по их остаткам можно определить относительный возраст слоев осадочных пород. Все геологическое время разделили на отрезки. Так была создана геохронологическая шкала. Самый длительный отрезок времени — эон. Толщу, образован­ную за это время из слоев пород, называют эонотемой. Самый ко­роткий отрезок - век. Толщу, образующуюся в течение века, назы­вают ярусом.

14. Понятие о геологических и инженерно-геологических процессах и явлениях.

Природным геологическим процессам, которые являются результатом геоло­гической работы воды, льда, организмов, ветра, гравитации, рас­смотрены также другие геологические процессы, которые приня­то называть инженерно-геологическими, так как они связаны в основном с инженерной деятельностью человека (просадочные явления под зданиями и сооружениями, сдвижение горных пород над подземными выработками).

Инженерная геология изучает все геологические процессы (эрозию, оползни, карст - нарушение целостности массивов растворимых горных пород под воздействием вод, обвалы), которые могут оказывать то или иное влияние на инженерные сооружения (на выбор конструкции и места расположения сооружения, выбор способов производства работ) и, в свою очередь, как эти инженерные сооружения повлияют на существующую природную геологическую обстановку. Для предотвращения неблагоприятного воздействия инж-геол. процессы на терр. и сооружения проводят инж., лесомелиоративные - путем создания защитных лесных насаждений и др. мероприятия, осуществляют режимные наблюдения за развитием процессов, составляют и уточняют прогнозы, оповещают о степени опасности для принятия неотложных мер, исключающих катастрофич. последствия.

15. Процессы внутренней динамики земли и явления с ними связанные.

Движения земной коры подразделяются на 2 типа: тектонические – движения, вызывающие изменение залегания гео­логических тел, и сейсмические – движения, которые проявля­ются в виде упругих колебаний земной коры.

Тектонические подразделяются на: 1) Колебательные, выражающиеся в медленных поднятиях и опусканиях отдельных участков земной коры и приводящие к об­разованию крупных поднятий и прогибов; 2) Складчатые, обусловливающие смятие горизонтальных слоев земной коры в складки; 3) Разрывные, приводящие к разрывам слоев и массивов горных пород, сме­щение происходит по плоскости разрыва, которая проявляется в виде трещины.

К сейсмическим явлениям относятся: землетрясения, моретрясения, вулканизм.

1) Землетрясения - подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях.

2) Моретрясение - землетрясение с эпицентром на дне моря или океана. Моретрясение сопровождается образованием на поверхности моря гравитационных волн (цунами).

3) Вулканизм - это процесс прорыва магмы из глубин земной коры на поверхность земли.

16. Эндогенный процесс - магматизм, типы магматизма, условия проявления.

Из магматического очага магма движется к поверхности Земли. При этом ее внутреннее давление и температура понижаются, начинается процесс кристаллизации и переход из жидкого в твердое состояние. Образуются магматические горные породы. Это общая схема магматического процесса. В свою очередь в нем выделяют два типа (или две ветви).

I. Интрузивный магматизм - процесс внедрения магмы в вышележащие толщи и ее кристаллизация в земной коре не достигая поверхности на разных глубинах. Для этого процесса характерно медленное снижение температуры и давления, кристаллизация в замкнутом пространстве. Магматические породы состоят из полностью раскристаллизованных зернистых агрегатов породообразующих минералов. Такие магматические породы называются интрузивными.

II. Эффузивный магматизм или вулканизм - процесс проникновения магмы в земную кору и выход ее в жидком расплавленном состоянии на поверхность Земли. При этом , происходит резкое снижение t и P в расплаве и от него отделяются растворенные газы. И уже такой расплав называют лавой. При резком снижении t и Р происходит быстрое остывание лавы и переход ее в твердое состояние. При этом кристаллизоваться успевают немногие минералы и образуются породы неполнокристаллические - эффузивные.

17. Эндогенный процесс - геотектоника, ее выражение в рельефе и составе геологических слоев.

Геотектоника – наука о структуре,  движениях, деформации и развитии земной коры и верхней мантии, в связи с развитием Земли в целом. Структура геотектоники – неоднородность в распределении и в условиях залегания горных пород разного состава. Тектонические движения – механические перемещения отдельных участков или блоков земной коры и верхней мантии. Тектонические движения сопровождаются изменениями в залегании и внутреннем строении горных пород и деформациями. Деформации вызывают нарушения в первичном залегании горных пород, которые называются дислокациями

Задачи, решаемые геотектоникой: 1) Исследование форм залегания горных пород; 2) Изучение истории наблюдаемых структурных форм; 3) Выяснение закономерностей в последовательности и сочетаниях структурообразующих процессов в их распределении в пространстве; 4) Исследование глубинных причин образования и развития структурных форм.

18. Дислокационные нарушения в геологических массивах, их влияние на устойчивость сооружений.

Тектонические дислокации – это нарушение залегания горных пород под действием тектонических процессов. Различают 2 вида тектонических дислокаций: пликативные, которые выражаются в изгибах слоев различных масштабов и формы; и дизъюнктивные (разрывные), которые сопровождаются разрывом сплошности геологических тел. С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость. Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей.

19. Сейсмические процессы, землетрясения их генетическая природа, инженерная оценка землетрясений, сейсмическое районирование.

Землетрясения - подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами), или (иногда) искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушение подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызываться также подъёмом лавы при вулканических извержениях. Очаг зарождения сейсми­ческих волн называют гипоцентром. Непосредственно над гипоцентром на поверхности земли рас­полагается эпицентр. На этом участке сотрясение поверхности происходит в первую очередь и с наибольшей силой. От гипоцентра во все стороны расходятся сейсмические волны, по своей природе являющиеся упругими колебаниями. Различают продольные и поперечные сейсмические волны. На поверхности земли от эпицентра во все стороны расходятся волны особого рода - поверхностные, являющиеся по своей при­роде волнами тяжести. Скорость их рас­пространения более низкая, чем у поперечных, но они оказывают на сооружения не менее пагубное влияние. За землетрясениями ведут посто­янные наблюдения при помощи специальных приборов - сей­смографов. В Рос­сии используется 12-балльная шкала.