СОДЕРЖАНИЕ
В процессе инженерно-геологических исследований собирают сведения о физико-географической обстановке, климате, растительности, животном мире, об опыте строительства и эксплуатации сооружений, экономике и т. д. Эти данные о свойствах сред, внешних по отношению к геологической (атмосферы, поверхностной гидросферы, биосферы искусственной среды), являются результатами исследований других наук. Инженерам-геологам они необходимы для оценки набора, характера и интенсивности взаимодействий других сред — систем с изучаемой литосистемой. Кроме того, они нередко используются для оценки свойств геологической среды (например, метод ландшафтных индикаторов при проведении среднемасштабной инженерно-геологической съемки). Взаимодействия геологической среды с другими средами проявляются в форме экзогенных геологических процессов. Для изучения процессов нужно знать, где, как, с какой интенсивностью и какие входы литосистемы взаимодействуют с элементами других систем. Знание набора взаимодействий, интенсивности и вклада каждого взаимодействия, характера и скорости изменения отношений, свойств и структуры геологической среды, обусловленных взаимодействиями с другими средами, дает надежную основу для понимания экзогенных геологических процессов и их количественного прогноза. Данные о свойствах других сред используются также для решения ряда вопросов, возникающих при планировании и проектировании сооружений (например, обоснование возможности и целесообразности строительства сооружений на данной территории с учетом экологического, экономического и других критериев эффективности). В процессе геологических работ (или исследований) изучают инженерно-геологические условия некоторой территории.
Для инженерной геологии важнейшее значение имеет гидрогеологическое строение верхней части геологической среды, включающей первый от поверхности водоносный горизонт и приповерхностные слои горных пород, обводняемые в результате строительства. В процессе инженерно-геологических исследований помимо гидрогеологического строения изучают и гидродинамические свойства литосферы: направление и скорость движения подземных вод, области питания, транзита и разгрузки, связи водоносных горизонтов. Кроме того, изучают состав, состояние и свойства подземных вод и их взаимодействия с горными породами и сооружениями.
Инженерно-геологическую оценку некоторой территории, а точнее, некоторой области литосферы внутри границ этой территории производят на всех этапах инженерно-геологических исследований. Оценку дают при составлении проекта инженерно-геологических исследований, во время проведения полевых работ, в процессе камеральной обработки полученной инженерно-геологической информации и составления, отчетных инженерно-геологических документов. Для оценки инженерно-геологических условий осуществления хозяйственной деятельности используют информацию о структуре и свойствах геологической среды и процессах ее движения, об экзогенных геологических, в том числе инженерно-геологических, процессах.
| Минерал | Класс | Химический состав | Происхождение | Цвет | Блеск | Твердость | Спайность | Излом | Реакция с HCl | Формы нахождения в природе | Породы | |||||||||
| БИОТИТ | Слое-вые сили-каты | Магма-тич. | Чер-ный | Стеклян-ныйМетал-ловид-ный | 2,5 -3 | весьма соверше-нная по базису | нет | нет | Таблет-чатые кристаллы, листоватые агрегаты | Гранит, диорит | ||||||||||
| Порода | Тип и группа по происхождению | Минералогический состав | Структура | Текстура | Окраска | Устойчивость к выветриванию | Реакция с HCl | Форма залегания | Применение в промышленности и строительстве | |||||||||||
| МЕРГЕЛЬ | Осадочная | Глина, карбонаты | Плотная | Скрытокристаллическая | Светлая | Не устойчив | есть | Слои | Широко | |||||||||||
| ПЕСЧАНИК | Осадочная. | Кварц, минеральные зерна | Обломочная, сцементированная | Зернистая | Светлая | устойчив | нет | Пласты | Широко в строительстве | |||||||||||
| ГЛИНИСТЫЙ СЛАНЕЦ | Метаморфическая. | Глина, биотит, мусковит | Сланцевая | Плотная, массивная | Темная, серая, зеленоватая | Не устойчив | нет | Слои | Применяется | |||||||||||
Для проектирования и строительства необходимо знание о следующих свойствах горных пород:
Минеральный состав горных пород: породообразующие минералы, количество минералов в породе, их свойства, состав.
Агрегатное состояние - минералы пород могут находиться не только в кристаллическом и аморфном состоянии, но и в коллоидном (глинистые).
Химический состав пород.
Структуры горных пород.
Текстуры пород.
Трещиноватость характерна для монолитных ОГП (брекчия, известняк, опока), но проявляется в разной степени (известняки всегда сильно трещиноваты; массивы гипса не бывают трещиноватыми).
Прочность горных пород.
Важной характеристикой горных пород является пористость, оказывающая влияние на прочностные и водные свойства (песчаники 10 -15%, ракушечник 30 - 40%, пески 30 - 40%, глины и суглинки 40 - 50%, ил 70 -80%);
Способность к доуплотнению характерна для песчаных пород, которые чутко реагируют на вибрацию (землетрясение, работа механизмов и т.п.); глинистые породы способны впитывать воду, набухать, увеличиваясь в объёме при замачивании. Это явление может привести даже к деформациям сооружений. Не менее опасно и уплотнение глинистых пород при высыхании, когда они уменьшаются в объёме, что также может привести к неравномерной осадке сооружения (например, Пизанская башня) и даже к его деформации. ОГП, содержащие глинистые частицы, при увлажнении способны переходить сначала в пластичное состояние, а затем и в текучее.
Водопроницаемость – способность горных пород пропускать через себя (фильтровать) воду может проявляться у горных пород в зависимости от их трещиноватости (известняк), но ещё в большей степени – от их пористости
Химическая активность горных пород выражается в их взаимодействии с 10%-ной соляной кислотой HCl. Осадочные породы, содержащие карбонат кальция, бурно реагируют с кислотой (лёсс, известняк, ракушечник, мел, мергель и обломочные породы, скреплённые карбонатным цементом). Другие породы могут растворяться в кислоте без бурных реакций (гипс и т. п.).
МОРСКИЕ ОТЛОЖЕНИЯ
В морях накапливаются исключительно разнообразные осадки, роль которых в формировании земной коры во все времена была чрезвычайно велика. Материал, растворенный в морских водах, усваивается биосом, который фильтрует воды. Всего полгода требуется для того, чтобы биос профильтровал через себя всю воду Мирового океана.
Накопление осадков в морях контролируется разнообразными факторами, к которым относятся и поступление материала с суши, и климатическая зональность, характер течений, глубина бассейна, соленость, биопродуктивность поверхностных вод и другие. Распределение осадочного материала в современных морях весьма неравномерно. Имеются участки на дне, где мощность отложений нулевая в результате размыва и, вместе с тем, на пассивных окраинах у континентального склона мощность осадков достигает 15 км.
По происхождению различают океанические осадки следующих типов:
1. Терригенные, образующиеся за счет разрушения горных пород суши и последующего их сноса реками в океаны.
2. Биогенные, формирующиеся на океанском дне за счет отмерших организмов, главным образом, их скелетов.
3. Хемогенные, связанные с выпадением из морской воды некоторых химических элементов.