Инженерная геология

Содержание:

1.  Объясните значение инженерной геологии для строительства железных дорог и их эксплуатации……………………………………………………………………………………..1

2. Описание минерала  мусковит и породы сиенит-порфир, супесь, мел…………………….5

3. Основные физико-механические  свойства горных пород, необходимых для проектирования и строительства. Условия образования и строительные свойства техногенных грунтовых отложений…………………………………………………………….9

4.  Перечислите методы определения абсолютного и относительного возраста пород. Назовите эры и периоды геологической истории Земли…………………………………….14

5.  Опишите сущность процессов внутренней динамики Земли (эндогенных процессов). Приведите схемы нарушений форм залегания пород (ступенчатый сброс и надвиг). Покажите зависимость силы землетрясения от состава пород……………………………...17

6. Описать сущность  внешней динамики Земли (экзогенных  процессов). Описать процесс просадки  лёссов и обвала, и возможные  защитные мероприятия…………………………..21

7.  Приведите классификацию подземных вод. Опишите разные фазовые состояния воды в породах, а также условия залегания и движения подземных вод(парообразная и межпластовая безнапорная)…………………………………………………………………....25

8.  Сформулируйте основной закон фильтрации подземных вод. Опишите методы определения коэффициента фильтрации и расхода плоского потока подземных вод. Назовите требования к питьевой воде. Объясните причины агрессивности воды к бетону и металлу…………………………………………………………………………………………..27

9. Описать методы  инженерно-геологические исследования. (Определение прочности пород, определение газопроницаемости пород)……………………………………………...32

Список литературы……………………………………………………………………………..40 
 

1.  Объясните значение инженерной геологии для строительства железных дорог и их эксплуатации.

Инженерная  геология является одной из геологических дисциплин. Она разрабатывает широкий круг научных и практических проблем, решает многие задачи, возникающие при проектировании, строительстве сооружений (тоннелей, плотин, мостов, дорог и различных промышленных и гражданских зданий) и при проведении инженерных работ по улучшению территорий (осушение, борьба с оползнями, карстом и другими геологическими явлениями).

Инженерная геология включает следующие основные разделы: инженерную петрологию, инженерную геодинамику  и специальную инженерную геологию.

 Инженерная петрология изучает состав, строение, физико-механические свойства горных пород. В задачу инженерной петрологии входит также прогноз изменения свойств пород под влиянием возводимых сооружений.

Инженерная  геодинамика изучает геологические процессы, как природные, так и возникающие под воздействием сооружений, влияющие на устойчивость и эксплуатацию сооружений, и разрабатывает защитные мероприятия.

Специальная инженерная геология изучает условия строительства гражданских, дорожных, гидротехнических и подземных сооружений в различных геологических условиях.

Возникновение инженерной геологии и ее развитие на первых этапах были связаны со строительством, когда строители изучали горные породы как основание, среду и  материал для различных сооружений. Началом же научных исследований инженерно-геологического плана следует считать первые десятилетия XIX века. Строительство путей сообщения, заводов, фабрик, плотин и других сооружений требовало обеспечения их надежности. В этом большую роль сыграли первые русские инженеры путей сообщения, воспитанники и профессора старейшего вуза страны — Института корпуса инженеров путей сообщения, ныне Петербургского государственного университета путей сообщения (ПГУПС), основанного в 1810 г.

Уже в первые годы работы института в нем изучался курс минералогии и геологии. Можно считать, что зарождение инженерной геологии в приложении к строительству путей сообщения в России относится к началу XIX века и первые работы в этой области принадлежат перу инженеров путей сообщения. Выполнение геологических исследований для целей железнодорожного строительства в России относится к 1842 г. — началу постройки первой железной дороги нормальной колеи. В этой связи строители начали уделять горным породам большое внимание. Растущие масштабы строительных работ требовали привлечения геологов к изысканиям под строительство. Поэтому уже в начале XX века геологи начали привлекаться к решению вопросов, связанных со строительством железных дорог. Среди геологов в этой работе принимали активное участие: И.В. Мушкетов, В.А. Обручев, А.В. Львов, Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, А.П. Павлов и др. Они работали как эксперты и изыскатели на различных стройках, проводили исследования с целью изучения оползней, карста, обвалов, вечной мерзлоты на железных дорогах. По результатам обследования объектов появилась литература, касающаяся условий проведения железнодорожных линий.

Известно, что  всякое инженерное сооружение должно быть возведено с наименьшими  затратами рабочей силы, материалов я времени. Одновременно оно должно обладать высокой прочностью и устойчивостью. Иногда возводимые сооружения вызывают возникновение новых природных геологических процессов и изменение существующих. Поэтому оценка природных условий района строительства является важнейшим условием его успешности. Чтобы обезопасить сооружение от деформации и разрушения в каждом случае следует определить возможность появления процессов, которые могут непредсказуемо проявиться впоследствии. При этом опасны не столько неблагоприятные геологические условия, сколько их недостаточное знание. Поэтому при возведении сооружений необходимо проведение тщательных и весьма детальных инженерно-геологических изысканий, которые бы позволили вскрыть всю сложность геологического строения и предупредить проектировщиков от ошибок и недоучета геологических особенностей и физико-механических свойств горных пород в местах постройки, а также предусмотреть необходимые профилактические мероприятия, предохраняющие сооружения от различных деформаций и обеспечить их нормальную эксплуатацию.

Проведение инженерно-геологических изысканий при изучении районов строительства дает возможность при проектировании сооружений учесть все природные особенности места строительства и выбрать наиболее благоприятные участки. Для организации инженерно-геологических изысканий и последующего инженерно-геологического заключения следует получить ясное представление о геологическом строении местности, т.е. стратиграфии, тектонике, литологии, физико-геологических процессах, получивших развитие в данном районе. Правильно установленная стратиграфия определяет положение горных пород, обладающих различными физико-механическими свойствами, и тем самым является необходимой для оценки условий размещения сооружения. Роль тектоники в оценке инженерно-геологических условий места возведения сооружения очень велика. Тектонические нарушения горных пород создают иногда настолько трудные условия для строительства, что приходится искать мероприятия, позволяющие с безопасностью возводить сооружение, или определять другое место для его возведения.

Сложные формы  залегания пород вызывают чрезвычайную изменчивость инженерно-геологических  условий. Весьма значительна роль гидрогеологических особенностей в инженерно-геологических  работах.

Инженерно-геологические  изыскания выполняются при составлении проекта любого инженерного сооружения или хозяйственного использования территории. Материалы изысканий служат обоснованием проекта, поэтому в них освещаются геологические условия и оцениваются все факторы, влияющие на выбор места расположения сооружения, условия его строительства, эксплуатации и реконструкции.

Основными задачами инженерной геологии являются:

·  изучение горных пород как грунтов основания, среды для размещения сооружений и строительного материала для различных сооружений;

·  изучение геологических процессов, влияющих на инженерную оценку территории, выяснение причин, обусловливающих возникновение и развитие процессов;

·  разработка мероприятий по обеспечению устойчивости сооружений и защите их от вредного влияния различных геологических явлений.

При изучении геологических  процессов обычно используют все  основные методы геологии и эти исследования должны обязательно завершаться  количественной оценкой и прогнозом. Поэтому в учебнике уделяется  особое внимание использованию количественных показателей и методам их расчета.

В инженерной геологии известна следующая классификация  геологических процессов, вызываемых эндогенными (глубинными), экзогенными (поверхностными) и инженерно-геологическими факторами, предложенная Ф.П. Саваренским (1941) и И.В. Поповым (1951) (табл.). 

Таблица. Классификация  геологических процессов

Как следует  из табл., геологические процессы, происходящие на Земле, обусловлены эндогенными силами, особенностями рельефа, физико-географическими условиями: климатическими, сезонными, составом горных пород, их  выветриваемостью, структурой скальных пород и "провоцирующей" к нарушению природного равновесия деятельностью человека. 
 
 
 

2. Описание  минерала мусковит и  породы сиенит-порфир, супесь, мел.

Мусковит - минерал из группы слюд, химический состав KAl2(AlSi3O10)·(OH)2. Кристаллы таблитчатые моноклинной системы. Спайность по базису весьма совершенная. Мусковит легко расщепляется на тончайшие листочки, что обусловливается его кристаллической структурой, сложенной 3-слойными пакетами из 2 листов кремне - и алюмокислородных тетраэдров, соединённых через слой, составленный из октаэдров, в центре которых расположены ионы Al, окруженные 4 ионами кислорода и 2 группами OH; 1/3 октаэдров не заполнена ионами Al. Пакеты соединены между собой ионами калия. Твёрдость по минералогической шкале 2,5-3; плотность 2760-3100 кг/м3. Мусковит обычно бесцветен, реже светло-бурого, бледно-зелёного и др. цветов; блеск стеклянный, на плоскостях спайности - перламутровый и серебристый. Скрыто-чешуйчатые массы с шелковистым блеском называются Серицитом. Широко распространён; является составной частью магматогенных, а также метаморфических пород: гранитов и гранитных пегматитов, сиенитов, грейзенов, кристаллических сланцев, гнейсов. В пегматитовых жилах встречается в виде крупных кристаллов и скоплений до 1-2 м в поперечнике, имеющих промышленное значение. Наиболее важное практическое свойство мусковита заключается в его высоких электроизоляционных качествах. В промышленности мусковит применяется в виде листовой слюды (для изоляторов, конденсаторов, телефонов и т. п.), слюдяного порошка (при изготовлении кровельного толя, слюдяного картона, огнеупорных красок и пр.) и слюдяного фабриката (для электроизоляционных прокладок в электроприборах). Месторождения в России - на Кольском полуострове и в Восточной Сибири (Мамское, Канское); за рубежом - в Индии, в Малагасийской Республике, Канаде, США, Бразилии.

Сингония: Моноклинная

Состав (формула): KAl₂(Si₃Al)O₁₀(OH)₂

Цвет: Белый, светло-коричневый, зеленоватый, желтоватый, розоватый, зелёный (фуксит), серый

Цвет черты (цвет в порошке): Белый