Контрольная работа по геологии

1

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Значение  инженерной геологии для проектирования  и строительства промышленно-гражданских  сооружений и их эксплуатации

2. Описание  минералов и горных пород

3. Определение.  Классификация грунтов

4. Основные  показатели физических свойств грунтов, их единицы измерения

5. Грунтовые  отложения, условия образования  и строительные свойства

6. Методы  определения относительного и  абсолютного возраста пород, эры  и периоды геологической истории  земли.

7. Сущность  эндогенных процессов Земли. Схемы  нарушения форм залегания пород

8. Сущность  экзогенных процессов Земли. Описание  процесса (карст, морозное пучение)

9. Виды воды  в грунтах. Условия залегания  и движении, химический состав и агрессивность по отношению к строительным конструкциям подземных вод. Закон Дарси, коэффициент фильтрации. Трещинные подземные воды

10. Геологические  процессы в грунтах, обусловленные  воздействием подземных вод

Список литературы

 

1. Значение инженерной геологии  для проектирования и строительства  промышленно-гражданских сооружений  и их эксплуатации

ИНЖЕНЕРНАЯ  ГЕОЛОГИЯ, - отрасль геологии, изучающая верхние горизонты земной коры и динамику последней в связи с инженерно-строительной деятельностью человека. Рассматривает состав, структуру, текстуру и свойства горных пород как грунтов; разрабатывает прогнозы тех. процессов и явлений, возникающих при взаимодействии сооружений с природной обстановкой, и пути возможного воздействия на процессы с целью устранения их вредного влияния.

Инженерная  геология зародилась в 19 в. В России первые инженерно-геологические работы были связаны со строительством железных. дорог (1842-1914). В них принимали участие А. П. Карпинский, Ф. Ю. Левинсон-Лес-синг, И. В. Мушкетов, А. П. Павлов, В. А. Обручев и др. Как наука И. г. оформилась в СССР к концу 1930-х гг. в результате исследований, связанных главным образом с гидротехническим строительством. В её развитии большая роль принадлежит Ф. П. Саваренскому, И. В. Попову, Н. Н. Маслову, В. А. Приклонскому, М. П. Семёнову и др.

Сколь велико значение инженерно-геологических  изысканий для строительства  любого по величине и значимости сооружения, проектировщикам и строителям известно не понаслышке. дороже становится дом, возведенный на недостаточно исследованном участке. Ведь под зданием могут оказаться подземные воды, торф, просадочные грунты В результате - “кривые” стены, трещины, сырость и плесень в подвалах и прочее, что приносит определенные сложности при эксплуатации зданий. Вода способствует растворяемости различных химических соединений, в том числе и агрессивных, что приводит к неблагоприятному воздействию на цементный раствор, каменную кладку, бетон. И хотя процесс разрушения фундамента незаметен, его последствия ощутимо сказываются на здании: нарушается целостность несущих конструкций, плесень и грибок проникают через подвал на верхние этажи и “заражают” в конце концов весь дом. Дверные коробки и оконные рамы деформируются, что становится причиной появления щелей и зазоров, через которые дом начинает ускоренно терять тепло. Паркет или любое другое напольное покрытие под воздействием сырости коробится. Ремонт становится неотвратимым. А он влечет новые затраты, причем без гарантии, что восстановительные процессы не придется повторять снова и снова. И в этом вины строителей как таковых нет, первопричины кроются в некачественной или несвоевременной оценке инженерно-геологических условий стройплощадки

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ  ИЗЫСКАНИЯИ для строительства обеспечивают комплексное изучение природных и техногенных условий территории (региона, района, площадки, участка, трассы) объектов строительства, составление прогнозов взаимодействия этих объектов с окружающей средой, обоснование их инженерной защиты и безопасных условий жизни населения. На основе материалов инженерных изысканий для строительства осуществляется разработка предпроектной документации, в том числе градостроительной документации и обоснований инвестиций в строительство, проектов и рабочей документации строительства предприятий, зданий и сооружений, включая расширение, реконструкцию, техническое перевооружение, эксплуатацию и ликвидацию объектов, ведение государственных кадастров и информационных систем поселений, а также рекомендаций для принятия экономически, технически, социально и экологически обоснованных проектных решений.

ТОПОГРАФО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ  ИЗЫСКАНИЯ Наличие материалов инженерно-геологических и геодезических изысканий на площадке проектируемого дома позволяет избежать многих ошибок проектирования, строения и прокладки наружных инженерных систем: правильно расположить все строения на отведенном участке, вспомогательные помещения внутри коттеджа, которые требуют подачи воды и отвода хозфекальных стоков, организовать отвод поверхностных вод с учетом рельефа местности.

При обустройстве автономного источника водоснабжения (колодец или скважина) и местных  очистных сооружений без инженерно-геодезических  и гидрогеологических изысканий  просто нельзя обойтись. Изыскания  проводят для определения несущих  характеристик грунтов, состава  и уровня грунтовых вод. Характер грунта на участке диктует конструктивное устройство фундамента, возможность  устройства подвала, способ прокладки  коммуникаций, тип очистных сооружений и в целом влияет на экономичность  строительства.

Геологические работы включают:

· - бурение;

· - отбор  проб грунта и воды (на постройку  здания - от 2 до 6 скважин различной  глубины в зависимости от габаритов  здания и состава грунтов);

 

- лабораторные испытания; · - составление отчета с  рекомендациями по типу фундаментов, способам прокладки коммуникаций и мероприятиям по их защите. При исследовании грунта учитываются  следующие основные показатели: - пучинистость, то ест сила, с которой грунт при воздействии отрицательных температур будет выталкивать из себя фундамент, трубы и заглубленные очистные сооружения. На основе полученных данных прогнозируют допустимую деформацию инженерных сооружений и, соответственно, выбирают материалы, способы строительства и обустройства систем; - водонасыщенность, то есть уровень грунтовых вод. Знание этого показателя помогает, во-первых, определить глубину будущего колодца или частной скважины и, во-вторых, позволяет прогнозировать устойчивость строения и проложенных коммуникаций; - агрессивность высокостоящих грунтовых вод: в случае высокой концентрации некоторых химических соединений приходится использовать специальные марки бетона и думать о специальной защите труб и кабелей. неразумно строить или реконструировать сооружение, не зная точно геологического строения участка (на каких грунтах будет монтироваться фундамент, физико-механических характеристик и несущей способности грунтов под нагрузкой, их коррозионной активности, режима подземных вод и т.д. и т.п.), а следовательно - какую выбрать конструкцию и глубину заложения фундамента. Одни и те же грунты ведут себя по разному в результате обводнения или промерзания, серьезно меняют свои прочностные характеристики в результате разрушения их природной структуры и влажности. Строительные  нормы и правила устанавливают основные положения по определению опасных природных воздействий, вызывающих проявления и (или) активизацию природных процессов, учитываемых при разработке предпроектной документации (обосновании инвестиций в строительство объектов, схем и проектов районной планировки, генеральных планов городов, поселков и сельских поселений и другой документации), технико-экономических обоснований и рабочей документации на строительство зданий и сооружений, а также схем (проектов) их инженерной защиты В настоящих нормах и правилах использованы ссылки на следующие нормативные  документы: СНиП 10-01-94 “Система нормативных документов в строительстве Основные положения” СНиП 11-01-95 “Инструкция о порядке разработки, согласования, утверждения и составе проектной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений.” СНиП 1.02.07-87 “Инженерные изыскания для строительства”. СНиП 2.01.01-82 “Строительная климатология и геофизика”. СНиП 2.01.15-90 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования”. СНиП 2.06.15-85 “Инженерная защита территорий от затопления и подтопления”. СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах”. При проектировании, строительстве  и эксплуатации зданий и сооружений, а также при проектировании их инженерной защиты необходимо выявлять геофизические воздействия, вызывающие проявления и (или) активизацию опасных  природных (геологических, гидрометеорологических и др.) процессов. Оценка опасности возникновения  геофизических воздействий в  литосфере, гидросфере и атмосфере  должна проводиться на основе использования  опубликованных и фондовых данных о  состоянии природной среды, материалов комплексных инженерных изысканий, включающих прогноз взаимодействия проектируемых объектов с окружающей средой, и исходных данных для разработки предпроектной и проектной документации в соответствии с требованиями СНиП 11-01--95, СНиП II-7-81* и СНиП 2.0.01-82. При выявлении опасных  геофизических воздействий и  их влияния на строительство зданий и сооружений следует учитывать  категории оценки сложности природных  условий. Для прогноза опасных природных  воздействий следует применять  структурно-геоморфологические, геологические, геофизические, сейсмологические, инженерно-геологические  и гидрогеологические, инженерно-экологические, инженерно-геодезические методы исследования, а также их комплексирование с  учетом сложности природной и  природнотехногенной обстановки территории Уже на стадии выбора строительной площадки необходимы самые детальные  изыскания. ведь только на основе полной картины геологического строения площадки и физико-механических свойств грунтов можно возвести объект без перерасхода бетона и гидроизоляционных материалов, качественно рассчитать конструкцию фундамента и гидроизоляции с учетом всех негативных факторов, способствуя тем самым сокращению сроков и стоимости строительства. Но никак не наоборот -- сэкономив на инженерно-геологических изысканиях, требовать от проектировщиков удешевления стоимости строительства. Недостаточное изучение инженерно-геологических  условий, а иногда игнорирование  их при проектировании и строительстве  нередко приводят к еще более  грозным последствиям -- авариям и разрушению сооружений. То, что они должны предшествовать проектным работам, -- аксиома. Только тогда заказчик может быть уверен в том, что построенное здание окажется жестким, недеформируемым и неподтопляемым.

2. Описание минералов  и горных пород

Ортоклаз-(от греч. orthos - прямой и klasis - ломка, раскалывание), породообразующий минерал из группы полевых шпатов, Химический состав K [AlSi3O8]. В качестве примеси содержит Na (до 8% Na2O), реже Ва и в небольших количествах Fe, Са, Rb, Cs и пр. Кристаллизуется в моноклинной системе. Кристаллы призматической формы. Характерны разнообразные двойники адуляр, лунный камень, обыкновенный полевой шпат ,санидин (стекловатый полев. шпат), Спайность совершенна, под углом 90° (отсюда и название), чем отличается от микроклина. Цвет светло-розовый, буровато-жёлтый, иногда красный; блеск стеклянный. Твердость по минералогической шкале 6-6,5; плотность 2550-2580 кг/м3. О. - один из важнейших породообразующих минералов магматических горных пород; скопления крупных кристаллов О. характерны для пегматитовых жил. Часто образуется в процессе регионального и контактного метаморфизма. При выветривании ортоклаз превращается в каолин, в калиеву слюду, иногда эпидот. Места залегания Эйфель, Пантеллерия, Монте-Сомма, Албанские горы. Используется в качестве сырья в стекольной и керамической промышленности.

Мергель (нем. Mergel, от лат. marga) -осадочная горная порода смешанного глинисто-карбонатного состава: 50 -- 75% карбонат (кальцит, реже доломит), 25 -- 50% -- нерастворимый остаток (SiO2 + R2O3). В зависимости от состава породообразующих карбонатных минералов мергели делятся на известковые и доломитовые. У обычных мергелей в нерастворимом осадке содержание кремнезема превышает количество полуторных окислов не более чем в 4 раза. Мергели с соотношением SiO2 : R2O3> 4 относятся к группе кремнеземистых.

Виды мергелей

Мергель ангитрито-доломитовый -- термин, примененный для сильно ангидритоносных доломитовых мергелей и глинистых ангидрито-доломитов, которые по содержанию глинистого вещества соответствуют мергелям.

Мергель гипсовый -- мергель, содержащий гипс, рассеянный или образующий желвачки, тонкие пропластки.

Мергель гипсово-доломитовый -- то же, что мергель ангидрито-доломитовый, но кальция представлены гипсом, а не ангидритом.

Мергель глинистый -- содержит от 50 до 70% (или от 50 до 75% )глинистых частиц.

Мергель доломитовый -- глинисто-карбонатная осадочная горная порода, в которой карбонатный породообразующий мергеля представен доломитом, составляющим от 50 до /5% всей породы.

Мергель доломитовый  глинистый-- доломитовый мергель, содержат от 50 до 75% глинистого вещества.

Мергель известковый -- глинисто-карбонатная порода, содержит от 50 до 75%СаСО3.Используется в цементной промышленности.

Мергель мелоподобный -- порода, содеращая 10 -- 30% глинистого материала и 35 -- 90% кальцита, представленного мельчайшими скелетами организмов и микрозернистым кальцитом, тонко перемежающихся с глинистыми частицами. Сравнительно мягкая, растирающаяся, обычно светлоокрашенная горная порода.

Мергель пресноводный -- рыхлая, рассыпчатая, порошкообразная  масса углекислого кальция, отложенная в водоемах озерно-болотного типа в результате выпадения [[СаСО3]] из раствора, обогащенная глинистой примесью (свыше 30% ). Применяется для выжига извести и производства цемента. Синонимы: мергель озерный, мергель торфяной.

Мергель руинный-- известковая порода, структура которой напоминает обломочную. В мергеле руинном участки четырехугольной формы, сохраняющие первичный серый цвет породы, окружены пространством, окрашенным окислами железа в красный цвет. Мергель руинный отмечен среди верхнемеловых флишевых отложений Австрии и во флишевых зонах Италии.

Мергель цементный -- естественный известковый мергель, пригодный для производства портландцемента; для этого он подвергается обжигу до спекания. Состав колеблется, особенно изменчиво отношение кремнезема к сумме полуторных окислов (Аl2О3 + Fe2O3). Поэтому при приготовлении шихты для цементного клинкера в мергель цементный вводятся известковистая или глинистая добавки. В природе встречаются т. н. натуральные разности мергель цементный (СаСО3 75 -- 80%, R2O3 + SiO2 20 -- 25%), пригодные для обжига без добавок (например, новороссийская группа месторождений).

Мергель малоустойчив к атмосферным воздействиям. Мергеля  широко распространены в природе, встречаются  во всех системах, начиная с протерозоя, развиты повсеместно среди карбонатных  и глинистых толщ. Используются как  сырьё в производстве некоторых  видов цемента. Наибольшее значение имеют цементные мергеля-натуралы, содержащие 75-80% CaCO3. Наиболее известны цементные мергелям район: Новороссийска, Амвросиевки (Донецкая область) и с. Подгорного (Воронежская область). Месторождения мергеля разрабатываются открытым способом.

Щебень - рыхлая обломочная порода из неокатанных обломков горных пород, шлаков и т.д. размером от 10 до 100 мм.

1) остроугольные  обломки горных пород (размером  до 100 мм), образовавшиеся при их  выветривании; встречаются в виде рыхлых и слабосцементированных скоплений... 2) Продукты дробления (иногда и рассева) горных пород и искусственных каменных материалов (например, металлургических шлаков, кирпича) в виде кусков обычно угловатой формы размером 5-150 мм, применяемые, в зависимости от их свойств, в качестве заполнителей бетонов, для балластировки ж.-д. путей, в строительстве автомобильных дорог, гидротехнических сооружений и т.п.

Аргиллит(от греч. argillos - глина и lithos - камень)-твёрдая, камнеподобная глинистая порода, образовавшаяся в результате уплотнения, дегидратации и цементации глин при диагенезе и эпигенезе. По минералогическому и химическому составу аргиллиты очень сходны с глинами, но отличаются от них большей твёрдостью и неспособностью размокать в воде. Сложены в основном глинистыми минералами гидрослюдистого монтмориллонитового и хлоритового типов с примесью частиц кварца, слюды, полевых шпатов. Подобно глинам, аргиллит образуют либо массивные пласты, либо микрослоистые (плитчатые) разновидности. Аргиллиты - типичные осадочные породы, характерные для геосинклинальных складчатых областей, а также глубоко погруженных осадочных толщ платформ.

3. Определение.Классификация грунтов

Грунт -- горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объек-том инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Грунты могут  служить:

1) материалом основании зданий и сооружений;

2) средой для  размещения в них сооружений;

3. Определение.Классификация грунтов

Грунт -- горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объек-том инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Грунты могут  служить:

1) материалом основании зданий и сооружений;

2) средой для  размещения в них сооружений;

3) материалом самого  сооружения.

РАЗНОВИДНОСТИ ГРУНТОВ

Класс природных  скальных грунтов -- грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными  и цементационны-ми)

Класс природных  дисперсных грунтов -- грунты с водноколлоидными и механическими структурными

Класс природных  мерзлых грунтов -- грунты с криогенными структурными связями

Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грун-тов -- грунты с различными структурными связями, образованны-ми в результате деятельности человека

Грунт скальный -- грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких мине-ралов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Грунт полускальный -- грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурный связи цементационного типа.

Условная граница  между скальными и полускальными  грунтами принимается по прочности  на одноосное сжатие (R_c 5 МПа -- скальные грунты, R_c 5 МПа -- полускальные грунты).

Грунт дисперсный -- грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Грунт глинистый -- связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности I_p 1.

Песок -- несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (I_p = 0).

Грунт крупнообломочный -- несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.

Ил -- водонасыщенный современный осадок преимущественно морских аквато-рий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е 0,9, текучую консистенцию I_L > 1, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30--50 % по массе.

Сапропель -- пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию I_L > 1, высо-кую дисперсность -- содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе.