Земля имеет 2 источника тепла: от солнечной радиации 99% и энергии, освобождаемой в недрах планеты.В верхней части земной коры выделяют три температурные зоны:
- зона нарастания температуры.
Изменения в первой зоне определяются климатическими условиями. Общая мощность первой зоны составляет 12-15м. В зимний период возникает подзона, где температура опускается ниже нуля градуса. По мере углубления в недра влияние сезонных колебаний несущественно и на глубине 15…40 метров находится зона постоянных температур, которая примерно равна 15,5 – 13,6 0 . По мере возрастания глубины, определяется 3-тья зона. В этой зоне на каждые 100 метров глубины температура возрастает на три градуса, в сейсмических районах увеличение значительно. Такая закономерность просматривается лишь до определенной глубины, далее изменения изучены недостаточно.
Земная кора обладает различной подвижностью. Основной частью земной коры являются платформы, между ними располагаются геосинклинали. Геосинклинали располагаются между платформами и являются их подвижными сочленениями. Для районов геосинклиналей типичны интенсивные и разнообразные тектонические движения, в основном складчатого и разрывного характера. Отдельные участки платформы на протяжении многих десятилетий поднимаются, другие в это же время опускаются. Колебательные движения не изменяют первоначальных условий залегания пород, но геологическое их значение огромно. Для инженерной геологии особый интерес представляют современные колебательные движения, вызывающие изменения высот поверхности земли. Их необходимо учитывать при строительстве гидротехнических сооружений типа водохранилищ, плотин, морских портов, а также городов у моря. Тектонические движения выводят пласты из горизонтального положения, нарушают их первоначальное залегание. Возникают дислокации. Дислокации в зависимости от вида тектонических движений разделяют на: складчатые и разрывные . К складчатым дислокациям относятся моноклиналь , складка и флексура.
Моноклиналь – является самой простой формой нарушения первоначального залегания пород и выражается в общем наклоне слоев по отношению к горизонту. Складка представляет собой один сплошной перегиб слоев, возникающих в результате воздействия на породы тангенциальных тектонических сил. Выделяют два главных типа: антиклиналь — складка, обращенная своей вершиной вверх; и синклиналь — вершина, обращенная вниз. Бока складок называют крыльями, а вершину — замком. Флексура представляет собой коленоподобную складку, образовавшуюся при смещении одной части толщи пород относительно другой без разрыва сплошности. При изучении геологии строительных площадок необходимо установить пространственное положение слоев и отразить это на геологических картах.
Главнейшие горные породы, применяемые в строительстве
... В горных породах, образовавшихся из кислой магмы, обязательно присутствует кварц. Если порода образовалась из основной магмы, в ... Наибольшее применение в строительстве получили ... в глубине земной коры {глубинные магматические породы); аморфные (стеклообразные) или слабозакристаллизованные, а при наличии газа в магме -- пористые породы (излившиеся магматические породы). Минеральный состав пород ...
землетрясения
Сейсмические волны
Анализ сейсмограмм показывает, что наибольший размах (амплитуда) сейсмических колебаний Различают продольные, поперечные и поверхностные сейсмические волны.
Магматические горные породы
Магматические породы образуются из застывшей магмы. Расплавленная магма, застывшая в недрах, образовывает глубинные породы, поток лавы излившийся на поверхность земли называется излившейся, Глубинные магматические породы образуются в условиях высокого давления, медленного и равномерного остывания. При этом породы характеризуются плотной полнокристаллической структурой. Излившиеся магматические породы образуются под низким давлением и температурой, при быстрой отдаче тепла и газовых компонентов. При этом породы характеризуются наличием аморфного стекла и пористой структурой. Структура и текстура магматических пород зависит от внутреннего строения.
интрузивные
Интрузивные породы образуются при силовом внедрении и остывании магмы в толще отложений горных пород земной коры без их выхода на поверхность земли.
Жильные образования связаны с заполнением магмой трещин, образующихся обычно в толще осадочных пород при внедрении магмы. Жилы подразделяются на пластовые и секущие.
Эффузивные породы образуются при излиянии с последующим остыванием и затвердеванием магмы уже не в тоще пород земной коры, а на поверхности земли.
Различают структуру: 1. зернистую (полнокристаллическую) ; 2. полукристаллическую ; 3. стекловатую.
По величине кристаллов породы делятся на: крупнозернистые – более 5 мм; среднезернистые – 5…1 мм.; мелкозернистые – менее 1 мм (см.рисунок 3).
Текстура характеризует пространственное расположение составных частей. Различают:
1. массивную текстуру (плотное расположение кристаллов);
2. полосчатую текстуру (чередование различных участков);
- З. шлаковую текстуру (содержание пустот видимых глазом).
К основным глубинным горным породам, применяемым в строительстве относят:
Гранит
Сиенит
Диорит
Габбро
К основным излившимся горным породам относят:
Кварцевые порфиры
Базальт – в минеральном отношении аналог габбро. Представляет собой черную мелкокристаллическую породу; r =3300-3000 кг/м3 . Применяется как строительный камень, литье. Обладает высокой вязкостью, мало натирается. Пемза – пористая порода (до 80% объем пор).
Это вулканическое стекло, которое образовалось при быстром охлаждении лавы на воздухе, сопровождающееся бурным выделением гaзa; R=500 МПА. Характеризуется морозостойкостью и водонепроницаемостью, является хорошим стекло изоляционным материалом. Применяют как щебень, песок, абразивный материал.
Вулканические туфы
Осадочные горные породы
Любая порода на земной поверхности подвергается действию атмосферных осадков. В результате прочные породы разрушаются, образуя мелкие обломки. Продукты разрушения переносятся водой, ветром. Осаждение и накопление продуктов приводит к образованию осадочных пород, которые в зависимости от условий образования делятся на следующие группы: обломочные, органогенные (полученные в результате жизнедеятельности и отмирания организмов) и химогенные .
Физико-механические свойства горных пород
... и застывшей на глубине, под ее верхними слоями образовались глубинные горные породы. Излившиеся горные породы образовались из магмы, застывшей ближе к поверхности или на самой поверхности ... типа буровой машины. Буримость ухудшается с увеличением плотности, прочности, вязкости, твёрдости, абразивности горных пород, зависит также от минерального состава, строения пород и термодинамических условий, ...
Структура, Пористость –, Слоистость –
При резком различии слоев по составу более или менее постоянной мощности и сравнительно большой занимаемой площади слои называют пластами. В таких случаях слои обычно ограничены с двух сторон четко выраженными поверхностями, которые называют плоскостями напластования, верхнюю плоскость называют – кровлей, нижнюю – ложе, а расстояние между ними – мощностью слоя.
Породыобломочного
К обломочным относят песчаные и глинистые породы. Песчаные разделяются по крупности зерен на крупные 2…0,5 мм, средние 0,5…0,25 мм, пылеватые менее 0.1 мм . Происхождение песка – речное, ветровое, озерное, морское. Пылеватые частицы являются основой супеси, суглинков, глины. Лессовидный суглинок — содержит 50% пылеватых частиц. Окраска серовато-желтая, светло-бурая. Основным минералом является кварц, полевой шпат; пористостью до 55%, ρ = 1200…1800 кг/м 3 ; легко размокает в воде, являются сырьем для приготовления кирпича.
Глины
Область применения: для вяжущих, красок, огнеупорных кирпичей. Рыхлые обломочные породы могут подвергаться цементации – такие породы называются сцементированными.
Конгломерат и брекчии
Песчаники
Породы химического происхождения
Доломиты
Гипс
Ангидрид
Органогенные породы
Трепел
Торф
Известняк
Мергели
Валунник., Галечник или щебень., Гравий или дресва., Вулканические бомбы, вулканический гравий.
Песок. Мелкообломочная порода (см. рисунок 9).
Более 50 % массы составляют обломки размером мельче 2 мм . По зерновому составу и размеру зерен выделяют гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые разновидности; по относительной величине зерен — однородные и неоднородные пески. Минеральный состав песков разнообразный: наиболее распространены кварцевые (до 95 % кварца), реже встречаются аркозовые (преобладают кварц и палевой шпат), глауконитовые (кварц 20…40 %, глауконит 60…80 %), железистые (зерна кварца покрыты корочками лимонита), полиминеральные. В песках встречаются слюды, роговая обманка, авгит, обломки карбонатных пород и вулканического стекла, иногда гипса и галита (засоленные пески).
Цвет зависит от минерального состава: желтый, зеленый, бурый, оранжевый, иногда черный. Свойства песков зависят преимущественно от зернового состава. По коэффициенту пористости пески подразделяют на рыхлые, средней плотности и плотные. Песок – нескальный несвязный грунт.
Вулканический песок, вулканический пепел., Лёсс, лёссовидный суглинок, лёссовидная супесь (алевриты)., Глина, суглинок, супесь (пелиты)., Конгломерат, туфоконгломерат., Брекчия, туфобрекчия., Гравелит., Туф вулканический., Туфолава, лавовая брекчия.
Туффит. Твердые продукты вулканических извержений и примеси осадочного материала невулканогенного происхождения (10…50 %), сцементированные природными цементами. По размерам и минеральному составу вулканические обломки подразделяют так же, как туфы вулканические. По составу осадочного материала выделяют кремнистый, глинистый и карбонатный туффиты. Структура пористая. Текстура обломочная, часто слоистая. Скальный грунт.
Инженерная геология и горные породы
... закономерности формирования их инженерно-геологических условий и пространственно-временного изменения в связи с инженерной деятельностью. В инженерной петрологии исследуются свойства горных пород, определяющие их поведение ... растительностью, ледовым покровом и другими. От климата зависит характер выветривания и другие экзогенные геологические процессы. Гидросфера - это прерывистая оболочка Земли от ...
Песчаник., Алевролит., Аргиллит., Известняк, известняк-ракушечник, туф известковый, травертин.
Мел. Обычно белая, сцементированная порода, состоящая из 60…70 % кальцитовых остатков морских планктонных водорослей и 30 …40 % тонкозернистого порошкообразного кальцита. Содержание примесей не более 1 %. Отличительные особенности: бурно вскипает при действии 5 %-ной соляной кислоты; имеет белый, реже желтоватый или зеленоватый цвет: пачкает руки, пишет. Скальный грунт.
Доломит. Состоит из минерала доломит (75 % и более).
Строение плотное, структура скрытокристаллическая (см. рисунок 11).
Цвет белый, желтоватый, серый, зеленоватый, красноватый. С 10 %-ной соляной кислотой реагирует только в порошке или при нагревании. Скальный грунт.
Мергель. Имеет смешанный карбонатно-глинистый состав. Состоит из 50…70 % кальцита (реже доломита) и 25…50 % глинистых частиц Структура землистая, текстура массивная. Цвет белый, серый, розовый, желтоватый, красноватый, зеленоватый, пестрый. Вскипает при действии 10 %-ной соляной кислоты. Капля кислоты после реакции оставляет на поверхности породы грязное пятно (характерное отличие от известняка).
Скальный грунт
Диатомит.
Трепел. Состоит из мельчайших зернышек опала химического происхождения (отличие от диатомита), видимых только под микроскопом. Внешне похож на диатомит.
Опока. Сложена опалом с примесью глинистых минералов и скелетных остатков микроорганизмов. Очень легкая порода. Цвет серый, голубоватый, иногда черный. Часто окраска пятнистая. Отличительные особенности: при ударе опока колется со звенящим звуком на мелкие остроугольные обломки, обладающие раковистым изломом; не вскипает при действии соляной кислоты. Похожа на диатомит и трепел, но отличается большей прочностью.
Яшма. Сложена скрытокристаллическим и аморфным кремнеземом (кварц, халцедон, опал) (см. рисунок 12) Часто содержит остатки микроскопически мелких животных – радиолярий и примеси глинозема, извести, соединений металлов. Цвет разнообразный (красный, зеленый, желтый, коричневый, пестрый и др.).
Отличительные особенности: высокая прочность, разноцветная полосчатая текстура, раковистый излом.
Процессы выветривания
выветривания
Особенностью процесса выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы. В результате этого горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минералогический состав.
Продукты выветривания горных пород, остающихся на месте их образования называют элювием. По составу он представляет собой смесь обломков этой породы и глинистого материала.
Глинистые породы и их свойства
... глинистые породы образуются преимущественно в условиях гумидного и аридного климатов. Среди них следует различать отложения опресненных и засолоненных лагун. Глинистые породы опресненных ... химического выветривания кристаллических пород. Обломочные глины образуются при разрушении и переотложении коры выветривания, а также осадочных пород более древнего возраста. Текстуры глинистых пород слоистые, ...
Виды выветривания.
- физическое выветривание ;
- химическое выветривание ;
- биологическое выветривание .
Физическое выветривание
Химическое выветривание
Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Легко растворяются каменная соль, гипс. Разрушительное действие действие оказывает процесс гидратации . Примером служит переход ангидрита в гипс. В присутствии воды происходит также окисление. Интенсивность химического выветривания зависит от площади воздействия воды и растворов, их температуры, а также степени устойчивости минералов в отношении агентов выветривания.
Биологическое (органическое) выветривание
Механическое разрушение производят растения своей корневой системой. Корни деревьев способны расщеплять даже прочные скальные породы.
Многие живые организмы, особенно из числа землероев, активно разрушают горные породы, в коре выветривания они создают многочисленные ходы, пустоты.
Кора выветривания осадочных пород отличается своим своеобразием. Наибольшему разрушению подвергаются осадочные породы, образовавшиеся в условиях, отличных от тех, в которых действуют факторы выветривания. Породы химического и органогенного происхождения большей частью полностью растворяются в воде или быстро дробятся до частиц песчаных и глинистых размеров.
Процессы выветривания могут настолько изменить свойства пород и инженерно-геологические условия строительной площадки, что строить здания и сооружения без специальных мероприятий не будет представляется возможным.
Геологическая деятельность ветра.
эоловых.
Выдувание (дефляция)
Корразия . Движение ветра часто сопровождается переносом пыли, песка и даже гравия. Наибольшую разрушительную работу совершают песчаные частицы. Ударяясь о твердые породы, они перетирают, сверлят и обтачивают их поверхность. Появляются борозды, желоба, углубления – это процесс корразии.
Совместные действия дефляции и корразии разрушают не только мягкие, но и твердые породы, превращая их в обломки различного размера.
Эоловые отложения
Дюны
Барханы
Закрепленные пески
Эрозионные долины.
Эрозия – это процесс разрушения г.п. под действием текучих вод. Эрозия может быть:
1. Донная
2. Боковая
В результате прохождений процессов эрозий, образуются различные по форме речные долины. Долины, которые пересекают высокогорные местности и достигают, глубинны нескольких сотен метров (максимальная глубина 1 – 2км.).
По форме речные долины могут быть V образными или представляют собой каньоны (Колорадо, глубинна 600-900м.).
Речные долины.
Антецедентные долины – долина древнее чем, пересекающий ее хребет.
Долины прорыва – это поперечные долины, которые моложе горных хребтов.
Терраса.
Террасы могут быть аккумулятивные, цокольные, смежные и эрозионные. Террасой называется более или менее плоская поверхность, которая может целиком или частично заполнятся речными водами. Олювий – который отлагается в русле реки называется русловый олювий. В медленно текучих равнинных реках олювий состоит из чистого песка. Отложения олювия в разных частях русла не одинакова (от мелкого к крупному).
Осадочные породы и их применение
... осадочных пород. Алюминий нацело выплавляется из бокситов, как и магниевые руды из магнезитов осадочного генезиса. Основным типом месторождений бокситов служат современные или мезокайнозойские коры выветривания ... слагающий осадочные породы Первичные компоненты Вторичные компоненты Обломочные Выделившиеся химическим путем Привнесенные Образовавшиеся в процессе изменения породы Обломки пород Кварциты ...
В качестве разновидностей олювия можно рассмотреть самостоятельный генетический тип. В континентальных отложениях пролювий и делювий. Делювий – это отложения накапливающееся у основания склонов, в итоге работы небольшой струи воды. Пролювий обломочный материал накапливается у основания склона, в итоге работы сильных речных потоков. Пролювий и делювий существенно отличаются друг от драга. Пролювий представляет собой крупные обломочные породы, делювий мелкие. Пролювий и делювий отличаются по климатическим областям образования. Делювий характерен длю равнинных областей с влажным климатом.
Делювиальные – шельф.
Вода, заключенная в их порах находится в твердом состоянии, и образуют грунтовый или подземный лед (области многолетней мерзлоты).
Слой сезонной мерзлоты, который за лето оттаивает, а зимой снова замерзает, называется деятельный слой. Напорные воды, которые изливаются на поверхность и замерзают, образуют наледи (до нескольких километров).
Районы многолетней мерзлоты составляют 50% от всей площади России. Почвенный лед сам по себе не является активным. Геологическая деятельность на много мерзлотные породы необходимо изучать т.к. многолетняя мерзлота создает особую обстановку в которой геологические процессы происходят своеобразно.
Одним из важных факторов денудации является глетчерный лед. Он накапливается в высоко горных областях, выше снеговой линии (снеговая линия – это линия выше которой выпавший в горах снег не тает в течение лета и образует снеговую шапку).
Фирн – образуется при оттаивание, и замерзание снеговой массы представляют собой рыхлую рассыпчатую массу (прозрачный, белый, бурый), большие скопление фирнов образуют фирновые поля. Глетчерный лед состоит из, шестоватых кристаллов имеет зернистое строение, слоистую текстуру, движение ледников является подобным движением воды. Оно обусловлено пластичностью льда и ее массой на плоскости и внутри ледника расположены многочисленные системы трещин. Среди них различают
1.Поперечные трещины – образуются у краев ледника и направлена вниз по течению.
2.Продольные трещины возникают в местах расширения долины или в местах растекания ледника.
3.При движении ледника часто образуется ледопады (распадение льда на глыбы которые при движении нагромождаются друг на друга).
Типы ледников и оледенение.
В зависимости от размеров, морфологии, питания. Стадии развития различают несколько морфологических типов ледников. В зависимости от морфологических типов различают типы оледенения. Которые можно разделить на две группы: 1.Горные и 2. Материковые
Горные оледенения развиваются в горах, вершины которых поднимаются выше силовой линии. Среди горных различают: 1. Долины ледников обладают хорошо выраженными ледниковыми языками и занимают практически все дно долины. 2. Весячии ледники имеют небольшой ледниковый язык, который выходит за пределы фирнного бассейна. 3. Панирский тип образуется в высоких горах с глубокими и узкими долинами (здесь нет условий для образования фирновых полей).
Анализ методов предотвращения и борьбы с отложениями солей при ...
... и на сегодняшний день борьба с отложениями солей является одной из главных проблем разработки и добычи нефти на Арланском нефтяном месторождении. Таблица 1 Динамика фонда осложненных скважин ... строение терригенной толщи нижнего карбона ТТНК является основной продуктивной толщей на месторождении. Стратиграфический возраст отложений толщи достаточно четко определен как визейский и лишь нижняя ее часть ...
4. Скандинавский тип характерен для высокогорных плата или плоскостей, на вершинах этих ледников образуются обмерные фирновые поля.
Материковые оледенения возникают в субполярных и полярных странах, где снеговая линия проходит на уровне моря или немного выше его. Лед и фирн формируется даже на поверхности низменных равнин (Гренландский лед, Антарктический лед).
Перенос обломочного материала. Ледниковые отложения.
Движущейся лед переносит обломочный материал, образующейся в результате выпихивания ложа ледника. Рыхлый обломочный материал, который переносится льдом, называется моренной. В зависимости от расположения морены в толще льда выделяют.
Донные марены образуются у дна в нижней толще льда.
Поверхностные марены состоят из обломков скатывающихся по склонам горных ущелий.
Боковые марены скапливаются у боковой части ледника.
Срединные марены образуются при слиянии боковых морен, двух первоначальных ледников.
Внутреннее марены образуются в результате включения в массу льда обломков г.п. провалившихся в трещины ледника
Конечные марены представляют сабо валы или глыбы, которые ледник толкает перед собой.
Озерные отложения.
Озерные отложения образуются за счет сноса с континента механически разрушенного материала, химически преобразованного или за счет жизнедеятельности живых организмов.
Механические осадки (терегеные), накапливаются интенсивно в пределах горных озерах. Химические осадки возникают в различных климатических условиях. Пример: В солевых озерах засушливых областей происходит накопление галоидных соединений, сульфатов углекислой извести. Осаждение осадков происходит в основном в летнее время. Зимой за счет понижения температуры воды и ее растворяющей способности, карбонат натрия выпадает в некоторых озерах в холодное время года. Углекислая известь (кальцит) может выпадать в осадок из толщи воды и образовывать скопление известняков и мегрелий. Если в осадках имеется примесь глины, то это способствует образованию доломита в перстных озерах умеренного пояса. Химическим и биохимическим путем могут осаждаться оксиды железа, которые выносятся грунтовыми и почвенными водами. В озерах тропического климата в результате химического выветривания образуются, залижи алюминиевых руд. Железо может осаждаться не только в озерах, но и в болотах и образуют дерновые руды. Осаждения железа в форме лимонита образует небольшие включения. Органогенные осадки подразделяются на минеральные и органические. Органогенные минеральные отложения образуют в озерах, в результате накопления моллюсков, известняк ракушечник. Широко распространены кремнистые отложения (диатонические водоросли диатомит).
В перстных озерах распространены глинистые породы, которые называются сапропелей.
Болота.
Большое значение, как горючие полезные ископаемые имеют органические отложения, образующиеся в болотах. По происхождению болота можно подразделить на:
Химические реагенты и технологии для ингибирования отложений солей
... химических соединений Некоторые химические реагенты, применяемые в процессе добычи нефти, могут способствовать отложению солей Пример: несовместимым химическим реагентом ... условий вновь образовавшиеся в результате ... для кальцита и других карбонатов)[3]. Основные факторы, влияющие на ... на его поверхности, тем самым не давая другим молекулам той же самой соли закрепиться на зародыше. ингибитор насос нефть ...
1.Внутриконтинентальные
1.1.Низменные болота грунтового питания
1.2.Верховные болота атмосферного питания
2.Приморские болота
Если болота имеют признаки внутриконтинентальное и приморское происхождение, то их выделяют в самостоятельный тип – промежуточный.
Низинные болота часто образуются на месте открытых озерных впадин в результате заполнения их осадками или данной растительностью. Разрез отложений слагающих болота в основном минеральные озерные слои (пески, глины, диатомиты).
Выше сапропели, самый верхний слой, торф (лесной, моховой, камышовый, ассоковый).
Верховные болота располагаются на возвышенностях и образуются путем заболачивания лугов, лесов. Эти болота характерны для, областей с умерено прохладным климатом и образуются там, где грунтовые воды залегают близко к поверхности. Их питание происходит за счет атмосферных осадков. Приморские болота расположены на низменных морских побережьях с влажным климатом. В тропиках и субтропиках такие болота покрыты мангровой растительностью.
Образование торфа и угля.
Органические осадки в болотах постепенно превращаются в торф, бурый уголь, каменный уголь и наконец в антрацит. Главным источником накопления торфа и угля служит растительная клетчатка. Возникающая за счет крахмала, который синтезируется растениями. Эти растения поглощают углекислоту и разлагают ее углерод и кислород. В условиях медленного окисления и при свободном доступе кислорода, происходит процесс разложения органического вещества с выделением тепловой энергии (тление).
Когда перегнивающая растительность попадает в условия отсутствия кислорода, процесс ее изменения сводится к обугливанию, т.е. к постепенному выделению свободного углерода и образование бурого угля.
Реферат на тему «Инженерная геология»
Васильев А.Э.
Рокос С.И.
Мурманск
2017
