Руководство к лабораторным работам по инженерной геологии: Учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального

образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Основания и фундаменты»

В.М.Бевзюк, С.Г.Колмогоров, П.Л.Клемяционок

Руководство к лабораторным работам

по инженерной геологии

Учебное пособие

Санкт-Петербург

2007

Руководство к лабораторным работам по инженерной геологии

Учебное пособие.

Авторы Бевзюк В.М., Колмогоров С.Г., Клемяционок П.Л.

Объем 3,5 п.л.

Аннотация

Цель предлагаемого учебного пособия – обеспечить самостоятельную работу студентов на лабораторных занятиях по инженерной геологии при изучении минералов и горных пород. Поэтому в Руководстве наряду с указаниями порядка выполнения и формы отчетности по каждой работе раскрываются взаимосвязи физических свойств минералов и горных пород с их использованием и строительными свойствами. В необходимом объеме приведен также справочный материал для идентификации минералов и пород, а также наборы контрольных вопросов по каждой теме для обеспечения самостоятельной работы студентов.

Пособие предназначено для студентов специальностей СЖД, МТ, ПГС, ВиВ.

Введение

Лабораторные работы по инженерной геологии проводятся в геологическом кабинете кафедры «Основания и фундаменты» и включают два цикла занятий соответственно решаемым на них задачам:

I – ознакомление с минералами и горными породами земной коры, изучение их свойств, условий использования, получение навыков определения;

II – изучение методов получения, представления и анализа инженерно-геологической документации.

Настоящее пособие регламентирует работы первого цикла. Залог успешного выполнения работ – самостоятельная работа студента на занятии, а также подготовка к нему: просмотр материалов предыдущего занятия, конспекта лекций, раздела по предстоящей теме в рекомендованной литературе. Для обеспечения самостоятельной работы по всем темам приведены контрольные вопросы.

Лабораторная работа № 1

.

Знакомство с минералами и горными породами.

Изучение физических свойств минералов

1.1.  Определения и основные сведения

Земная кора состоит из горных пород, представляющих собой агрегаты, т.е. соединения нескольких (иногда одного) минералов.

Минералом  называется природное образование, относительно однородное по химическому составу, внутреннему строению и физическим свойствам.

Чаще всего минералы – твердые тела. Но есть и жидкие – вода, ртуть. Такие  газы, как кислород, углекислый газ, метан и др., активно взаимодействующие с породами земной коры, также могут рассматриваться как минералы. Всего известно несколько тысяч минералов, но основную массу пород составляют несколько десятков наиболее распространенных минералов, называемых породообразующими.

В большинстве своем минералы имеют кристаллическое строение, когда составляющие их частицы располагаются в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. Для отдельного кристалла это проявляется правильной формой многогранника – куба, призмы, октаэдра и др.  Лишь некоторые минералы имеют аморфное строение.

Обычная и наиболее важная форма существования минералов – горные породы. Более редкими формами являются отдельные кристаллы или их сростки (друзы). Минералообразование может быть также в следующих формах:

- конкреции – округлые агрегаты радиально-лучистого строения;

- секреции – результат заполнения минеральным веществом пустот в горных породах, с нарастанием его от стенок к центру; мелкие секреции называются миндалинками;

- оолиты – сферические образования размером до горошины;

- натеки в виде желваков, почек, сталактитов и т.п.

1.2.  Образование минералов и горных пород

Минералы и горные породы образуются в ходе разнообразных процессов, протекающих в толще земной коры и на ее поверхности. По характеру энергии, порождающей процессы, они делятся на эндогенные, связанные с внутренней энергией Земли и экзогенные – с внешней, главным образом солнечной.

Эндогенные минералы образуются при следующих процессах:

а) магматизм – внедрение магмы или излияние на земную поверхность в виде лавы с последующим остыванием и затвердеванием. Горные породы, составленные образовавшимися таким образом минералами, называются магматическими (МГП).

б) метаморфизм – разнообразные процессы изменения ранее возникших минералов и горных пород при изменении условий их существования, прежде всего под действием высоких давлений и температуры, а также химически активных жидкостей и газов. Породы, образовавшиеся при этом, называются метаморфическими (ММГП).

Экзогенные минералы образуются на земной поверхности и на небольших глубинах вблизи нее при химическом выветривании эндогенных минералов, кристаллизации и осаждении солей из водных растворов, а также в результате жизнедеятельности животных и растительных организмов, накопления их остатков. Такой процесс минералообразования называется осадочным, а возникающие при этом горные породы называются осадочными (ОГП).