Главнейшие процессы и факторы формирования физико -механических свойств горных пород. Происхождение и формирование подземных вод

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Ухтинский государственный технический университет

Кафедра минералогии и геохимии, геологии, геодезии

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Текст лекций для студентов дневного и заочного вида

обучения направления 653500 «Строительное дело»

 и 51100 «Нефтегазовое дело»

Ухта

2002

УДК 624 131 92

Л 33

, , ,

Инженерная геология: Текст лекций для студентов дневного и заочного вида обучения направления 653500 «Строительное дело» и 511000 «Нефтегазовое дело», - 2002.-96с., ил.

ISB № 5-88179-202-5

Текст лекций предназначен для студентов дневного и заочного вида обучения направления 653500 «Строительное дело» и направления 511000 «Нефтегазовое дело». Данный текст позволяет студентам ознакомиться с основными физико-геологическими и инженерно-геологическими процессами и их влиянием на физико-механические свойства грунтов. Особое внимание уделяется изучению поверхностных и подземных вод, их влиянию на строительные площадки, на магистральные трубопроводы. Отдельная глава посвящена инженерно-геологическим условиям Республики Коми. В конце текста лекций предлагаются темы контрольных работ и примерный перечень вопросов для зачета.

Рецензенты: кафедра экологии и природопользования MIBI и ст. научный сотрудник филиала ВНИИГАЗа «СеверНИПИгаз» О.И. Леухина.

Под общей редакцией профессора О.С.

©Ухтинский государственный технический университет, 2002

© , , , , 2002

ISB №5 – 88179 – 202 - 5

оглавление

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................................................................. 3

Краткие сведения об истории развития инженерной геологии......................................................................... 4

Часть I  ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ..................................................................................................................... 5

Глава 1        Строение Земли......................................................................................................................... 5

Глава 2        Геологические процессы................................................................................................ 6

Глава 3        Вещественный состав земной коры..................................................................... 7

3.1. Минералы и горные породы................................................................................................................................... 7

Глава 4        Время в геологии.................................................................................................................. 10

ЧАСТЬ II        ОСНОВЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ И ГИДРОГЕОЛОГИИ.............................................. 12

Глава1       Физико-механические свойства грунтов....................................................... 12

1.1 Главнейшие процессы и факторы формирования физико -механических свойств горных пород..... 12

1.2 Показатели физико-механических свойств горных пород.......................................................................... 13

Глава 2     Водные свойства горных пород и основы гидрогеологии.......... 17

2.1 Водные свойства горных пород........................................................................................................................... 18

2.2 Происхождение и формирование подземных вод........................................................................................... 18

2.3 Движение подземных вод..................................................................................................................................... 20

2.4 Гидрогеохимические особенности подземных вод......................................................................................... 21

Глава3     Инженерно-геологическая классификация грунтов........................... 23

3.1 Искусственное изменение свойств грунтов (техническая мелиорация)................................................. 26

Глава 4 Физико-геологические и инженерно-геологические  процессы и явления.................................... 27

4.1 Физико-геологические процессы и явления...................................................................................................... 27

4.2 Инженерно-геологические явления и процессы.............................................................................................. 31

4.3 Современные физико-геологические процессы и явления на территории Республики Коми............. 32

Глава5     Методы инженерно-геологических исследований................................ 34

Глава 6     Охрана окружающей среды при           инженерно-геологических изысканиях.............................................................................................................................................................. 35

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК............................................................................................................................ 40

ПРИЛОЖЕНИЕ.................................................................................................................................................................... 41

Темы контрольных работ по дисциплине «Инженерная геология»............................................................... 41

Вопросы к зачету.......................................................................................................................................................... 44

ВВЕДЕНИЕ

Изучение Земли неразрывно связано с развитием производственных сил общества. С древних времен человек использовал для своих нужд минеральные богатства. На современном уровне знаний геология – это наука, изучающая вещественный состав литосферы, ее строение и процессы, происходящие в недрах Земли и на ее поверхности, причины и закономерности возникновения и развития этих процессов, а также состав, строение и закономерности развития Земли в целом.

Инженерная геология – отрасль  геологии, изучающая верхнюю часть литосферы в связи со строительством различных сооружений. Но всегда ли поверхность Земли является надежной основой для зданий? Земная кора состоит из минералов и горных пород. Породы, слагающие поверхность Земли, во многих случаях настолько непрочны, что возведение на них построек является опасным делом. И первое, что нужно выяснить – можно ли строить в изучаемом районе? Ответ на этот вопрос дает раздел инженерной геологии – грунтоведение, изучающий физико-механические свойства горных пород и минералов.

В инженерной геологии все породы, на которых возводится то или иное сооружение, называются грунтами. Инженер-геолог, стремясь ответить на вопросы строителей о прочности пород, первым делом пытается восстановить геологическую историю формирования толщи грунтов.

Например, есть фраза – «построить на песке». т.е. непрочно, ненадежно. Однако, очень часто приходится возводить сооружения на песке, и в этом случае необходимо выяснить геологическую природу песка, прежде чем применить методы по их укреплению. Пески бывают морские, создающие дюны на берегу; часто это зыбучие пески, основание которых насыщено морской водой. Движение морской воды создает их вибрацию и неосторожных путников затягивает за 4,5 мин. Эти пески содержат глинистые примеси, упаковка этих частиц рыхлая, тяжелый предмет нарушает эту упаковку.

Плывущие и текущие пески называются плывунами. Это обычно тонкозернисты глинистые пески, насыщенные водой. Если какой-либо фундамент, котлован вскроет эти пески, они начинают