Реферати українською » Геология » Інженерна геологія


Реферат Інженерна геологія

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Контрольна робота

по Інженерної геології


Запровадження

>Геология – комплекс наук склад, будову, розвитку Землі, рухах земної кори і розміщенні у надрах Землі з корисними копалинами. Основним об'єктом вивчення, з практичних завдань людини, є земна кора.

Особливе розвиток отримала така складова частина геології, як інженерна геологія – наука, вивчає властивості гірських порід (грунтів), природні геологічні і техногенно - геологічні (інженерно-геологічні) процеси у верхніх горизонтах земної кори у зв'язку з будівельної діяльністю людини.

За сучасних умов інженерна геологія вивчає геологічне середовище з метою будівництва й задля забезпечення її раціонального використання коштів і охорони від несприятливих в людини процесів і явищ. Головна мета інженерної геології – вивчення природної геологічної обстановки місцевості на початок будівництва, і навіть прогноз тих змін, яких зазнає геологічної середовищі, й у першу черга у породах, у процесі і експлуатації споруд.

На першому плані виступають завдання оцінки гірських порід та його масивів як середовища виробництва інженерних робіт і розміщення споруд.

У цьому роботі освітлені геологічні процеси та явища природного (природного) походження. До того ж розглянуті питання, пов'язані з діяльністю людини в здійсненні будівельних робіт.


1.  Щодо хімічного складу земної кори. Поняттякларках та його величини для основних хімічних елементів. Причини зміни хімічного складу земної кори

Земне кора є найкраще вивченій твердої оболонкою Землі. Назва «кора» історично пов'язані з поданням щодо твердої оболонці, що виникла внаслідок остигання поверхневих верств розплавленогоогненно-жидкого речовини Землі, із якого полягала спочатку, як це уявлялося за ранішегосподствовавшим космогонічним гіпотезам.

Земля унікальна тим, що володіє корою двох типів: континентальної та океанічної. Маса земної кори дорівнює 2,8 x 1019 тонн (їх 21% -океанічна кора і 79% - континентальна). Кора становить 0,473% загальної маси Землі.

Земне кора освічена різними за складом і походженню гірськими породами. Проблемами хімічного складу земної кори, закономірностями його у просторі та у часі займається наука – геохімія. За даними геохімії в земної корі встановлено 93 хімічних елементів. Більшість їх є складними тобто. представлені сумішшю різних ізотопів. У земної корі відоме понад 360 ізотопів.

Вперше спробував оцінити середній хімічний склад земної кори в 1815 р. англійський мінералог У. Філліпс з прикладу, щоправда, лише 10 елементів. Загалом, він правильно визначив кількісну послідовність поширеності їх і показав, що у неорганічної природі різко переважають кисень і оксиди кремнію, алюмінію і заліза, аналогічно як у живій природі «панує» четвіркаелементов-органогенов: кисень, водень, вуглець і азот. Те була доба накопичення відомостей. Потім настав час узагальнень. Найбільш значимими дослідженнями були праці американськогогеохимика Ф. Кларка. Він проаналізував дані про хімічним складом великої кількості мінералів і безпеку гірничих порід: цих даних була більш 5000. У 1889 р. Ф. Кларк опублікував першу зведену таблицю середнього хімічного складу земної кори. Це була лише початок. Через 20 років з'явився значно більше капітальну працю, у якому Ф. Кларк узагальнив роботи майже 1000 дослідників. У цьому вся довіднику можна було знайти дані про склад гірських порід, грунтів і вод. Невдовзі Ф Кларк з допомогою геолога Р. Вашингтона справив класичний розрахунок середнього змісту хімічних елементів в умовному шарі земної кори завтовшки 16 км. Отримані дані для найпоширеніших елементівq того часу змінювалися в незначній мірі.

Середній вміст окремих елементів в земної корі називаютькларками. Розрізняютькларки вагові (масові), атомні і об'ємні.Весовиекларки – це середні масові змісту елементів, виражені у відсотках чи грамах на грам породи. Атомнікларки висловлюють відсоткові кількості числа атомів елементів. Об'ємнікларки показують, який обсяг у відсотках займає даний елемент.

Разом ці числа дають близько 98%. Отже, частку решти елементів, існуючих Землі, доводиться трохи більше 2%. Одне слово, геохімія констатує вкрай нерівномірний розподіл хімічних елементів в земної корі.

Аналізкларкових змістів різних хімічних елементів дозволив встановити деяких закономірностей їхраспространенности в земної корі:

·Кларки окремих елементів змінюються від десятків відсотків до 10-8 і від т. до. поширеність хім. елементів в земної корі вкрай нерівномірна разом й характеризується великими контрастами.

· Поширеність хім. елементів пов'язана з їхнім становище у періодичної системі. Як ще Д.І. Менделєєв, найпоширеніші елементи земної кори вміщено у початку періодичної системи. Зі збільшенням порядкового номерираспространенность елементів нерівномірно убуває. Отже, в земної корі явно переважають легкі елементи. А.Є.Фермсан ще наочного зображення особливостей поширення хім. елементів побудувавполулогарифмический графік (рис. 1)

>Рис. 1.Логарифмикларков хімічних елементів:1-четних;2-нечетних.

На графіці видно надлишкові і недостатні, чи дефіцитні, хім. елементи, дають відповідно піки угору й униз.

· Із двох сусідніх елементів періодичної системикларк парного елемента. зазвичай, вищекларка непарного. У цьому найвищимикларками мають елементи, раз), різниці порядкових номерів яких рівні чи кратні 6, наприклад Про (8), Si (14).

· Головними елементами – будівельниками літосфери є лише вісім хімічних елементів – Про,Si,Al,Fe,Ca,Na,K,Mg. (див. таблицю 2). У цьому чільне місце у тому числі належить кисню, що становить майже половину маси літосфери і майже 92% її обсягу. Найпоширенішими є елементи з найбільш стійкими ядрами атомів. Дефіцитність ж ряди елементів, навпаки, обумовлена малої сталістю ядер їх атомів.

Також є гіпотези, пов'язуваних закономірності поширеності хім. елементів особливостям освіти земної кори як частини Землі. Передбачається, що під час виникнення земної кори, були такі енергетичні умови, які сприяли освіті хім. елементів з енергією зв'язку в ядрі, відповідної найпоширенішим хім. елементам. Отже, поширеність хім. елементів в земної корі нині визначається двома видами закономірностей: обумовленими властивостями ядер хім. елементів і пов'язані з особливостями освіти земної кори як частини Землі. Особливості хімічного складу земної кори досить задовільно пояснюються механізмом її створення. Найбільш обґрунтованої та експериментально й теоретично є гіпотеза - про «>зонном»виплавлении речовини земної кори з мантії, розроблена О.П. Виноградовим. У основу її експериментального обгрунтування покладено технологічний процес зонного плавлення. Механізм цього процесу представлений рис. 2.

>Рис. 2. Моделювання процесу зонного плавлення.

>1-исходная суміш;2-расплав;3-закристаллизованное речовина;4-нагреватель


У трубку помістили суміш сполук, які мають різної температурою плавлення. З допомогою нагрівача 4 розплавимо вузьку зону внизу трубки і переміщати нагрівач вгору вздовж трубки. Принаймні руху нагрівача все речовина трубки пройде стадії плавлення і наступного кристалізації. Якщо таку операцію повторити неодноразово, то вихідна суміш розділитися: вгоріобособятся більшлегкоплавкие сполуки, внизу – більш тугоплавкі. Дані механізми мають місце при освіті земної кори. При досягненні масою Землі деякою критичної величини сталося освіту ядра. Під упливом енергії, виділеної під час розпаду радіоактивних елементів, і навіть з допомогою гравітаційного ущільнення, почалося розігрівання спочатку холодної Землі.Расплавленние маси під впливом конвекційних струмів переміщалися в радіальному напрямі до поверхні Землі,проплавляя присовем русі речовина мантії. Багаторазове повторення цього процесу зумовило закономірну диференціацію речовини, саме- винесення з мантії щодолегкоплавких сполук (До2Про,Na2>O,SiO2,Al2>O3), накопичення в верхньої оболонці Землі, яку ми називаємо земної корою. Отже, за механізмом своєї освіти земна кора не що інше, як продукт диференціації мантії. Поруч ізвиплавлениемлегкоплавких з'єднання з речовини мантії відбувалося виділення парів і газів. Через війну дегазації мантійного речовини утворилася переважна більшість газів та води, наявних Землі. Нині вважатимуться встановленим, що із єдиним джерелом водяної пари, при конденсації яких могли утворитися величезних мас Світового океану, було речовина мантії Землі.

Щодо хімічного складу земної кори змінюється протягом геологічного часу, причому ця еволюція триває по сьогодні. Основні причини зміни хімічного складу є:

· Процеси радіоактивного розпаду, що призводять досамопроизвольному перевищення одних хімічно елементів до інших, стійкіші за умов земної кори.

· Надходження метеорного речовини як метеоритів і космічному пилу.

· Продовження процеси диференціації речовини Землі, що призводять до міграції хімічних елементів з однієїгеосфери до іншої.

2.Дизъюнктивние порушення залягання гірських порід

>Дизъюнктивние порушення - розривисплошности геологічних тіл. Загальний термін для тріщин, розривів, розламів. За походженням диз'юнктивні порушення діляться нанетектонические, які під час скороченні обсягу породи,виветривании, зсувах, падінні метеоритів; і тектонічні,подразделяемие на розриви без усунення (тріщини) і розриви зі зміщенням (скиди,взброси, зрушення,надвиги,шарьяжи іраздвиги). Стосовно складчастим та інших тектонічним структурам є підстави крайовими чи граничними, внутрішніми і наскрізними; за глибиною прояви -приповерхностними чи глибинними,рассекающими земну кору й верхній мантію.

Розриви в гірських породах діляться на великі групи. До першої групи ставляться тріщини, які становлять розриви, пересування яким мають дуже незначнувеличину.Во другу групу об'єднуються розриви з помітними переміщеннями порід,разъединяемих розривами. Сукупність тріщин,разбивающих той чи інший ділянку земної кори, називаєтьсятрещиноватостью. За рівнем прояви тріщини можна розділити втричі групи: відкриті, закриті і приховані.

Відкриті тріщини характеризуються чітко видимої порожниною. У закритих тріщинах розрив добре помітний неозброєним оком, але стінки тріщин виявляютьсясближенними настільки, що помітити порожнину із розірваннянеудается.

Приховані тріщини дуже тонкі і за звичайних спостереженнях не помітні, та їх легко знайти при розбиванні чиокрашивании гірських порід.

У геометричній класифікації тріщин в осадових іметаморфических породах, які мають чітко висловленоїслоистостью або мають неяснуслоистость, але чіткусланцеватую текстуру, виділяються (рис.3):

а) поперечні тріщини, січні у планіслоистость числанцеватость в напрямі падіння. У розрізах поперечні тріщини можуть бути або вертикальними, або похилими;

б) подовжні тріщини, паралельні лініїпростирания, але січніслоистость числанцеватость в вертикальних розрізах;

в) косі тріщини, січніслоистость числанцеватость з точки щодопростирания та напрями падіння;

р) згодні тріщини, орієнтовані паралельно шаруватості, числанцеватости як у плані, і у розрізах.

У масивних, соціальній та шаруватих ісланцеватих породах нерідко тріщини зручніше класифікувати по розі нахилу.

У разі зазвичай вирізняються такі види тріщин: вертикальні (з кутами падіння від 80 до 90°), круті (з кутами падіння 45 до 80°), положисті (з кутами падіння 10 до 45°), слабко похилені і горизонтальні (з кутами падіння від 0 до 10°).


У генетичної класифікації вирізняються такі типи й ті види тріщин:

>Нетектонические тріщини:

1. Первинні тріщини.

2. Тріщини вивітрювання.

3. Тріщини зсувів, обвалів і провалів.

4. Тріщини розширення порід при розвантаженні.

Тектонічні тріщини:

1. Тріщини відриву;

2. Тріщини відколу (>скаливания);

3. Тріщини розчавлювання (>сплющивания).

Освітанетектонических тріщин в гірських породах зумовлено змінами внутрішніх властивостей порід під впливом сил, які виявляються при екзогенних процесах лежить на поверхні Землі чи поблизу неї.

Первинні тріщини розвиваються внаслідок прояви внутрішніх сил, що виникають у породах за її усиханні, ущільнення, зміні обсягу й температури і фізико-хімічних перетвореннях.

Тріщини вивітрювання. Прививетривании порода втрачає свою монолітність. Руйнування її відбувається переважно з допомогою розкриття і існуючих раніше у ній тріщин та утворення нових — тріщин вивітрювання.

Тріщини зсувів, обвалів і провалів. У описувану групу об'єднані тріщини, досить різноманітні з походження. Вони зазвичай часті і чітко виражені, але мають місцеве поширення.

Тріщини розширення порід при розвантаженні. Гірські породи в земної корі перебувають у сильно стиснутому стані. Одне з основних сил, діюча повсюдно, викликається вагоювишележащей товщі. При вивільненні порід від дії стискають сил, що відбувається в Землі, в гірських виробках, в бортах річкових іовражних долин і інших таких умовах, породи починають видавлюватися у вільне простір. У виробках видушуються бічні стінки, покрівля і бідний грунт, які прагнуть заповнити її перетин; у Землі розвиваються тріщиниотслаивания; в бортах річкових долин і ярів з'являються характерні тріщини бічного відсічі.

Тектонічні тріщини з'являються у гірських породах під впливом тектонічних сил, що викликаються в земної корі ендогенними процесами.

Тектонічні тріщини багато в чому, від тріщиннетектонических. Відмінності виражаються насамперед у тому, що це тріщини більш витримані як упростиранию, і по падіння і орієнтовані з єдиного плану у різних за складом породах.

Тріщини відриву мають зазвичайлинзовидную (іноді P.S – образну) форму. Тріщини відриву нерідко утворюютькулисообразниеряди.(рис.4).

Вони внаслідок розсовування (>приоткривания) стінок тріщин: прямого (тріщини відриву) чи вуханя (тріщини розриву). Зазвичай тріщини виконані різними жильними мінералами (кварц,карбонати, рудні та інших.) і / чидайками магматичних порід.

Вісь алгебраїчно максимальних головних нормальних напруг (>1) під час формування тріщин відриву орієнтована у бік, нормальному (перпендикулярному) їх площинам.

Осі2 3 залягають у площині тріщини відриву: загалом (найпростішому) разі вісь3 залягає у бікпростирания що формується тріщини відриву, а вісь2 – збігаються з лінією її падіння (рис. 4). Тріщини відколу – за морфологією прямолінійні числабоизвилисти і характеризуються притертими (тісно стиснутими) краями і наявністю на площинах тріщин штрихів (борозен) ковзання. Останні свідчить про переміщенні стінок тріщин щодо одне одного. Тріщини зазвичай «порожні» (без виконання) і у місцях вигинів при переміщенні стінок тріщин виникатимуть порожні (пізніше виконані жильними мінералами) невеликі за проектною потужністю порожнини.

Зазвичай одночасно формуються щонайменше 2 систем про пов'язаних в часі та просторі (синхронних) тріщин відколу. Укинематическом відношенні ці тріщини ставляться до категоріївзбросов (>взбросо-сдвигов, зрушень ідр.).(рис.4.).

Тріщинисплющивания – прямолінійні, тісно стислі, короткі, без виконання, з їхньої стінках відсутні штрихи ковзання, що свідчить про тому, що пересування площинам тріщинсплющивания походили.

Вісь3 завжди орієнтована суворо перпендикулярно площинам тріщинсплющивания, вісь2– з їхньоїпростиранию, вісь1 – в напрямі їх падіння (рис. 4). Класифікація розривів зі зміщеннями розроблена виходячи з багаторічної практики геологів. Ці розриви діляться на шість основних груп: скиди,взброси, зрушення,раздвиги,надвиги і покрови.


Розриви кожної з груп мають відмітними морфологічними ознаками й утворяться що за різних динамічних і кінематичних умовах. Тому викладена класифікація є як морфологічній, і генетичної.Сбросами називаються порушення, у яких поверхню розриву нахилена убік розташування

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація