Кимкина Михайловна - Инженерная геология. Методическое пособие

© Кимкина Валентина Михайловна, 2019

ISBN 978-5-0050-9073-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Как показывает опыт строительства, для каждого сооружения необходимо детальное геологическое исследование (изыскание горных пород) с целью обследования данного участка для строительства. Недоработка этих исследований может привести к следующим ситуациям, которые могут вызвать аварию сооружений:

Аварийные ситуации:

Уплотнение горных пород под действием веса сооружения осадка фундамента в связи с этим;

Уплотнение водонасыщенных горных пород, в результате растворения легко растворимых солеей в составе горных пород подземными водами (просадка);

Чрезмерное давление сооружения на породу, которое приводит к выпору пород из-под фундамента;

Влияние физико-геологических явлений и процессов (землетрясений, оползней, селей и др.).

В связи с этим инженерная геология должна решать задачи:

Изучить природную обстановку и свойства грунтов, влияющих на устойчивость сооружения (отсутствие геологических процессов);

Рассчитать конструкцию фундамента и его тип, обеспечивающий надежность сооружения, составить прогноз устойчивости сооружения на весь период его эксплуатации;

Изучить взаимное влияние сооружения и окружающей среды, изыскать наиболее рациональное размещение сооружения с учетом природной остановки;

Академик Саваренский определил инженерную геологию, как отрасль геологии, решающую задачи приложения геологии к строительному делу.

Можно выделить три раздела инженерной геологии:

Грунтоведение;

Инженерная геодинамика;

Методика инженерно-геологических исследований.

История развития инженерной геологии выделяет три этапа:

До ХХ века инженерно-геологические изыскания не велись. Строительство проводилось на сновании опыта.

Появляется геологическая документация. Рекомендации и выводы носят качественный характер.

Современный этап. После 40-х годов ХХ века в инженерной геологии стали примнется количественные методы прогнозов, что позволило строить дорогостоящие сооружения в сложных геологических условиях.

Грунтоведение – это раздел инженерной геологии, который изучает горные породы, как основание для будущих сооружений.

Можно выделить следующие задачи грунтоведения:

Классификация физико-механических свойств грунтов, изучение показателей этих свойств, выделение грунтов с одинаковыми свойствами (типизация);

Определение количественных показателей свойств грунтов;

Прогноз возможных физико-механических свойств грунтов в процессе эксплуатации сооружения и оценка влияния этих изменений на устойчивость сооружения;

Составление программы улучшения свойств грунтов (технической мелиорации);

Региональное изучение территории, с целью выбора районов первоочередного строительства.

Литогенез горных пород. Понятие о генезисе.

Генезис горных пород – это их происхождение, образование.

Литогенезом называется процесс образования горных пород и все изменения, которые привели ее в современный вид.

По генезису породы разделяются на магматические, метаморфические и осадочные.

Магматической называется порода, возникшая из расплавленной магмы. При тектонических движениях земной коры, магма может подняться на поверхность Земли, при этом образуются два типа пород: интрузивные (образуются в земной коре) и эффузивные (излившиеся на поверхность, где в результате быстрого остывания становятся более рыхлыми и непрочными чем интрузивные).

Метаморфические породы образуются на глубине 10—15 км под действие высоких температур и давления из пород магматического и осадочного происхождения. В результате образуется слоистая порода, при этом свойства метаморфических пород, образованных из магматических, как правило, ухудшаются, из осадочных – улучшаются.

Литогенез всех пород проходит по плану:

генезис;

диагенез – преобразование породы под действием внешних условий;

метаморфизм – преобразование породы на большой глубине под действие большого давления и температуры;

выветривание.

Литогенез осадочных горных пород можно рассмотреть применительно к данной схеме следующим образом:

Генезис осадочных пород называется седиментогенез (осадконакопление), который можно представить в виде следующих этапов:

Выветривание скальных пород и образование продуктов выветривания.

Транспортировка продуктов выветривания, во время которого частицы сортируются, дробятся.

Накопление продуктов выветривания на дне водоемов.

Диагенез (осадконакопление) осадочных горных пород тоже происходит в три этапа:

накопление и предварительное уплотнение осадка (ранний диагенез);

собственно диагенез – это дальнейшее уплотнение осадка, его литификация за счет дегидратации и перекристаллизации;

катагенез (поздний диагенез) – это преобразование химической структуры осадка под действием химических реакций.

Метаморфизм – под действием тектонических движений порода может опустится в зону метаморфии, где под действием температуры и давления преобразуется в слоистую структуру;

В результате обратных тектонических движений порода может попасть в зону выветривания, где разрушается под действием солнца, температуры и воды.

Элювиальные грунты – образуются как продукт выветривания коренных пород. Они обладают неоднородностью состава и часто подлежат удалению при строительстве. В зависимости от состава породы (глина, известковая масса) образуются сланцы, глины, известняки.

Делювиальные грунты – образуются в результате смыва с водораздела или верхней части склона более легких компонентов грунта (глинистые и пылеватые частицы, мелкий песок). Делювиальные грунты – глинистые, неоднородные по составу, часто бывают обводнены и недостаточно устойчивы.