СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................... 4
1. Породообразующие минералы. Магматические и метаморфические горные породы (занятие №1)........................................................................................................ 5
2. Осадочные горные породы. Основные признаки осадочных горных пород (занятие №2)...................................................................................................................... 10
3. Горные породы как грунты. Физические свойства грунтов (занятие №3).. 19
4. Классификация грунтов согласно ГОСТ 25100-95 (занятие №4)................ 26
5. Геологические карты и разрезы (занятие №5).............................................. 28
6. Геологические и инженерно-геологические процессы и явления
(занятия №6, 7).................................................................................................... 35
7. Основы гидрогеологии. Определение скорости и направления движения
грунтовых вод (занятие №8).............................................................................. 50
8. Инженерно-геологические изыскания (занятие №9)..................................... 55
9. Прогнозирование изменения геологической среды (занятия №10, 11)....... 65
10. Расчетно-графическая работа. Анализ инженерно-геологических условий территории, оценка перспективности её застройки. Карта гидроизогипс............................ 85
Список использованных источников................................................................. 95
Приложение 1..................................................................................................... 96
Приложение 2.................................................................................................... 98
Приложение 3..................................................................................................... 100
Приложение 4..................................................................................................... 102
Приложение 5..................................................................................................... 132
Приложение 6..................................................................................................... 134
Приложение 7..................................................................................................... 136
Приложение 8..................................................................................................... 138
ВВЕДЕНИЕ
Инженерно-геологические исследования как часть инженерных изысканий представляют собой важнейший этап любого строительного процесса, в особенности это касается сооружений с развитой подземной частью или на сложных грунтовых условиях. От полноты, продуманности программы инженерно-геологических изысканий и качества их проведения зависит уровень достоверности исходной информации для проектирования, которая, соответственно, определяет степень учета при проектировании всех особенностей площадки строительства, правильность выбора рациональных типов фундаментов и конструкций сооружения, степень безопасности технологии его возведения, необходимость и объем проведения тех или иных предупредительных мероприятий и т.д., что в конечном итоге, во многом определяет стоимость и надежность функционирования объекта при последующей эксплуатации.
В связи с этим в процессе изучения курса «Инженерная геология» является необходимым приобретение основных представлений о составе, строении, состоянии и свойствах геологической среды, развивающихся в ней природных и техногенно вызванных геологических процессах; возможных изменений геологической среды под влиянием строительства и эксплуатации сооружений, негативно влияющих на геологическую обстановку застроенной территории, методике и методах исследований при инженерно-геологических изысканий, а также содержании инженерно-геоэкологического обоснования проектов в различных региональных условиях с учетом прогнозного изменения геологической среды.
Учебное пособие составлено с целью оказания помощи студентам при изучении вышеприведенных вопросов, составляющих основу курса инженерной геологии применительно для проектирования зданий и сооружений.
1. Породообразующие минералы.
Магматические и метаморфические горные породы
Рассматриваемые вопросы:
- определение и описание минералов как составных частей горных пород;
- магматические горные породы, классификация и их важнейшие особенности;
- метаморфические горные породы, классификация и их важнейшие особенности.
Породообразующие минералы, их физические свойства, классификация
Минералы, входящие в состав горных пород в количестве больше чем 1%, называются породообразующими.
Формы нахождения минералов в природе
1). Кристаллы – правильные многогранники:
кварц – призмы, заостренные к верху;
пирит, галит – кристаллизуются в виде кубов;
слюда, графит – вытянутые в двух направлениях (плоские, листоватые, чешуйчатые).
2). Друзы – (с греческого щетка) – сростки минералов, кристаллы вырастают на какой-либо основе.
3). Землистые массы (глинистые минералы).
Основная масса минералов имеет кристаллическое строение, которое влияет на их форму, прочность. Прочность – зависит от типа структурных связей решетки – ионная, ковалентная, металлическая, водородная, молекулярная.
Физические свойства минералов
Каждый минерал имеет определенные физические свойства. Главнейшими из них являются: внешняя форма, оптические характеристики (цвет, прозрачность, блеск), показатели твердости, спайность, излом, плотность.
Внешняя форма минералов разнообразна. В природных условиях они чаще всего приобретают неправильные очертания.
Цвет для очень многих минералов строго постоянен. Их условно разделяют на светлые (кварц, полевые шпаты, гипс, кальцит и др.) и темные (роговая обманка, авгит и др.).
Прозрачность – способность минералов пропускать свет. Выделяют три группы минералов: прозрачные (кварц, мусковит и др.), полупрозрачные (гипс, халцедон и др.) и непрозрачные (пирит, графит и др.).
Блеск – способность поверхности минералов отражать в различной степени блеск. Блеск может быть металлическим и неметаллическим, который в свою очередь может быть стеклянным (кварц, силикаты), жирным (тальк), шелковистым (селенит, асбест) и т.д.
Твердость – способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по 10-бальной шкале твердости Мооса.
Спайность – способность минералов раскалываться или расщепляться по определенным направлениям с образованием плоскостей раскола.
Излом характеризует поверхность разрыва и раскалывания минералов Различают излом по спайности (кальцит), раковистый (кварц), землистый (каолинит) и др.
Плотность минералов различна и колеблется в пределах от 0,6 до 19 г/см3.
Минералы могут обладать рядом других физических свойств: хрупкостью, плавкостью, магнитностью, вкусом, запахом и т.д.
Классификация минералов основана в основном на их химическом составе:
1). Самородные элементы – элементы находятся в свободном состоянии (сера S, графит C, алмаз C).
2). Сульфиды – соединения металлов с серой – пирит FeS2.
3). Сульфаты – соли серной кислоты (гипс CaSO4∙2H2O, ангидрит CaSO4). При соприкосновении с водой ангидрит переходит в гипс, увеличиваясь в объеме на 30%.
4). Окислы и гидроокислы – кварц SiO2, опал SiO2∙nH2O, лимонит Fe2O3∙nH2O.
5). Карбонаты – соли угольной кислоты – кальцит CaCO3, доломит
CaMg (CO3)2, магнезит MgCO3.
6). Галоиды – соли соляной кислоты – галит NaCl– ионный тип решетки.
7). Силикаты – слюды, глинистые минералы (каолинит, монтмориллонит, гидрослюда), полевые шпаты (ортоклаз, плагиоклаз).
Минералы классов фосфатов, вольфрамитов встречаются гораздо реже, чем другие.