Озерно-болотные отложения

Морские отложения.

Рис на стр 339

В морях и океанах, в силу транспортирующего действия воды, осадки распределяются довольно закономерно.

У берегов - грубообломочная масса (галечники, гравий и т. д.); в зоне шельфа — пески различной крупности; на материковом склоне - глинистый материал.

По мере удаления от берега к обломочным накоплениям все более примешивается органический материал (илы) и осадки химического происхождения. Главная масса осадков откладывается в прибрежной и мелководной части моря.

На низких берегах за пляжной зоной формируются береговые валы из гальки, песка, битой ракушки. (высота 1—5 м, ширина до 10—12 м.)

Между валами и берегом располагаются пляжные отложения- пески, илы, гравий, реже галечник. В зоне шельфа-основная масса осадков, среди которых 1ое место занимают обломочные; 2ое-органогенные;3ье-химические образования. Химическим осадкам в прибрежной зоне более свойственны мелководные участки моря и лагуны (морские заливы, отделенные от моря подводным барьером).

На материковом склоне и океанском ложе-развиты органогенные осадки.

Морские отложения, широко распространены на суше, где они занимают огромные пространства на континентах в виде отложений большой мощности. Это связано с колебательными движениями земной коры, в результате которых морские породы оказались приподнятыми над уровнем моря. Среди них чаще встречаются мелководные отложения. Древние морские отложения на суше принято называть коренными породами.

30. Объёмные деформации грунтов: просадка, осадка, усадка, набухание, пучение

??????

ОТЛОЖЕНИЯ ОЗЕРНЫЕ— образуются на дне озер и представлены механическими (гравии, галька, песок, глина), хим. или орг. образованиями. Различают отл. пресноводных и соленых озер. В пресноводных накапливаются механические осадки, среди которых часто преобладают тонкозернистые глинистые с четкой горизонтальной слоистостью, а также сапропель, гиттия, диатомит. При зарастании озера у берега образуются торфяники, которые в конечную стадию развития распространяются и на середину озера. В соленых озерах накапливаются осадки преимущественно хим. происхождения: природная сода, мирабилит, галит, астраханит,эпсомит и др. Ввиду большого разнообразия типов озер, образующихся в разных физико-географических условиях, осадки их очень разнообразны. Ледниковые озера дают тесное сочетание ледниковых и озерных отл. (напр., ленточные четвертичные глины), карстовые озера заполняются в значительной мере карбонатными отл. Отл. провальных озер содер. скопления глыб обвального происхождения, а отл. долинных озер состоят преимущественно из глинистого, алевритового, реже кремнистого, карбонатного и сапропелевого материала. В О. о. резко проявляется климатическая зональность — озера гумидных равнин накапливают в основном алеврито-глинистые отл., аридных — галогенно-карбонатные.

Болотные отложени - минеральные и органич. осадки, накапливающиеся в болотах. Среди Б. о. преобладает ТОРФ, превращающийся со временем в гумусовые ископаемые угли. В торфяных болотах, питающихся не только атм. влагой, но и подземными водами, образуются небольшие стяжения карбонатов, железистых, фосфатных и др. минералов. Происходит также разрушение одних (хлорит, монтмориллонит, гидрослюда) и новообразование других (вермикулит, каолинит, хлорит-вермикулит) глинистых минералов под влиянием продуктов распада растений-торфообразователей и жизнедеятельности болотных фитоценозов.

32. Оползни и другие процессы на склонах

ОПОЛЗНИ

отрыв и скольжение по склону больших масс горных пород и почвы под влиянием собственной силы тяжести, чаще всего в результате действия грунтовых вод. Могут быть следствием нарушения человеком технологии обработки почвы, уничтожения растительности, особенно многолетней, и др.

скло́новые проце́ссы

процессы, происходящие на склонах, их формирующие и преобразующие. Все они осуществляются под действием силы тяжести и перемещают частицы грунта или крупные блоки горных пород вниз по склону, частично откладывая этот материал в нижней части склона и у его подножия. В зависимости от агента, производящего перемещение материала, различают: гравитационные процессы – оседание крупных глыб, осыпание, обвалы, оползни; водные (флювиальные) – смыв и аккумуляция поверхностным стоком (эрозия почв), размыв (образование склоновых промоин и оврагов), подмыв склонов рекой, группа процессов, обусловленных наличием и миграцией в грунте подземных вод (течение и сползание грунтов); мерзлотные (криогенные) – движения грунтов на склонах при их попеременном замерзании и оттаивании (солифлюкция, мерзлотное сползание); эоловые – выдувание сухих глинистых и песчаных частиц, их аккумуляция на склоне; береговые – разрушение береговых склонов волнением моря или озера (абразия), аккумуляция у их подножий пологих пляжей.

33. Оптимизация инженерно-геологических изысканий для сооружений различного уровня ответственности

Инженерно-геотехнические изыскания для строительства — работы, направленные на изучение свойств грунтов и грунтовых массивов, используемых в качестве оснований сооружений, среды для устройства подземных сооружений, а также для оценки устойчивости природных и антропогенных грунтовых массивов, склонов и откосов. Ккак самостоятельный вид инженерных изысканий в России введен относительно недавно. В 2006 году вышло постановление Правительства Российской Федерации № 20 от 19.01.2006 г. «Об инженерных изысканиях для подготовки проектной документации, строительства, реконструкции объектов капитального строительства», где, в составе инженерных изысканий был введен новый вид – инженерно-геотехнические изыскания.

Виды работ в составе инженерно-геотехнических изысканий, определены в приказе Минрегиона России № 624 от 30.12.2009 «Об утверждении Перечня видов работ по инженерным изысканиям, по подготовке проектной документации, по строительству, реконструкции, капитальному ремонту объектов капитального строительства, которые оказывают влияние на безопасность объектов капитального строительства». В соответствии с этим приказом, в составе инженерно-геотехнических изысканий выделяются следующие виды работ:

§ проходка горных выработок с их опробованием и лабораторные исследования механических свойств грунтов с определением характеристик для конкретных схем расчета оснований фундаментов;

§ полевые испытания грунтов с определением их стандартных прочностных и деформационных характеристик (штамповые, сдвиговые, прессиометрические, срезные). Испытания эталонных и натурных свай;

§ определение стандартных механических характеристик грунтов методами статического, динамического и бурового зондирования;

§ Физическое и математическое моделирование взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой;

§ специальные исследования характеристик грунтов по отдельным программам для нестандартных, в том числе нелинейных методов расчета оснований фундаментов и конструкций зданий и сооружений;

§ геотехнический контроль строительства зданий, сооружений и прилегающих территорий.

Необходимо отметить, что геотехнические изыскания, по своей сути, не являются новым видом работ. Указанные виды работ, входящие в состав геотехнических изысканий, ранее выполнялись в составе инженерно-геологических изысканий или по отдельным заданиям инженерами–геологами, гидрологами, геофизиками – в зависимости от конкретных целей и задач.

Инженерно-геотехнические изыскания (как правило, дополнительно или в комплексе с инженерно-геологическими изысканиями) выполняются в случаях:

§ строительства объектов повышенного уровня ответственности и уникальных объектов;

§ строительство объектов с заглублением подземной части более 10 м;

§ строительство объектов в условиях плотной городской застройки;

§ строительство объектов на участках с развитием опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

Инженерно-геотехнические изыскания позволяют решать следующие задачи. На предпроектной стадии геотехнических изысканий, включая предварительное определение зоны влияния проектируемого строительства на основе фондовых материалов инженерных изысканий прошлых лет и гидрогеологических изысканий на предпроектной стадии с учетом концепции строительства:

§ зона изменения гидрогеологических условий (глубина залегания, качество подземных вод, гидрогеология);

§ зона изменения напряженно-деформированного состояния с учетом предварительной концепции ограждения котлована и прогноза изменения гидрогеологических условий;

§ расчетная сейсмичность участка строительства (сейсмическое микрорайонирование).

На стадиях "Проект" и "Рабочая документация":

§ обследование зданий и сооружений в предварительно вычисленной зоне влияния проектируемого строительства.

§ уточненное определение расчетной сейсмичности участка строительства на проектной стадии с учетом материалов современных инженерных изысканий;

§ уточнение зоны влияния проектируемого строительства (гидрогеология, гидрогеологические условия и напряженно-деформированное состояние) на проектной стадии с учетом проекта строительства и материалов современных инженерных изысканий;

§ лабораторные испытания грунтов при динамических нагрузках, при насыщении водой;

§ динамические испытания грунтов в лаборатории для объектов, расположенных в зоне метро;

§ полевые и лабораторные испытания для определения физико-механических свойств насыпных грунтов;

§ прогноз изменения несущих свойств грунтов основания с учетом прогнозных изменений гидрогеологических условий (степень водонасыщения и качество подземных вод, гидрогеология);

§ расчеты осадок и перемещений окружающих зданий и сооружений, ограждения котлована, окружающего грунтового массива, строящегося здания от строительных и эксплуатационных динамических и статических нагрузок;

§ расчеты устойчивости естественных склонов, откосов искусственных насыпей и выемок;

§ расчеты устойчивости проектируемого здания с учетом возможности образования карстового провала;

§ геодезический мониторинг осадок и перемещений окружающих зданий и сооружений.

На стадии строительства:

§ геодезический мониторинг перемещений ограждающих конструкций, окружающих зданий и сооружений;

§ мониторинг напряженно-деформированного состояния основания и окружающего грунтового массива, несущих конструкций подземной части;

§ инструментальный мониторинг динамических воздействий на грунтовый массив и на строящееся здание;

§ оперативные расчеты напряженно-деформированного состояния с учетом данных мониторинга;

§ научное сопровождение строительства.

Для выполнения инженерно-геотехнических изысканий, в соответствии с законодательство РФ необходимо иметь допуск СРО на соответствующие виды работ. При этом следует отметить, что геотехнические изыскания выполняются, как правило, для объектов повышенного уровня ответственности.

Среди множества задач решаемых нами в ходе геотехнических изысканий, наиболее востребованными в настоящее время являются:

§ Геотехнический мониторинг

§ Наблюдения за состоянием вновь строящихся или реконструируемых зданий и сооружений;

§ Контроль изменения оснований и окружающего массива грунта;

§ Организация своевременного выявления отклонений в состоянии и работе конструкций, включая геотехнический мониторинг на объектах транспортного строительства (трубопроводы, резервуары, объекты транспортной инфраструктуры, путепроводы, мосты, тоннели и пр.);

§ Наблюдения за состоянием существующей застройки, находящейся в зоне влияния объекта нового строительства, включая (контроль котлованов и сооружений в зоне влияния, контроль окружающей территории при водопонижении и устройстве противофильтрационных мероприятий);

§ Разработка мероприятий по предупреждению и устранению возможных негативных последствий;

§ Испытания свай

§ Статические испытания свай;

§ Динамические испытания свай;

§ Мониторинг состояния окружающей территории в ходе устройства свайных фундаментов;

§ Контроль плотности и глубины свай с использованием геофизических методов.

§ Обследование фундаментов и грунтов основания при реконструкции объекта, а именно:

§ при увеличении этажности объекта;

§ при установке в помещениях тяжелого производственного оборудования (особенно при дополнительных динамических нагрузках);

§ при увеличении нагрузки вследствие перепланировки и усиления конструкций объекта и др.

§ Обследование фундаментов, грунтов основания, а также конструкций зданий и сооружений для определения возможных причин деформации.

§ Мониторинг опасных геологических процессов (карстово-суффозионные, подтопление, склоновые процессы, эрозионные процессы, склоновые процессы).

34. Основные группы методов определения свойств грунтов

Грунтоведческая лаборатория – образцы грунтов для лабораторных исследований отбираются по слоям грунтов в шурфах в буровых скважинах, которые располагают на строительных площадках. Эти образцы исследуют на различные физические свойства.

Полевые работы – исследование грунтов в полевых условиях. Определяют все прочностные и деформационные характеристики, как скальных, так и нескальных грунтов.

К полевым относятся: деформационные испытания грунтов, прочностные испытания грунтов,опытные строительные работы, стационарные наблюдения.

Деформационные испытания грунтов - сжимаемость грунтов изучают методами штампов, прессиометрами, динамическим и статическим зондированием.

Прочностные испытания грунтов – оценка сопротивления грунтов сдвигу в полевых условиях выполняются как в скальных, так и в нескальных грунтах. Сопротивление грунтов сдвигу определяется предельными значениями напряжений, при которых начинается их разрушение.

Опытные строительные работы(при строительстве объектов 1 класса) – испытания грунтов строительными конструкциями.

Стационарные наблюдения – проводят за развитием неблагоприятных геологических процессов(карстом, оползнями и др.), режимом подземных вод и температурным режимом многолетнемерзлых пород.

35. Основные факторы, определяющие многообразие метаморфических горных пород.

Тип метаморфизма	Факторы метаморфизма
Метаморфизм погружения	Увеличение давления, циркуляция водных растворов
Метаморфизм нагревания	Рост температуры
Метаморфизм гидратации	Взаимодействие горных пород с водными растворами
Дислокационный метаморфизм	Тектонические деформации
Импактный(ударный) метаморфизм	Падение крупных метеоритов, мощные эндогенные взрывы

Главными причинами, или факторами метаморфизма горных пород, являются температура, давление и химически активные вещества – растворы и летучие соединения.

Температура. Процессы метаморфизма, по мнению большинства исследователей, совершаются в интервале температур от 250 – 300 до 800 С. Повышение температуры всего на 10 С вдвое увеличивает скорость химических реакций, а на 100 С примерно в 1000 раз. В условиях земной коры повышение температуры вызывается двумя основными причинами:

1. погружением горных пород на большие глубины, что ведет к возрастанию температуры благодаря геотермическому градиенту (в среднем 1 на 33 мм.);
2. тепловым воздействием магматических расплавов, внедряющихся в земную кору.

Повышение температуры также может вызываться поступлением глубинных флюидов, местным возрастанием внутреннего теплового потока и некоторыми другими причинами.

Давление. Различают давление петростатическое (всестороннее) и боковое (одностороннее) или стресс.

Петростатическое давление является функцией глубины, и возрастание его обычно связано с погружением горных пород в глубь литосферы. Петростатическое давление также повышает температуру плавления минералов.

Боковое давление (стресс) возникает при интенсивных тектонических движениях дислокационного характера. Оно приводит к деформации, вызывает появление закономерностей пространственной ориентировки их в горной породе. Так, например, пластинчатые минералы располагаются плоскостями спайности перпендикулярно к направлению давления, в результате чего формируются так называемые сланцевые текстуры горных пород.

Химически активные вещества (вода, углекислота, водород, соединения хлора, серы и др.) являются катализаторами, облегчающими реакции между кристаллами, участвуют в образовании новых минералов, входя в их структуру и производя замещение старых минеральных ассоциаций новыми.

Существенная роль принадлежит фактору времени, ибо все это очень длительные процессы, осуществляющиеся в масштабах геологического времени.

Если же метаморфические преобразования сопровождаются значительным приносом и выносом, происходит замещение одних минеральных ассоциаций другими, изменяется химический состав горных пород. Такой метаморфизм называется метасоматическим.

36. Основные причины проявления метаморфизма.
37. Основные виды минералообразования.

Минералы в природе образуются различными способами, и процессы их образования (генезис), преобразования и распада происходят в соответствии с физико-химическими условиями в земной коре и на ее поверхности. Возникающие в результате минералы обладают химическим составом и физическими свойствами, которые находятся в равновесии с физико-химическими и биологическими условиями (температурой, давлением и концентрацией элементов) окружающей их обстановки. Если изменяются эти условия целиком или частично, то происходит преобразование или разрушение минерала.

Поэтому одно и тоже химическое соединение в разных физико-химических природных обстановках может быть представлено минералами одинакового химического состава, но с различными кристаллическими решетками и физическими свойствами (явление полиморфизма), как, например, алмаз, графит, имеющие один и тот же химический состав – С (углерод).

Генезис минералов определяется геологическими процессами, формирующими земную кору. Последние, в зависимости от места их возникновения, физико-химических и биологических условий среды, разделяются на эндогенные, экзогенные и космогенные.

К эндогенным (внутренним) геологическим процессам относятся процессы, происходящие внутри Земли за счет энергии, выделяемой в процессе преобразования вещества в глубинных зонах Земли (главным образом при распаде радиоактивных элементов), а также в результате действия силы тяжести (притяжения Луны и Солнца), вращения Земли вокруг оси, прецессии, нутации земной оси, движения по эллиптической орбите и, отчасти, за счет солнечной энергии. Этому сопутствуют высокие температуры и большие давления в недрах Земли.

Эндогенные процессы сводятся к движению и перераспределению вещества, слагающего Землю, к переходу его из одного состояния в другое при магматизме, тектонических движениях и метаморфизме. Они проявляются внедрением в земную кору глубинного силикатного расплава сложного состава, образованием больших разломов земной коры, протяженностью в тысячи километров и достигающих глубин в несколько сотен километров, формированием грандиозных складчатых систем (Альпы, Кавказ, Гималаи и др.), колебательными движениями земной коры, извержениями вулканов, землетрясениями, физико-химическими преобразованиями.

Эндогенные процессы проявляются в изменении строения земной коры, образовании в ее составе и на ее поверхности различных изверженных пород (граниты, базальты и др.). они сопровождаются созданием новых форм рельефа земной поверхности и вовлечением в геологические процессы новых химических элементов глубинного происхождения в соединениях (минералах), которые оказывается неустойчивыми в поверхностных условиях.

Образовавшиеся в результате эндогенных процессов минералы способны сохранять свой состав и свойства только при сохранении условий, в которых они сформировались. При перемене температур, высоком давлении, активизации биохимических процессов возникшие минералы будут изменять свой состав и свойства, приспособляя свою структуру к новой обстановке.

К экзогенным процессам относятся процессы, развивающиеся в результате взаимодействия горных пород и минералов земной коры с атмосферой, гидросферой и биосферой. Существенное значение в развитии экзогенных процессов имеет техногенная деятельность человека. Большую роль в экзогенных процессах играет сила тяжести (гравитация), электромагнитное поле Земли, потоки солнечной энергии и вещества из космоса, деятельность организмов и человека. При этом происходит поверхностное разрушение и преобразование минералов, созданных эндогенными процессами в верхних горизонтах земной коры и на ее поверхности как без участия высоких температур и больших давлений, так и с участием – при падении метеоритов, астероидов. Ранее созданные минералы подвергаются химической, механической, биохимической и антропогенной переработке, что приводит к образованию новых минералов, в соответствии с возникающими физико-химическими условиями в отдельных толщах земной коры на ее поверхности.

Экзогенные процессы выравнивают рельеф Земли, стремятся привести ее к форме геоида.

К космогенным процессам относится образование минералов во внеземном пространстве и выпадение их на Землю в составе метеоритов и космической пыли. В метеоритах встречаются самородное железо, алмазы, пироксены, оливин и другие минералы.

Таким образом, эндогенные процессы обуславливают начало «жизни» химических элементов и образуемых ими минералов в земной коре. Второй этап жизни минералов связан с экзогенными процессами. Метаморфические процессы минералообразования происходят тогда, когда ранее образовавшиеся магматические и осадочные породы подвергаются воздействию относительно высоких температур и давлений, преобразовывающих породы и слагающие их минералы.

38. Особенности происхождения минералов на земной поверхности.

(37 вопрос, экзогенные процессы)
39. Особенности строительства на лёссовых грунтах

Лесс – пылеватая горная порода с содержанием пылеватой фракции 30%-50%. Содержание глинистой фракции 5%-30%, кварц и силикаты 30%-90%, карбонат кальция 6%-8%. Для лессов характерно наличие вертикальных каналов. Лесс склонен образовывать столбчатые отдельности и удерживать вертикальные стенки. В лессовых грунтах находятся погребенные почвы, считается, что они образовались в периоды отепления между великими обледенениями.

Толщи лессовых горных пород способны выдерживать огромную нагрузку, при увлажнении они обнаруживают провальную просадку.

Методы строительства на лессовых просадочных грунтах.

В настоящее время применяют комплекс методов. Это связанно с многообразием свойств лессовых грунтов. Ни один из методов не может читаться универсальным. Современные способы строительства на лессовых грунтах позволяют успешно противодействовать возникновению просадочных явлений, особенно в грунтах I типа (просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5см), наибольший эффект борьбы с просадочностью достигается при комбинировании 2-3 различных мероприятий.

Выбор мероприятий производится на основе технико-экономического анализа, в число которых входят:

1. тип грунтовых условий;
2. мощность просадочных грунтов и величина просадки;
3. конструктивные особенности зданий и сооружений.

Все методы подразделяются на три группы:

1. водозащитные;
2. конструктивные;
3. устраняющие просадочные свойства грунтов.

Водозащитные мероприятия предусматривают планировку строительных площадок для отвода поверхностных вод, гидроизоляцию поверхности земли, предохранение зданий от утечек воды из водопроводов, устройство водонепроницаемых полов, покрытий, отмосток.

Конструктивные мероприятия рассчитаны на приспособление объектов к возможным неравномерным осадкам, повышение жесткости стен и прочности стыков, армирование зданий поясами, применение свайных, а также уширенных фундаментов, передающих давление на грунт меньше, чем Р_нач.

Наибольшее число методов связано с преобразованием лессовых просадочных оснований. Их подразделяют на 2 группы:

1. улучшение грунтов с применением механических методов;

2. физико-химические способы улучшения.

Механические методы преобразуют грунты либо с поверхности, либо в глубине толщ. Поверхностное уплотнение производят трамбовкой, послойной укаткой, вибрацией, замачиванием грунта под своим весом или весом сооружения. В глубине толщ уплотнение грунтов производят с помощью грунтовых свай (песчаных, известняковых), взрывов в скважинах, замачиванием через скважины с последующим взрывом под водой. Находят применение также песчаные и грунтовые подушки, грунтоцементные опоры.

К физико-химическим способам относят:

1. обжиг грунтов через скважины;
2. силикатизация;
3. пропитка цементным и глинистым растворами;
4. обработка различными солями;
5. укрепление грунтов органическими веществами.

40. Плывуны, меры борьбы с ними

Плывуны

насыщенные водой рыхлые отложения, способные в результате давления вышележащих толщ и других механических воздействий переходить в текучее состояние. Различают так называемые истинные П., обладающие тиксотропными свойствами (разжижающиеся при механических колебаниях и самопроизвольно восстанавливающие первоначальную структуру при их прекращении) и псевдоплывуны, тиксотропные свойства которых выражаются слабо. Борьба с плывунами сводится к их осушению. При проходке тоннелей, горных выработок и др. применяют особые меры защиты их от плывунов (специальные щиты, кессоны, замораживание и т.п.).