Форма и строение Земли, геосферы и их взаимодействие, химический состав земной коры. Геотермический режим

Учебное пособие

для студентов заочной формы обучения строительных специальностей

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011

Содержание

1. Рекомендации по изучению курса «Инженерная геология». 3

2. Список литературы.. 3

3. Обзор содержания курса инженерной геологии. 3

3.1. Введение. 3

3.2. Общие сведения о Земле. Форма и строение Земли, геосферы и их взаимодействие, химический состав земной коры. Геотермический режим. 4

3.3. Минералы и горные породы, процессы их образования, классификации, свойства. 5

3.4. Возраст горных пород. Абсолютный и относительный. Геохронология. 6

3.5. Тектонические движения земной коры, их классификация, значение для инженерно-геологических условий территории. Сейсмические явления. Влияние инженерно-геологических условий на сейсмическую опасность. 7

3.6. Основы грунтоведения. Твердая, жидкая, газообразная составляющие в грунтах. Структура и структурные связи. Показатели состава и состояния, водных и механических свойств (прочность, сжимаемость) грунтов. 8

3.7. Подземные воды. Виды их  режим, влияние природных и техногенных факторов. Закономерности движения. Расчеты притока к водозаборам. 8

3.8. Экзогенные геологические процессы и основные генетические типы грунтов. 9

3.9.Геологическая деятельность человека. Техногенные отложения. Инженерно-геологические процессы. 14

3.10. Инженерно-геологические изыскания, их содержание и структура. 16

4. Вопросы к зачету. 17

5. Контрольная работа. 19

 

Рекомендации по изучению курса «Инженерная геология»

При самостоятельном изучении Инженерной геологии необходимо, прежде всего, ознакомиться с приведенном далее кратким обзором ее содержания и основными понятиями, характеризующими общую структуру учебной дисциплины. Понятно, что многие понятия и закономерности и тем более их приложения в таком обзоре не могут быть разъяснены. Поэтому ознакомление с этим материалом - только первоначальный этап изучения предмета.

Второй этап – углубление знаний по темам программы с использованием одного из указанных ниже в списке литературы учебников, а также других источников. Целесообразно увязать это с решением двух задач:

- углубление знаний о понятиях, закономерностях и методах, в обзоре указанных, но не разъясненных детально;

- выполнение контрольной работы.

При дефиците времени на очные (аудиторные) занятия их эффективное проведение возможно только на основе охарактеризованной самостоятельной работы. Тогда, выполнив контрольную работу и прослушав лекции по наиболее сложным вопросам курса, можно обеспечить качественное усвоение предмета.

Список литературы

1. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. М., Высшая школа, Изд.1 – 2000; изд. 2 – 2005.

2. Пешковский Л.М., Перескокова Т.М. Инженерная геология. М., Высшая школа, изд. 2 – 1982.

3. Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и гидрогеология. М., Высшая школа, – 1980.

 

Обзор содержания курса инженерной геологии

Введение.

 

ИГ как самостоятельная геологическая наука сформировалась в 20-х годах прошлого века в связи с потребностями различных видов строительства – промышленного, транспортного, гидротехнического и др. Далее она развивалась в направлении изучения строительных свойств горных пород, особенно дисперсных грунтов (грунтоведение), геологических явлений и процессов в земной коре и на ее поверхности, в том числе связанных с деятельностью человека (инженерная геодинамика). Позже были разработаны принципы и методика выделения районов, областей и регионов, характеризуемых общностью важных для строительства геологических условий (региональная ИГ).

С увеличение масштабов строительства и хозяйственной деятельности в целом (возникновение огромных промышленно-транспортных комплексов, городов-мегаполисов, освоение подземного пространства и т.д.) все большее значение получает обоснование путей снижения негативного воздействия инженерно-хозяйственной деятельности на природную среду. По отношению к геологической среде, то есть верхним слоям земной коры, это - важная задача современной ИГ.

В ИГ интегрируются достижения и методы многих геологических наук – минералогии, геоморфологии, геотектоники, геохимии, гидрогеологии, литологии и других. Некоторые сведения по ним приводятся в учебном курсе инженерной геологии. В свою очередь, знание инженерной геологии необходимо для последующего изучения механики грунтов, оснований и фундаментов, земляного полотна железных и автомобильных дорог, искусственных сооружений. 

Общие сведения о Земле.

Форма и строение Земли, геосферы и их взаимодействие, химический состав земной коры. Геотермический режим.

 

Приняв приближенно форму земли в виде шара со средним радиусом 6371,1 км, строение ее можно характеризовать совокупностью геосфер. К внешним геосферам относятся атмосфера, гидросфера и биосфера. К внутренним – земная кора (ЗК), литосфера, мантия и ядро. ЗК толщиной около 70 км состоит из трех слоев, названных по характеру типичных пород: осадочный, гранитный и базальтовый; в океанической ЗК гранитный слой отсутствует. Мантия подразделяется на верхнюю (до 900км) и нижнюю (глубже до 2900). Верхний слой мантии вместе с ЗК образуют литосферу (до 140 км глубины).

В ядре выделяют его внешнюю оболочку (2900 – 5000 км) и само ядро. В них и нижней мантии протекают процессы движения и преобразования вещества, приводящие к выделению внутренней – эндогенной – энергии Земли. Она проявляется в образовании минералов и горных пород, структур литосферы и ЗК, рельефа, т.е. характера поверхности последней. Таким образом, имеет место взаимодействие всех перечисленных геосфер.

Наиболее распространенными в ЗК являются следующие химические элементы: кислород (46,5), кремний (25,7), алюминий (7,6), железо (6,2). В скобках приведены массовые доли элементов в %. Далее следуют Ca, Na, Mg, K, H, Ti, C. Остальные элементы в сумме составляют менее 1%.

Геотермический режим ЗК определяется взаимодействием вышеуказанной эндогенной энергии и внешней (экзогенной), главным образом солнечной. В итоге в ЗК выделяют три зоны: в верхней преимущественное значение имеет влияние солнечного тепла и соответственно проявляются суточные, сезонные и другие колебания температуры; глубже следует нейтральный слой, в котором температура постоянна и близка к среднегодовой. Еще глубже наблюдается устойчивый рост температуры, интенсивность которого характеризуется указанием геотермических ступени и (или) градиента.