Кафедра оснований, фундаментов, инженерной геологии и геодезии

Кафедра оснований, фундаментов, инженерной геологии и геодезии

ЗАЧЕТНЫЙ МАТЕРИАЛ

По инженерной геологии

Выполнила: студентка

строительного факультета

Группы П-314

Мисейко Н.А.

Проверил:

Шведовский П.В.

Брест 2009

Оглавление

Форма 1…………………………………………………………………..2

А.Основные материалы…………………………………….………….3

1. Задание 1 (галит)………………………………………………………3

2. Задание 4 (вариант м)…………………………………………………4

3.Задание 10 (Кобрин)…………………………………………………...5

4. Задание 11……………………………………………………………...6

5. Задание 20 (отбор проб грунтов и воды)…………………………….9

Б.Тестовые вопросы……………………………………………………10

1. Тест 1 (вопрос 1)………………………………………………………10

2. Тест 3 (вопрос 24)……………………………………………………16

3. Тест 4 (вопрос 36)…………………………………………………….20

4. Тест 5 (вопрос 44)…………………………………………………….26

5. Тест 6 (вопрос 57)…………………………………………………….29

6. Тест 8 (вопрос 70)…………………………………………………….36

В. Зачетные вопросы…………………………………………………..37

1. Вопрос 6……………………………………………………………….37

2. Вопрос 33……………………………………………………………...40

3. Вопрос 62……………………………………………………………...43

Г. Дополнительный материал………………………………………..45

1. Зачетный вопрос №12………………………………………………..45

2. Зачетный вопрос №37………………………………………………..49

3.Зачетный вопрос № 42………………………………………………..53

Список используемой литературы ………………………………….59

А.Основные материалы

Задание №1.Описать один из минералов.

 

Галит (химическая формула NaCl)относится к классу галоидов, он образует крупные кристаллы, наросшие в пустотах и трещинах горных пород, реже вросшие в глину, ангидрит и каинит. Спайность совершенная по кубу, минерал раскалывается в трех направлениях; отличается текучестью; излом раковистый, немного хрупкий; плотность 2, 1-2, 2; твердость 2, 5; удельный вес 2, 2-2, 3г/см³; чистый минерал бесцветен, примеси окрашивают его в красный и желтый (оксиды железа), серый (битумы, глина) цвета; голубую окраску (до фиолетовой) часто с неравномерным распределением цвета каменная соль получила, подвергаясь радиоактивному облучению в глубинах Земли; цвет черты- белый. Галит имеет свойство плавиться, окрашивая пламя в желтый цвет. В воде легко растворяется, имеет приятный соленый вкус.

Химический состав. Натрий (Na) 39, 4%, хлор (Сl) 60, 6%.
Форма кристаллов. Кубические кристаллы, часто зернистые или шпатоподобные агрегаты (каменная соль).

Кристаллическая структура. Типичная ионная постройка. Гранецентрированная кубическая решетка: ионы натрия (Na⁺⁾ и ионы хлора (Сl^–), чередуясь в кристаллической решетке, располагаются по углам малых кубов.
Практическое применение. Галит служит сырьем для получения соляной кислоты и ее солей, служит рудой для получения металлического натрия и хлора.

Образование и нахождение: В пермский период 275-225 млн лет назад, на месте теперешней Германии происходило высыхание моря. На дне отлагались вначале малорастворимые соли, под конец - самые растворимые. Мертвое море (Палестина) - яркий пример испаряющегося соленого водоема. После того как мощные пласты новых осадочных пород отложились на солях, особо легкая соль стала подниматься в породу и образовала так называемые диапиры, или соляные купола. Аналогичным образом возникли месторождения в Техасе (бассейн Эбро); на западе Канады; в России (Соликамск); в Австрии, Вюртемберге (Германия), Карпатах, Испании, на юге Ирана. Вследствие покрывания выцветом почвы в степях и пустынях и на берегах соляных озер образуются так называемые солонцы. В результате сублимации соль часто образуется возле вулканов (Везувий и Этна в Италии). Особенно замечательные кристаллы происходят из северо- и среднегерманских земель. Здесь находили фиолетовые и синие кристаллы с ребрами длиннее 50 см.

 

 

Задание №4. Составить описание одного из типов геологического разреза.

 

 

 

 

Территория сложена породами девонского, каменноугольного, пермского, триасового, мелового и неогенового возраста. Тектоническая деформация произошла в триасовый период или в послетриасовое время (до мелового периода), о чем свидетельствуют смятые в синклинальную складку породы триаса, перми, карбона и девона. Стратиграфический перерыв наблюдается между триасом и мелом, а также между мелом и неогеном. В юре происходило разрушение верхней части синклинали. В кайнозойское время произошло накопление меловых и неогеновых отложений, залегающих между собой согласно. Толща же кайнозойских пород залегает несогласно по отношению к отложениям более древним.

 

Задание №10. После анализа геоморфологических карт составить описание геоморфологических условий для конкретной территории(Кобринский район, город Кобрин).

 

После анализа геоморфологических карт составим описание геоморфологических условий для территории Кобринского района, города Кобрина. Эрозионно-аккумулятивная поверхность рельефа территории относится к волнистым и пологоволнистым флювиогляциальным равнинам и низинам позерского оледенения.

Проанализировав карту высот Беларуси, определили, что данная территория находится на высоте от100м до 150м над уровнем моря, незначительные перепады высот на территории обусловлены равнинным рельефом. Завалуненность территории составляет от 10% до 1%.

 

 

 

 

Задание №11. Составить описание одного из генетических типов четвертичных отложений.

Морские отложения, донные осадки современных и древних морей Земли. Преобладают над континентальными отложениями, слагая более 75% общего объёма осадочной оболочки материковой земной коры. Формирование морских отложений началось с появлением первых морей в архее или в ещё более отдалённом геологическом прошлом, около 3, 5--4 млрд. лет назад, и происходило в течение всей геологической истории. Ископаемые морские отложения превращены процессами диагенеза в осадочные горные породы. К морским отложениям относятся большинство известняков, доломитов, мергелей и кремнистых пород, значительная часть глин и аргиллитов, алевролитов, песчаников, конгломератов, а из полезных ископаемых -- многие железные и марганцевые руды, большинство фосфоритов, горючие сланцы и др.. Многие метаморфические горные породы (гнейсы, сланцы, мраморы) первоначально накапливались как морские отложения.

Из поступающего на дно водоёма осадочного материала разного происхождения образуются основные типы морских отложений -- терригенные, биогенные, хемогенные и вулканогенные, а также различные их сочетания.

В зависимости от глубины, удалённости берега, форм рельефа дна, течений, условий обитания осадкообразующих организмов и др. факторов в пределах отдельных морских бассейнов существуют одновременно разнообразные обстановки осадкообразования, в которых развиваются разные фации морские отложения. Так, в прибрежной наиболее мелководной зоне под воздействием волнения накапливаются терригенные пески, галечники, ракушечники, а в участках затишья и близ устьев рек -- глины, алевриты. На подводных поднятиях и на открытых шельфах часты ракушечные и детритовые биогенные известковые осадки, пески; во впадинах эпиконтинентальных морей преобладают глины, алевриты, иногда богатые органическим веществом; встречаются мергелистые, известковые, кремнистые илы. Особый тип мелководных морских отложений представляют рифовые тела известняков или доломитов, часто залегающие среди глубоководных морских отложений. К мелководным морским отложениям относятся некоторые осадочные железные (оолитовые) и марганцевые руды, бокситы, фосфориты.

Глубоководные морские отложения, накапливающиеся главным образом в котловинах глубоких морей, преимущественно тонкозернистые (глины, алевриты, известковые и кремнистые илы), но встречаются и пески, отложенные придонными течениями. На склонах образуются подводно-оползневые отложения. В центральных частях обширных глубоких морей, куда поступает мало терригенного материала, морские отложения приобретают пелагический облик, приближаются к океаническим осадкам (пелагические диатомиты, известняки). На дне и у подножий склонов замкнутых котловин образуются морские отложения, обогащенные органическим веществом.

 

Ископаемые Морские отложения распознаются по содержащимся в них остаткам или следам жизнедеятельности морских организмов, которые, однако, могут отсутствовать (особенно в глубоководных морских отложениях). Признаками морских отложений служат некоторые аутигенные минералы (глауконит), структурные и текстурные особенности пород.

Массы морских отложений, их состав и распределение на поверхности Земли зависят в первую очередь от тектонического режима и климатических условий. Тектонические движения предопределяют образование морских бассейнов, их конфигурацию, основные черты рельефа дна и прилегающих берегов, обусловливают трансгрессии и регрессии моря, влияют на интенсивность осадконакопления и на мощности накапливающихся толщ морских отложений.Характер морских отложений в тектонических подвижных геосинклинальных областях и на относительно стабильных платформах существенно различен. Для первых характерны большие мощности, формирование на начальных и заключительных стадиях тектонических циклов глубоководных морских отложений: кремнистых и глинистых пород, туфов и туффитов, мергелей, пелитоморфных пелагических известняков, а также полимиктовых и граувакковых обломочных отложений -- конгломератов, песчаников, алевролитов, ритмично-слоистого флиша, подводно-оползневых отложений, рифовых известняков. Платформенные морские отложения -- мелководные органогенные известняки и доломиты, тонкозернистые терригенные породы (глины, мергели, мелкозернистые песчаники -- кварцевые, нередко глауконитовые) накопились преимущественно в эпиконтинентальных морях и отличаются небольшими мощностями.

Состав морских отложений закономерно связан с климатической зональностью Земли. Как показывает изучение современных морей, в основных климатических зонах морское осадкообразование протекает по-разному (см. Литогенез). В морях гумидных зон, в условиях интенсивного выноса реками продуктов выветривания пород суши, как в умеренном, так и в тропическом поясах господствуют терригенные отложения -- пески, алевриты, глины. В холодноводных бассейнах умеренного пояса местами накапливаются диатомовые илы. В пределах аридной зоны, в условиях слабого терригенного выноса, более широко развито биогенное карбонатонакопление, образуются ракушечные, мшанковые, фораминиферовые, кокколитовые, птероподовые осадки, а в тёплых водах тропической зоны -- кораллово-водорослевые рифовые комплексы; местами происходит хемогенное карбонатонакопление (оолитовые известковые осадки). В ледовой зоне большое значение приобретают ледово-морские отложения.

Условия образования морских отложений в течение геологической истории не оставались неизменными. Например, в протерозое и палеозое хемогенные морские отложения накапливались в более широких масштабах, чем в мезозое и кайнозое, когда большее развитие получило биогенное осадкообразование. В докембрии и раннем палеозое были широко распространены морские доломиты, а в последующие эпохи -- в основном известняки. Своеобразные морские отложения -- железистые кварциты (джеспилиты) известны только в протерозое и т. д. В этих изменениях можно видеть отражение длительной эволюции состава гидросферы и атмосферы, развития жизни на Земле.

 

Задание № 20.Описать один из видов работ при инженерно- геологических исследованиях.

Отбор проб грунтов и воды. Отбор образцов производят из обнажений, буровых скважин, шурфов и других выработок. Пробы отбирают послойно, на всю глубину выработки, но не реже чем через каждые 0, 5-1, 0 м. Наиболее детально опробуется слой, который будет несущим основанием сооружений. Из всех образцов, полученных при инженерно-геологических исследованиях, 5-10% отбирают для последующих лабораторных анализов.

Для инженерно-геологических работ обязателен отбор монолитов, т.е. образцов с сохранением их структуры. Особенно это важно при отборе образцов из слоев связных дисперсных пород (глины, суглинки), в которых кроме структуры необходимо сохранить природную влажность. В шурфах и обнажениях отбирают монолиты в форме, близкой к кубу, с размерами от 10х10х10 см до 30х30х30 см. Из буровых скважин с помощью грунтоносов отбирают цилиндрические монолиты высотой 20-30 мм. Монолиты немедленно парафинируют для сохранения их естественной влажности, т.е. обматывают слоем марли, пропитанной парафиногудронной смесью, подогретой до 60-65°С. Монолиты предохраняют от сотрясения и промерзания и хранят обычно не более 1, 5 месяцев.

Помимо монолитов, отбирают образцы нарушенной структуры и образцы рыхлых пород. Вес каждой такой пробы составляет до 0, 5 кг.

Пробы подземной воды берут из каждого водоносного горизонта в количестве от 0, 5 до 2 л. Количество отбираемой пробы зависит от вида химического анализа (полный или сокращенный) и степени минерализации воды. Вода набирается в чистую специальную емкость и тщательно закупоривается.

 

Б. Тестовые вопросы

Тест 1(вопрос №1). Какие существуют современные представления об образовании и строении Земли.

Солнечная система состоит из небесных тел. В нее входят: Солнце, девять больших планет, в том числе Земля, и десятки тысяч малых планет, комет и множество метеорных тел. Солнеч­ная система — сложный и многообразный мир, далеко еще не изученный.

Вопрос о происхождении Земли — важнейший вопрос естест­вознания. Более 100 лет пользовалась признанием гипотеза Кан­та — Лапласа, согласно которой Солнечная система образовалась из огромной раскаленной газоподобной туманности, вращавшейся вокруг оси, а Земля вначале была в жидком состоянии, а по­том стала твердым телом.

Дальнейшее развитие науки показало несостоятельность этой гипотезы. В 40-х годах XX в. акад. О.Ю. Шмидт выдвинул новую гипотезу происхождения планет Солнечной системы, в том числе и Земли, согласно которой Солнце на своем пути пересекло и за­хватило одно из пылевых скоплений Галактики, поэтому планеты образовались не из раскаленных газов, а из пылевидных частиц, вращающихся вокруг Солнца. В этом скоплении со временем воз­никли уплотненные сгустки материи, давшие начало планетам.

Земля, по О.Ю. Шмидту, первоначально была холодной. Ра­зогрев ее недр начался, когда она достигла больших размеров. Это произошло за счет выделения теплоты в результате распада имеющихся в ней радиоактивных веществ. Недра Земли приобре­ли пластическое состояние, более плотные вещества сосредоточи­лись ближе к центру планеты, более легкие у ее периферии. Произошло расслоение Земли на отдельные оболочки. По гипо­тезе О.Ю. Шмидта, расслоение продолжается до настоящего вре­мени. По мнению ряда ученых, именно это является основной причиной движений в земной коре, т. е. причиной тектонических процессов.

Заслуживает внимания гипотеза В.Г. Фесенкова, который счи­тает, что в недрах звезд, в том числе и Солнца, протекают ядерные процессы. В один из периодов это привело к быстрому сжатию и увеличению скорости вращения Солнца. При этом образовался длинный выступ, который потом оторвался и распался на отдель­ные планеты.

КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЛОБАЛЬНОЙ ЭВОЛЮЦИИ ЗЕМЛИ

Происхождение планет Солнечной системы и их эволюция активно изуча­лись в XX в. в фундаментальных работах О.Ю. Шмидта, B.C. Сафронова, X. Альвена и Г. Аррениуса, A.B. Витязева, А. Гингвуда, B.E. Хаина, О.Г. Сорохтина, СЛ. Уманова, JI.M. Наймарка, В. Эльзассера, Н.А. Божко, А. Смита, Дж. Юрайдена и др. Согласно современным космологическим представлениям, заложенным О.Ю. Шмидтом, Земля и Луна, равно как и другие планеты Солнечной системы, образовались за счет аккреции (слипания и дальнейшего роста) твердых частиц газопылевого протопланетного облака. На первом этапе рост Земли шел в уско­ряющемся режиме аккреции, но по мере исчерпания запасов твердого вещества в околоземном рое планетезималей протопланетного облака этот рост постепенно замедлился. Процесс аккреции Земли сопровождался выделением колоссального количества гравитационной энергии, примерно 23, 3 * 10³⁸ эрг. Такое количество энергии способно было не только расплавить вещество, но даже растворить его, но большая часть этой энергии выделялась в приповерхностной части Протоземли и терялась в виде теплового излучения. На то чтобы Земля сформировалась на 99 % ее современной массы, потребовалось 100 млн лет.

На первом этапе молодая Земля сразу же после образования была относите­льно холодным телом, и температура ее недр не превышала температуры плавле­ния земного вещества, в силу того что при формировании планеты происходил не только нагрев за счет падающих планетезималей, но и остывание за счет теплопотерь в окружающее пространство, кроме того, Земля имела однородный со­став. Дальнейшая эволюция Земли обусловлена ее составом, теплозапасом и ис­торией взаимодействия с Луной. Влияние состава сказывается прежде всего через энергию распада радиоактивных элементов и гравитационную дифференциацию земного вещества.

До формирования планетной системы звезда Солнце представляла собой практически классический красный гигант. Звезды этого типа в результате внут­ренних ядерных реакций водородного горения формируют более тяжелые химиче­ские элементы с выделением огромного количества энергии и возникновением сильного светового давления с поверхности на газообразную атмосферу. В резуль­тате комбинационного воздействия этого давления и огромного притяжения ат­мосфера звезды испытывала попеременное сжатие и расширение. Этот процесс в условиях динамического увеличения массы газовой оболочки продолжался до тех пор, пока в результате резонанса внешняя газовая оболочка, оторвавшись от Солнца, не превратилась в планетарную туманность.

Под воздействием силового магнитного поля звезды ионизированное вещест­во планетарной туманности подверглось электромагнитной сепарации слагающих его химических элементов. Постепенная потеря тепловой энергии и электриче­ских зарядов газов привело их к слипанию. При этом под воздействием магнит­ного поля звезды обеспечивалась эффективная передача момента вращения к образовавшимся в результате аккреции планетезималям, которые послужили нача­лом формирования всех планет Солнечной системы. При потере заряда ионизи­рованными химическими элементами последние превращались в молекулы, реа­гировавшие друг с другом, образуя простейшие химические соединения: гидриды, карбиды, оксиды, цианиды, сульфиды и хлориды железа и др.

Процесс постепенного уплотнения, разогревания и дальнейшей дифференци­ации вещества в образовавшихся планетах происходил с захватом частиц из окру­жающего пространства. В центре формирующейся протопланеты концентрирова­лись металлы за счет гравитационного разделения вещества. Вокруг этой зоны собирались карбиды железа и никеля, сернистое железо и оксиды железа. Таким образом образовалось внешнее жидкое ядро, которое в своей оболочке содержало гидриды и оксиды кремния и алюминия, воду, метан, водород, оксиды магния, калия, натрия, кальция и другие соединения. При этом происходила зонная плавка образовавшейся оболочки и сокращение поверхности и уменьшение объе­ма планеты. Следующими этапами было формирование мантии, протокоры и вы­плавление астеносферы. Протокора дробилась за счет упомянутого выше сокра­щения объема и поверхности. За счет этого на поверхность изливались базальты, которые после остывания вновь погружались в глубинную часть мантии и под­вергались следующей переплавке; затем часть базальтовой коры постепенно трансформировалась в гранитную.

Поверхностные слои Земли на этапе формирования состояли из мелкопори­стого реголита, который активно связывал выделявшиеся воду и углекислый газ за счет своего ультраосновного состава. Общий теплозапас Земли и распределе­ние температуры в ее недрах определялись скоростью роста планеты. В целом, в отличие от Луны, Земля никогда не плавилась полностью, а процесс формирова­ния земного ядра растянулся приблизительно на 4 млрд лет.

Примерно 600 млн лет продолжалось состояние холодной и тектонически пассивной Земли. В это время медленно -разогревались недра планеты и пример­но 4 млрд лет назад на Земле проявилась активная гранитизация и сформирова­лась астеносфера. При этом Луна как самый массивный спутник «вычищал» из околоземного пространства все имевшиеся там меньшие спутники и микролуны, а на самой Луне произошла вспышка базальтового магматизма, что совпало с на­чалом тектонической активности на Земле (период продолжался от 4, 0 до 3, 6 млрд лет назад). В этот же момент в недрах Земли возбуждается процесс гра­витационной дифференциации земного вещества — главного процесса, поддержи­вавшего тектоническую активность Земли во все последующие геологические эпохи и приведшего к выделению и росту плотного оксидно-железного земного ядра.

Так как в криптотектоническую эпоху (катархее) земное вещество никогда не плавилось, то не могли развиваться процессы дегазации Земли, поэтому первые 600 млн лет существования Земли на ее поверхности полностью отсутствовала гидросфера, а атмосфера была исключительно разряженной и состояла из благо­родных газов. В это время рельеф Земли был сглаженным, состоявшим из тем­но-серого реголита. Все освещалось желтым слабогреющим Солнцем (светимость была на 30 % меньше современной) и непомерно большим без пятен диском Лу­ны (она приблизительно в 300—350 раз превышала современную видимую пло­щадь диска Луны). Луна была еще горячей планетой и могла обогревать Землю. Стремительным было движение Солнца — всего за 3 ч оно пересекало небосвод, чтобы через 3 ч вновь взойти с востока. Гораздо медленнее двигалась Луна, так как она быстро вращалась вокруг Земли в ту же сторону, так что и фазы Луны проходили все стадии за 8—10 ч. Луна обращалась вокруг Земли по орбите с ра­диусом 14—25 тыс. км (сейчас радиус 384, 4 тыс. км). Интенсивные приливные деформации Земли вызывали вслед движению Луны непрерывную (через каждые 18—20 ч) череду землетрясений. Амплитуда лунных приливов составляла 1, 5 км.

Постепенно, примерно через миллион лет после образования, за счет осуще­ствлявшегося отталкивания лунные приливы снизились до 130 м, еще через 10 млн лет до 25 м, а через 100 млн лет — до 15 м, к концу катархея — до 7 м, а сейчас в подлунной точке современные приливы твердой Земли составляют 45 см. Приливные землетрясения в то время были исключительно экзогенного характера, так как никакой тектонической деятельности еще не было. В архее, в самом начале, дифференциация земного вещества происходила путем выплавле­ния из него металлического железа на уровне верхней мантии. В связи с исклю­чительно высокой вязкостью холодной сердцевины молодой Земли возникшая гравитационная неустойчивость могла быть компенсирована путем выжимания этой сердцевины к земной поверхности и затекания на ее место выделившихся ранее тяжелых расплавов, т. е. путем формирования у Земли плотного ядра. Этот процесс завершился к концу архея около 2, 7—2, 6 млрд лет назад; в это время все обособленные до этого континентальные массивы стремительно начали двигаться к одному из полюсов и объединились в первый на планете суперконтинент Моногея. Ландшафты Земли изменились, контрастность рельефа не превышала 1—2 км, все понижения рельефа постепенно заполнялись водой и в позднем ар­хее образовался мелководный (до 1 км) единый Мировой океан.

В начале архея Луна удалилась от Земли на 160 тыс. км. Земля вращалась вокруг своей оси с большой скоростью (в году было 890 суток, а сутки продол­жались 9, 9 ч). Лунные приливы амплитудой до 360 см деформировали поверх­ность Земли через каждые 5, 2 ч; к концу архея вращение Земли существенно за­медлилось (в году стало 490 суток по 19 ч), а Луна перестала влиять на тектоническую активность Земли. Атмосфера в архее пополнилась азотом, угле­кислым газом и парами воды, но кислород отсутствовал, так как он мгновенно связывался свободным (металлическим) железом мантийного вещества, постоянно поднимавшегося через рифтовые зоны к поверхности Земли.

В протерозое за счет перераспределения конвективных движений под супер­континентом Моногея восходящий поток привел к его распаду (примерно 2, 4—3, 3 млрд лет назад). Последовавшие затем формирования и дробления супер­континентов Мегагеи, Мезогеи и Пангеи проходили с образованием сложнейших тектонических структур и продолжались вплоть до кембрия и ордовика (уже в палеозое). К этому времени масса воды на поверхности Земли стала настолько большой, что уже проявилось в формировании более глубоководного Мирового океана. Океанская кора подверглась гидратации и этот процесс сопровождался усилением поглощения углекислого газа с образованием карбонатов. Атмосфера продолжала оставаться обедненной кислородом за счет продолжавшегося связыва­ния его выделявшимся железом. Этот процесс завершился только к началу фане­розоя, и с этого времени земная атмосфера стала активно насыщаться кислоро­дом, постепенно приближаясь к ее современному составу.

В этой новой ситуации произошла резкая активизация жизненных форм, об­мен веществ которых был построен на реакциях обратного окисления органиче­ских веществ, синтезируемых растениями. Так появились организмы царства жи­вотных, но это уже к концу кембрийского периода, в фанерозое, и это привело к возникновению всех типов скелетных и бесскелетных животных, сказавшихся на многих геологических процессах в поверхностной зоне Земли в последующие гео­логические эпохи. Геологическая эволюция фанерозоя изучена гораздо подробнее, чем другие эпохи, и можно коротко описать ее следующим образом. В это наибо­лее близкое нам время, как было выявлено, происходили трансгрессии и регрес­сии океана, глобальные изменения климата, в частности, чередование леднико­вых и практически безледниковых периодов, кстати, первым, как предполагается, на Земле было Гуронское оледенение в протерозое.

Процессы трансгрессий и регрессий океана при мощном развитии жизнен­ных форм, активная эродирующая деятельность ледников и эрозионная деятель­ность ледниковых вод привели к значительной переработке пород, слагавших по­верхностную зону земной коры, накоплению терригенного материала на океанском дне, седиментационным процессам накопления органогенного и хемогенного материала в водных бассейнах.

Пространственное расположение материков и океанов постепенно менялось и было весьма различным относительно экватора: попеременно, то северное, то южное полушарие было континентальным или океаническим. Климат также не­однократно менялся, находясь в тесной связи с эпохами оледенений и межледниковый. Активно от палеозоя до кайнозоя (и в нем) происходили изменения глу­бин, температуры и состава вод Мирового океана; развитие жизненных форм привело к выходу их из водной среды и постепенному освоению суши, а также эволюции жизненных форм вплоть до известных. На основании анализа геологи­ческой истории фанерозоя следует вывод, что все главные рубежи (разделение геохронологической шкалы на эры, периоды и эпохи) в значительной степени обусловлены столкновениями и расколами материков в процессе глобального пе­ремещения «ансамбля» литосферных плит.

СТРОЕНИЕ ЗЕМЛИ

В общем виде, как установлено современными геофизически­ми исследованиями на основании, в частности, оценок скоростей распространения сейсмических волн, изучения плотности земного вещества, массы Земли, результатов космических экспериментов по определению распределения воздушного и водного пространств и другими данными, Земля сложена как бы несколькими концент­рическими оболочками: внешними — атмосфера (газовая оболочка), гидросфера (водная оболочка), биосфера (область распространения живого вещества, по В.И. Вернадскому) и внутренними, которые называют собственно геосферами (ядро, мантия и литосфера) (рис. ).

Непосредственному наблюдению доступны атмосфера, гидро­сфера, биосфера и самая верхняя часть земной коры. С помо­щью буровых скважин человеку удается изучать глубины в основном до 8 км. Проходка сверхглубоких скважин осуществля­ется в научных целях в нашей стране, США и Канаде (в России на Кольской сверхглубокой скважине достигнута глубина более 12 км, что позволило отобрать образцы горных пород для непосредственного прямого изучения). Основной целью сверхглубоко-
го бурения является достижение глубинных слоев земной ко-
ры — границ «гранитного» и «базальтового» слоев или верхних
границ мантии. Строение более глубоких недр Земли изучается
геофизическими методами, из которых наибольшее значение
имеют сейсмические и гравиметрические. Изучение вещества,
поднятого с границ мантии, должно внести ясность в проблему
строения Земли. Особый интерес представляет мантия, так как земная кора со всеми полезными ископаемыми образовалась в конечном счете из ее вещества.

Коренные породы

 

 

Аллювиальные отложения рек и их строительные свойства. Бо­льшую часть обломочного материала реки выносят к морю и от­кладывают в районе дельт.

Значительная часть аллювиальных отложений скапливается в русле рек и на поймах. Общая мощность аллювиальных отложе­ний в долинах рек различна — от нескольких метров до десятков метров.

Состав аллювиальных отложений отражает скорость речного потока. Скорость потоков в течение года, ряда лет, а также в за­висимости от стадий развития реки весьма различна. Это приво­дит к накоплению в одной и той же части долины аллювиальных осадков различного состава и крупности, к литологической пест­роте аллювиальных толщ. В состав аллювия входят глыбы, валу­ны, галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы, органиче­ский материал. Там, где течения наиболее сильные, например горные реки, преобладает крупноблочный материал. Для равнин­ных рек свойственны пески и более мелкозернистые осадки.

По характеру осадков и месту их накопления речные отложе­ния разделяют на дельтовые, русловые, пойменные и старинные.

В дельтах накапливаются песчано-глинистые осадки. Матери­ал, который откладывается в руслах рек, называют русловым ал­лювием. В его состав входят пески и более грубые обломки — га­лечник, гравий, валуны. Пойменный аллювий откладывается в период паводка и представляет собой суглинки различного соста­ва, глины и мелкозернистые пески. Отложения поймы обычно обогащены органическим материалом. Старичный аллювий фор­мируется на дне стариц, на которых откладываются илы со зна­чительным количеством органических веществ. В период паводка в старицы поступает тонкозернистый песок, который, смешива­ясь с илом, образует илистые пески. Характерной формой залега­ния старичных отложений является линза.

В основании толщ аллювия обычно залегают отложения, от­личающиеся от покрывающих их толщ крупнозернистостью (га­лечники, гравий, крупнозернистые пески).

В пределах речных долин могут залегать отложения неаллю­виального характера. К их числу относят делювий, конусы выно­са пролювиальных наносов и эоловые накопления.

Речные долины служат местом активной производственной деятельности человека. В связи с этим аллювиальные отложения зачастую попадают в сферу строительных работ. К оценке аллю­виальных отложений, как оснований, следует подходить диффе­ренцированно, исходя из того, что существуют три разных типа грунтов — русловые, пойменные и старичные, не говоря уже об особенностях микрофаций аллювия.

В речных долинах, на поймах и надпойменных террасах часто приходится строить крупные здания и сооружения, передающие значительные нагрузки на грунт. Примером могут служить элева­торы, речные вокзалы, различные портовые сооружения и др. В качестве оснований для них принимают древний уплотненный аллювий аккумулятивных террас и русловые отложения, так как русловой аллювий, представленный крупными обломками и пес­ком, способен выдерживать тяжелые сооружения. Русловые отло­жения в долинах крупных рек служат хорошим основанием для мостовых переходов. В случаях, когда русловой аллювий пере­крывается пойменными и старичными отложениями, используют свайные фундаменты.

Древний пойменный аллювий в виде суглинков и глин твер­дой консистенции является хорошим основанием. Однако следу­ет иметь в виду, что на древних террасах аллювиальные суглинки часто имеют лессовидный облик и могут обладать просадочными свойствами. В этом случае строительство следует вести как на лессовых просадочных грунтах.

Современный пойменный аллювий обладает высокой влажно­стью либо вообще находится в водонасыщенном состоянии с низкой несущей способностью. Суглинки и глины легко перехо­дят в пластичное и даже текучее состояние.

Наиболее слабыми из аллювиальных отложений являются ста­ричные иловатые. При строительстве между подошвой фундамен­та и иловатым грунтом применяют песчаные подушки или свай­ные фундаменты.

Следует учитывать и такую характерную особенность аллюви­альных отложений, как многослойность их толщ с наличием линз и пропластков. Слои и прослои под нагрузкой могут обла­дать различной сжимаемостью, что значительно усложняет расчет осадки сооружений. Особенно большая опасность угрожает зда­нию, если его фундамент в разных своих частях опирается на грунты с различной сжимаемостью. С аллювиальными отложени­ями связаны такие явления, как плывунность песчаных и набуха­ние глинистых грунтов.

Тест 5 (вопрос №44). Какие межпластовые воды называются артезианскими.

Межпластовые подземные воды. Эти воды располагаются в во­доносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапор­ными и напорными (артезианскими).

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично (рис. 68).

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водонос­ных слоев в виде синклиналей или моноклиналей. Площадь распространения напорных водоносных горизонтов на­зывают артезианским бассейном.

Отдельные части водоносных слоев залегают на различных вы­сотных отметках, что и создает напор подземных вод. Напорных подземных горизонтов может быть несколько. Каждый из них имеет область питания там, где водоносные слои выходят на по­верхность и имеют высокие отметки. Область питания, как прави­ло, не совпадает с площадью распространения межпластовых вод.

Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем. Высотное положение уровня связано с характером залегания во­доносных слоев. Он может быть выше поверхности земли или ниже ее. В первом случае, выходя через буровые скважины, вода фонтанирует, во втором — поднимается лишь до пьезометриче­ского уровня.

Многие артезианские бассейны занимают огромные площади, содержат ряд водоносных горизонтов, являются важным источником питьевой и техничес­кой воды, обладают большой водообильностью, вода обычно хо­рошего качества.

123456Следующая ⇒

Поделиться: