Шпаргалка к экзамену по Инженерной геологии
Подождите немного. Документ загружается.
основные черты которой воплощены в геологическом строении и рельефе той или
иной территории.
33. Классификация геологических процессов
Все геологические процессы делятся на экзогенные (внешние) в
эндогенные (внутренние). Экзогенные геологические процессы происходят
в результате воздействия внешних оболочек земли (гидросферы и
атмосферы) на земную кору и охватывают ее поверхностные части. Они
обнаруживают связь с внешними, в частности, климатическими условиями
и обычно подчиняются климатической зональности. По своей
направленности экзогенные процессы подразделяется на денудационные и
аккумулятивные, однако между собой неразрывно связаны, как, например,
связаны явления смыва, Размыва и оврагообразования с процессами
накопления делювия, овражного аллювия, отложений конусов выноса и т.д.
Обычно достаточно точно выделяются части территории, в одних из
которых превалируют денудационные процессы и процессы, их
подновляющие, тогда как в других сосредоточены главным образом
процессы аккумуляции и литификации осадков. Подобное разгра ничение
позволяет выделить особенности геодинамической обстановки и состояние
и свойства горных пород покровной толщи изучаемой территории.
Экзогенные геологические процессы возникают в результате
геологической работы поверхностных вод, подземных вод и атмосферы.
Одни из них обязаны своим развитием в основном поверхностным водам
(явления смыва и размыва, оврагообразования и т. д.), другие —
подземным водам (карст, фильтрационное разрушение горных пород),
третьи — атмосфере (ветровая коррозия горных пород, процессы
развевания и навевания — движущиеся пески). Некоторые экзогенные
процессы возникают в результате совместных действий подземных и
поверхностных вод (например, оползни) или подземных вод и атмосферы
(выветривание горных пород, разнообразные виды объемных деформаций
почво-грунтов). По этому принципу выделяются естественные группы
экзогенных геологических процессов. Экзогенные геологические процессы
поддаются с различной степенью эффективности инженерному
управлению, например, путем вертикальной планировки территории,
регулирования подземного и поверхностного стока, режима влажности и
температурного режима горных пород. Эндогенные геологические
процессы возникают под действием внутренней энергии, выделяемой
землей. Из числа эндогенных Геологических процессов, определяющих в
наибольшей степени геодинамическую обстановку месторождения,
наибольший интерес представляют сейсмические процессы,
неотектонические движения земной коры и явления геотермии. Эндогенные
геологические процессы не поддаются инженерному управлению, поэтому
строительство и эксплуатация горных предприятий в зонах продления этих
процессов основывается на их прогнозировании и создании падежных,
приспособленных к данной геодинамнческой обстановке инженерных
конструкций, а также технологических схем и методов разработки полезных
ископаемых. Таким образом, современные геологические процессы и
горногеологические явления в совокупности определяют геодинамическую
обстановку производства горных работ. Геодинамическая 0бстановка
характеризуется состоянием геофизических полей, Пронизывающих
геологическую среду (полей напряжений и деформаций, геотермического,
гидрогеодинамического) и горногеологических явлений.
Раздел инженерной геологии, в котором рассматриваются современные
геологические процессы и горно-геологические явления с позиции их
влияния на условия разработки месторождений полезных ископаемых,
называется инженерной геодинамикой. Основными задачами геодинамики
являются: 1) изучение современных геологических процессов с целью
определения их влияния на устойчивость, надежность и долговечность
горнотехнических сооружений; 2) прогноз изменений геодинамической
обстановки района производства горных работ; 3) обоснование защитных
инженерных мероприятий, обеспечивающих безопасное ведение горных
работ, рациональное использование недр и охрану окружающей среды.
Перечисленные задачи решаются путем детального изучения структуры
массива пород и его геодинамического состояния с широким привлечением
методов инженерной петрографии (грунтоведения), натурного и
модельного экспериментирования и механики структурированных сред.
34 Эндогенные процессы – это геологические процессы, связанные с энергией,
возникающей в недрах Земли. К эндогенным процессам относятся тектонические движения
земной коры, магматизм, метаморфизм горных пород, сейсмическая активность. Главными
источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение
материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация).
Тектонические процессы бывают медленными и быстрыми, медленные в свою очередь
разделяются на радиальные или колебательные и тангенциальные.Рассмотрим каждый вид в
отдельности. Медленные колебательные тектонические движения: эти движения могут быть
восходящими или нисходящими. Особенностью этих движений, которая отличает их от
остальных видов эндогенных процессов, является то, что они могут быть очень
значительными по масштабам и продолжительности. Могут охватывать своим влиянием
очень крупные территории и определять тем самым их наиболее важные инженерно-
геологические условия на очень длительное время. Важной особенностью этого вида
тектонических движений является также то, что они могут вызывать и способствовать
развитию определенных видов экзогенных процессов, явлений. В результате этих видов
движений отдельные крупные участки земной коры на протяжении многих столетий
поднимаются, а другие опускаются со скоростью от нескольких миллиметров до нескольких
сантиметров в год.
Инженерно-геологическое значение огромно, ведь от них зависит положение границы
между морем и сушей, интенсивность размытия берегов волнами моря, то есть процессами
абразии, образование крупных оползней и другие явления. Эти процессы необходимо
учитывать в первую очередь при строительстве городов у моря, гидротехнических
сооружений, плотин, мелиоративных сооружений. Для наблюдения за такими явлениями
создаются специальные наблюдательные станции, которые используют геодезические
измерения очень высокой точности. Медленные тангенциальные тектонические движения:
их делят на пликативные или складкообразовательные и дизъюнктивные или разрывные.
Наличие подобных дислокаций усложняет инженерно-геологические условия строительных
площадок, в частности нарушается однородность грунтов в основаниях сооружений,
образуются зоны дробления, снижается прочность грунтов, по трещинам разрывов
периодически происходят смещения, а также циркулируют подземные воды. При крутом
падении грунтов фундамент сооружения может располагаться одновременно на различных
по свойствам грунтах, что нередко приводит к деформации сооружения. Также негативные
последствия могут иметь расположения сооружений на линии разлома. Для строительных
целей наиболее благоприятными условиями является горизонтальное залегание слоев,
большая их мощность, однородность состава, отсутствие разрывов, в таких случаях
сооружение получает наибольшую устойчивость, так как есть предпосылки для
равномерной сжимаемости пластов или их уплотнения под всем сооружением.Быстрые
тектонические движения: землетрясения являются наиболее катастрофическими, они могут
быть очень значительными по масштабам и по продолжительности, и определять таким
образом инженерно-геологические условия крупных территорий, однако, в отличие от
медленных, они происходят не постоянно, а периодически Причем они могут проявлять
очень высокую активность, которая может оказывать катастрофическое влияние на
инженерно-геологические условия, здания, людей, животных. Особенностью землетрясений
является также то, что они могут быть вызваны не только природными процессами, но и
иногда деятельностью человека, в частности различными взрывами. В инженерной геологии
землетрясения оцениваются по их силе, то есть по тому воздействию, которое они
оказывают на поверхность земли, на рельеф, здания, людей, животных. В России для оценки
силы землетрясения принята двенадцатибальная шкала Меркалли. За землетрясениями
ведут постоянное наблюдение, в том числе при помощи приборов-сейсмографов, на
основании многолетних наблюдений и их статистической обработки составлены карты
землетрясений, с разделениями территорий на участки по максимальной силе
землетрясений, которая там когда-либо наблюдалась, в соответствии с этими картами вся
земная поверхность разделена на зоны: сейсмические, асейсмические, пенесейсмические. К
сейсмическим относят районы с силой землетрясения от 7 баллов и выше, асейсмические -
землетрясений нет вообще, пенесейсмические - районы, в которых землетрясения бывают
редко и не превышают по силе 6 баллов. Землетрясения способствуют развитию опасных
экзогенных процессов, таких как: оползни, обвалы, осыпи и другие. При проведении
строительных работ в сейсмических районах выполняется сейсмическое
микрорайонирование. Оно заключается в корректировке баллов по сейсмической карта с
учетом конкретных инженерно-геологических условий той или иной строительной
площадки. Это необходимо делать потому, что баллы сейсмических карт дают только
некоторые усредненные характеристики условий районы и не отражают конкретных
условий локальной строительной площадки. В связи с этим, данные баллы подлежат
уточнению на основе детальных инженерно-геологических исследований строительной
площадки, которые необходимо производить до начала проектных работ. В результате
таких уточнений происходит увеличение исходных баллов по сейсмической карте на
единицу для участков, сложенных рыхлыми породами, и их уменьшение на единицу для
участков, сложенных прочными скальными породами. Породы промежуточных категорий
могут сохранить без изменений свою исходную балльность, такая корректировка баллов
справедлива в основном для равнинных районов, для горных районов надо учитывать и
другие факторы, в первую очередь такими факторами являются рельеф, склонность к
оползням и обвалам.
35,37. Стало ясным, что Тектонические движения весьма разнообразны
как по форме проявления, так и по глубине зарождения, а также, очевидно,
по механизму и причинам возникновения. По др. принципу
Тектонические движения были разделены ещё М. В. Ломоносовым на
медленные (вековые) и быстрые.
Быстрые движения связаны с землетрясениями и, как правило, отличаются
высокой скоростью, на несколько порядков превышающей скорость
медленных движений. Смещения земной поверхности во время
землетрясений составляют несколько м, иногда более 10 м. Однако такие
смещения проявляются эпизодически и в сумме дают эффект, не намного
превышающий эффект медленных движений.
Современные колебательные движения - это медленное воздымание или
опускание отдельных блоков с разными скоростями и величиной
перемещений. Наибольшее поднятие установлено на Аляске. Здесь на горе,
на высоте 1500 м, обнаружены раковины современных моллюсков.
Изучение таких движений проводится с помощью повторного
нивелирования по одним и тем же профилям. Это дает возможность
определить скорость движения данного участка.Современные движения
земной коры по виду и темпу подразделяют на несколько типов:
медленные или вековые движения отдельных участков земной коры,
развивающиеся на протяжении, по крайней мере нескольких столетий;
сейсмические колебания - толчки различной силы и длительности,
особенно интенсивные и частые в орогенических областях, но
охватывающие и области платформ; периодические колебания, связанные с
гравитационным воздействием окружающих Землю космических тел,
прежде всего Луны и Солнца (Лунно-Солнечные приливы); сложные
колебания поверхности Земли, связанные с сезонными изменениями
метеорологических условий. Поля тектонических напряжений в настоящее
время связывают с первым из указанных типов движений.
Современные медленные движения земной коры имеют вертикальные и
горизонтальные составляющие, скорости которых различны и зависят,
главным образом, от тектонического типа региона, строения и
местоположения участка земной коры. Данные непосредственных
измерений и наблюдений в нашей стране и за рубежом свидетельствуют о
приуроченности высоких горизонтальных напряжений к зонам
тектонических поднятий земной коры, причём уровень горизонтальных
напряжений тем выше, чем выше скорость поднятий. Поскольку районам
поднимающихся блоков литосферы свойственна повышенная
сейсмичность, между степенью тектонической напряжённости и
сейсмичностью существует тесная связь. Медленные движения земной
коры, направленные вниз, неизбежно должны сменяться движениями
вверх, и наоборот. Они охватывают всю земную кору. Такие радиальные
движения находят подтверждение во многих геологических явлениях.
Медленные тангенциальные движения земной коры распространены не
менее широко, и их существование тоже не вызывает сомнений.
36. Складчатые и разрывные дислокации пластов. Земная кора
обладает различной подвижностью. На поверхности Земли постоянно
возникают горные системы и океанические впадины. Осадочные породы
первоначально залегают горизонтально. Тектонические движения
(сейсмические явления, землетрясения, вулканизм) выводят пласты из
горизонтального положения, нарушают первичную форму залегания. Эти
нарушения получили название дислокации (или вторичные формы
залегания). Дислокации в зависимости от вида тектонических движений
разделяют на складчатые (не разрывные) и разрывные. Складчатые
дислокации формируются без разрыва сплошности слоев. К ним относятся
моноклиналь, складка и антиклиналь.
Моноклиналь – наиболее простая форма связанных тектонических
нарушений в слоистых горных породах, связанная с наклонным залеганием
слоев, которые однообразно падают в одном направлении (от 5 и более
градусов).
Флексура – моноклинальное и горизонтальное залегание слоев нарушается
коленообразным изгибом, обусловленным возведением на породы
тангенциальных тектонических сил.
Складки – тектонические нарушения представляют собой волнообразные
изгибы слоев горных пород, среди которых выделяют выпуклые
(антиклинали – замок расположен вверху, крылья – внизу) и вогнутые
(синклинали – замок расположен внизу. А крылья – вверху). Разрывные
дислокации образуются в результате интенсивных тектонических
движений, сопровождающиеся разрывом сплошности пород и смещением
слоев относительно друг друга. Амплитуда смещения может быть от
нескольких сантиметров до километров при ширине трещин до нескольких
метров. К разрывным дислокациям относятся сбросы, взбросы, грабены,
горсты, сдвиги и надвиги.
Сбросы – разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры
опустилась вниз по отношению к неподвижной.
Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры
поднялась в результате тектонического движения по отношению к
неподвижной.
Грабен – когда подвижный участок земной коры опустился по отношению
к двум неподвижным участкам в результате тектонического движения.
Горст – обратное грабену движение. Сдвиг – представляет собой
разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение
горных пород по простиранию.
Надвиг – обратное сдвигу перемещение.
С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными
местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород,
где присутствует большая их мощность, однородность состава.
Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой
среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом
сооружения и создается наибольшая их устойчивость. Наличие дислокации
резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия
строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента
сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность
пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим
подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и
деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки
различных его частей.
38. Суть и инженерно-геологические основы микросейсмического
районирования Сейсмические (от греч. «сейсмос» - колебание) процессы
возникают в результате разрядки внутренних напряжений Земли. Они
относятся к категории наиболее опасных геологических процессов. На
поверхности земной коры сейсмические процессы проявляются в виде
землетрясений (на суше) и моретрясений (на дне океанов). Землетрясения –
внезапные подземные толчки и быстрые упругие колебания земной
поверхности. По происхождению различают землетрясения вулканические,
связанные с извержением вулканов, денудационные (обвальные и
провальные), техногенные, возникающие в результате подземных взрывов
и других видов деятельности человека. Однако наиболее
распространенными и разрушительными являются тектонические (95%
всех землетрясений в мире), связанные с внутренней энергией Земли.
Наука, которая всесторонне изучает землетрясения, называется
сейсмологией. Основной объем наблюдений выполняется на сейсмических
станциях, оснащенных весьма чувствительными приборами для записи
колебаний грунта – сейсмографами. Землетрясения исключительно опасны
не только прямым воздействием, но негативными последствиями в виде
оползней, обвалов, снежных лавин, селей, цунами и других
неблагоприятных процессов. Сейсмическое микрорайонирование основано
на уточнении (корректировка на 1 – 2 балла) данных ОСР (общего
сейсмического районирования) на конкретных застраиваемых территорий.
Корректировка балльности производится в зависимости от грунтовых,
геоморфологических и тектонических условий участка предполагаемого
строительства. Повышают на 1 – 2 балльность при строительстве на
участках с сильно расчлененным рельефом, на берегах рек и склонах
оврагов, в местах развития опасных геологических процессов (карста,
оползней и др.) при высоком залегании уровня грунтовых вод. Карст (нем.
Karst) (карстовые явления) , явления связанные с растворением
природными водами горных пород (гипса, каменной соли и др.). Карст
характеризуется комплексом подземных (пещеры, полости, ходы,
естественные колодцы) и поверхностных (воронки и др.)форм рельефа,
своеобразием циркуляции и режима подземных вод, речной сети и озер.
Крайне опасны участки вблизи тектонических разрывов. Повышают
балльность и при строительстве на рыхлых песках и водонасыщенных
глинистых грунтах. Наиболее благоприятные грунты при строительстве в
сейсмических районах – прочные скальные, крупнообломочные с
небольшим содержанием песчано – глинистого заполнителя и
многолетнемерзлые в твердомерзлом состоянии. На строительных
площадках, сложенных этими грунтами, балльность снижают на 1 балл в
сравнении с балльностью, указанной на сейсмических картах. В
равнинных и холмистых районах, для которых отсутствуют карты
сейсмического микрорайонирования, сейсмичность площадки
строительствауточняют с помощью таблицы № 1. (СНиП 11 – 7 – 81*, изд.
2000г.)
39. Выветривание - процесс разрушения и химического изменения горных
пород вследствие перепадов температуры, химического и механического
воздействия атмосферы, воды и живых организмов. Это совокупность
физических, химических и биохимических процессов преобразования
горных пород и слагающих их минералов в приповерхностной части
земной коры. Происходит за счет действия различных факторов - влияния
колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и живых
организмов на горные породы. Если горные породы длительное время
находятся вблизи от поверхности или непосредственно на поверхности
Земли, то в результате их преобразований образуется кора выветривания. В
процессе выветривания различные промежуточные и конечные продукты
разложения могут растворяться и выноситься приповерхностными водами.
Их миграция осуществляется в виде взвесей, коллоидных и истинных
растворов. Механическое выветривание. При механическом выветривании,
раздробление пород происходит вследствие тектонических процессов,
деятельности воды, льда, ветра под влиянием силы тяжести и других
причин.
Химическое выветривание связано с тем, что многие минералы, оказавшись
у поверхности Земли, вступают в различные химические реакции. Объем
их при этом увеличивается, и горная порода разрушается. Основными
факторами этого типа выветривания являются атмосферная и грунтовая
вода, свободные кислород и углекислота, растворенные в воде
органические и некоторые минеральные кислоты. К процессам
химического выветривания относятся окисление, гидратация, растворение
и гидролиз. Химическое разложение протекает одновременно с механиче-
ским раздроблением.
Физическое (морозное) выветривание протекает под влиянием колебаний
температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают
попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию
трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Особенно активно
физическое выветривание в районах с континентальным климатом, где
отмечается существенная разница суточных и сезонных температур.
Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии,
грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т.д.)
установление возраста, строения, мощности‰и‰ состава
коры‰выветривания‰ выделение в ней ослабленных зон;
оценка‰ скорости‰выветривания‰ разных пород в различных
условиях];
оценка‰ выветрелости пород на разных участках‰и‰ в частях разреза
коры‰выветривания‰
Выветривание, более активное в свежеобнаженных горных породах,
сократит срок длительной устойчивости их в откосах каналов и карьеров, в
выемках железных шоссейных дорог, в стенках подземных горных
выработок. Это обстоятельство обязывает при инженерно-геологических
изысканиях изучать все геологические процессы, происходящие на иссле-
дуемой территории, независимо от того, катастрофический или нека-
тастрофический характер развития они имеют.
40. В процессе фильтр вода соверш разрушит работу. Из пород вымыв
составляющ их частицы. Это сопровож оседанием поверхн земли,
образован провалов, воронок и т. д.. Этот процесс выноса частиц, а не его
последствия, назыв суффозией (от лат. подкапывание). Явлен, связан с
выщелачив-ем горн пород (известняков, доломитов, гипса и т. д.) и образов
при этом пустот (каналов, пещер и др.), сопровож-ся различ провалами
земной поверхн, получ назван карстовый процесс или карст. Для
карстового процесса главн явл раствор пород и вынос из них вещ-в в
растворен виде. Оч важным услов развит карста явл степень водопрониц
пород. Чем более водопрониц порода, тем интенсив развив процесс
растворен. Наил услов в этом отношен создаются в трещинов породах,
особенно при налич трещин шир не менее 1 мм, так как это обеспеч свобод
циркуляц воды. Суффозия и карст отриц сказыв на устойчив зданий и
сооруж, что вынуждает активно бороться с ней. При этом использ следующ
способы: 1. Прорезка фундам-и зданий слоя суффозионного гр. 2. Прекращ
фильтр воды в суффозион слое различ способами (дрениров длля осуш
пород, их водозащитой или гидроизоляц и др.) 3. Упрочнение ослаблен
суффозией гр их цементацией, силикатизацией, уплотнением, глинезацией
и др. 4. Примен особых видов фунд-в, напр свайных или отсыпка
грунтовых подушек из песка и др. Выбор того или иного приема
строительства завис от геологич строения площадки, типа и вида гр
оснований, конструкц объекта и технич возможност строит организ.
Обвалы. Это резкое обруш кр масс гор пород с их опрокидыв и дроблен.
Обвалы возник на крутых склонах (более 45-50 град) и обрывах ест. форм
рельефа (склоны речных долин, ущелья, побережья морей), а также в
строител котлованах, траншеях, карьерах. При кр обвалах, как это бывает в
горах, масса обломков устремл вниз по склону, увлекая за собой попутный
рых материал, падает в долины, разруш здания, дороги, засып русла рек.
Наиб. часто обвалы быв связ с трещинов пород, избыточ увлажнен пород,
землетряс и др. В бол случ обвалы проявл в периоды дождей, таяния снега,
весенних оттепелей. На участках, где возмож кр обвалы, строит провод
опасно. Борьба с мал обвалами обыч сводит к предупрежд их возникнов.
Одним из наибол распространен способов, как и в случ с лавинами, явл
искусствен обрушен склонов при помощи взрывов небольш мощн или
путем забивки клиньев в трещ обвалоопасн породы. Способ «клинования»
более предпочтит т. к. он безопаснее взрывного, ибо неверно расчит по
силе взрыв может сам вызвать кр обвал. Оползни. Это скользящ смещ гор
пород на склонах под действ гравитации и при участии поверхност или
подземн вод. Они разруш здания и сооруж на самих склонах и ниже их.
Борьба с оползнями во многих случ явл чрезвыч сложной, дорогостоящ и
зачастую не эффек. Противооползнев мероприят подразд на 2 вида: 1.
Активные, способ воздейств на основн прич оползня путем полного
пересеч или некот ослаблен ее действ, в частности, снятие перенапряж
грунтов толщи за счет разгрузки любого вида. 2. Пассивные, направлен на
закреплен гр люб способами. Осыпи. На крутых склонах, особенно в гор
районах, где развиты скал породы, активно действ процессы физич
выветрив. породы растрескив и обломки скатыв вниз по склонам до места,
где склон выпокаживается. Этот процесс назыв осыпанием. Мощность
осыпей у подножья склонов различ и колебл от нескольк м до десятков м.
Осыпи значит ослож строит. Обломоч материал засып сооруж, полезн
площадки. С небольш щебен. осыпями борьба вед довольно простыми сп-
ми, кот свод к уборке той части обломоч материала, кот располож выше
сооруж по склону. Этот сп-б достаточно трудоемок. Из инж-х сооруж для
борьбы с осыпями примен соскальзывающ осыпи, устраив галереи и
тоннели для дорог. На особо опасных участках организ службу наблюден.
41. В районах вечной мерзлоты наблюд ряд явлен, связан с резкими изменен t
воздуха и гор пород. Их назыв морозн явлен. К ним относят пучение, образование
наледей, термокарста, солифлюкцион процессы, марей и т. д. Пучением назыв
увелич объема глин и пылеватых пород, а иногда и мелких песков при промерзан
деятельного слоя. Это выраж в поднятии поверхн земли. При неравномер поднятии
возник небольш бугры. Пучение явл следств появлен в породах кристаллов, линз и
прослоев льда за счет имеющейся в них воды или вследств притяг влаги к
промерзающ участкам со стороны грунтов вод или из сильно увлажнен пород.
Процесс пучения может протек в течение одной зимы (сезонное пучение) или ряда
лет (многолетнее пучение). Сезон пучение связ с породами деятельн слоя, а
многолетн, кроме того, со слоями, залегающ ниже зоны сезон промерзания. Все
виды пучения могут быть прич поврежд сооружен. Деформац зданий проявл как в
период пучения гр, так и при их оттаивании, всл-ие неравномер осадки. В процессе
пучения часто возник кр бугры пучения. Их формиров протек ряд лет и объясн 2
прич: 1. промерзанием надмерзлотной воды и образов значител кол-ва льда в
деятел слое. 2. напором воды и грунтов массы, кот подним снизу и вспучив верх-
ние мерзлые пласты пород. Бугры, образовав за счет внедр воды, назыв
гидролакколитами. Такие многолет бугры пучения по высоте мог достиг десятков
м. После протаивания льдистого ядра на месте бугров образ западины, озера.
Поднимающ бугры пучения вызыв значител разруш сооруж, располож на их
поверхн. Наледи. В зимн время по мере промерз деятел слоя уменьш сечен талого
слоя. Это привод к возникнов напора воды и появлен трещ в мерзлых породах, ч/з
кот вода выбрасыв на поверхн, где и замер. За счет притока воды из глубины кол-
во льда может длител время нарастать: это грунтов наледи. Кроме того, при глуб
промерз рек образ реч наледи. Вода вылив ч/з трещ и растек по поверх льда, реки и
прибреж уч-в, образуя мощ пласты слоист льда. Для строит наибол опасны
грунтов наледи. Вода может проник в подвалы зданий, подзем каналы и при замерз
разруш их. Наледи наруш нормал эксплуат транспорт коммуникаций.
Термокарст. Это процесс вытаивания подземн льда в резул измен температурного
режима, например при потеплен климата. В резуль образ полости, возник осадки
поверхн и даже провальные формы рельефа. На склонах возник оплывины, особен
в подошве мерзлых пород вследств их оттаивания в теплое время года. Оттаявший
грунт медлен течет по кровле мерзлого слоя под действ силы тяжести, создавая
потоки, сплывы, террасовидные уступы и т. д. Это явлен назыв солифлюкцией.
Основ прич этого процесса это переход пород в текучую консистенцию вследств
переувлажнен при оттаивании. Движ талых, водонасыщ масс гр при уклоне 2-5°
имеет хар-р вязкого течен, захватывающ больш площади склонов, но на небольш
глуб 0,2-0,5 м. При уклонах поверхности 7-10° уже образ сплывы, близкие по хар-
ру к оползням. Часто смещения происход по небольш ложбинам, образуя так
называемые земляные потоки. Солифлюкционные процессы способствуют
развитию осыпей, курумов и т. п. Мари представ собой заболочен низинные уч,
возникающ при оттаивании верхнего слоя мерзлой породы. В основании марей
леж мерзлый гр. На этих болотах развив кочки, медлен нараст слой мало
разложивш торфа. При проектиров на вечномерзлых породах рекоменд
предусматрив возможность строит-ва по следующ вариантам: 1. Без учета
вечномерзлого состоян грунтов, т. е. строить как на талых породах (скальные и
полускальные породы без кр включ льда и др пород, кот при оттаивании не дают
осадки). 2. С сохранен вечномерзлого состоян гр в течение всего периода
эксплуат сооружен (строят неотаплив помещ, либо приним меры, исключающ
поступлен тепла в мерзлый грунт); метод целесообразен при сильно льдистых
породах, дающих при оттаивании недопустимо большую осадку. 3. С допущ
оттаивания мерзл гр при строител и эксплуат сооруж, конструк кот приспособ к
восприят значит и неравномерн осадков (обломоч породы, не выдавливающ из-под
фундаментов). 4. С предпостроечным оттаиванием и упрочнен гр еще до возвед
фундамен. Этот м-д наиб целесообразен при налич сыпуче-мерзлых пород со
значител включен льда, а также на уч с несплошным распростр мерзлых пород.
Для уплотнен и отвода воды из оттаявшего гр примен трамбование,
дренажи, электросушение и т. д. От пучения гр примен общее осуш территор, уве-
лич нагрузки на фундамент, противопучинные обратные засыпки, например,
галькой, отделенной от гр в стенках котлована дощатыми огражден, электрохимич
обработк гр введен в него хлористого кальция и т. д. От наледей успешно примен
мерзлотные пояса в виде канав глубин в 3/4 мощн деятел слоя. Породы под
откосами и дном канав промерз и созд препятств для движ грунтовых вод. Наледи
при этом могут возник лишь за пределами защища сооруж. Против речных наледей вдоль
берега отсып земляные валы. Несм на приним меры, здания и сооруж в области вечной
мерзлоты нередко получ деформации. Прич деформаций-неравномерные осадки всл-вие
оттаивания гр и реже пучение. Только тщат выполн всех видов изыскательских, проектн и
строител работ, а также правил эксплуат зданий и сооружен могут обеспеч им необходим
устойчив и длител существов без каких-либо существен деформаций.
42. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ — процессы,
возникающие в природной обстановке под воздействием строительства и
эксплуатации различных инженерных сооружений. К типичным И.-т. я.
относятся: 1) при поверхностном строительстве (дорож ное, аэродромное и
др.) — деформация дорожного полотка во время замерзания и оттаивания
(дорожные пучины, образование колеи); 2) при глубоком (более 2 м)
промышленном, гражданском, гидротехническом, железнодорожном
строительстве — сжатие пород (осадки, проса.ч ка), деформация откосов
(осыпи, оползни, обвалы), изменение режима грунтовых вод,
выщелачивание пород; 3) при глубинном строительстве (десятки — сотня
метров от поверхности земли) — проходке туннелей метро, разработке
полезных ископаемых — горное давление, стреляние, запучивание
выработок, сдвижение дневной поверхности, изменение режима подземных
вод с прорывом их в выработки, газовыделение и т. д.).
Процессы, возникшие в результате деятельности человека, получили
название инженерно-геологических (антропогенных) процессов -
процессы и явления понимаются процессы и явления, возникшие в
результате взаимодействия инженерных сооружений с геологической
средой. Совокупность геологических и инженерно-геологических
процессов и порождаемых ими явлений характеризует геодинамическую
обстановку. Этот термин может быть применен в любой территории
независимо от се размеров: к целому региону, имеющему
народнохозяйственное значение, к району строительства крупного
сооружения или непосредственно к самой строительной площадке.
Инженерно-геологические процессы, так же как и геологические
процессы, могут стать опасными и угрожать сохранности сооружений,
если они не были своевременно учтены или если их прогноз выл дан
неправильно. Для нормальной эксплуатации и сохранности сооружений
необходим правильный количественный прогноз возможного развития
инженерно-геологических процессов и что недоучет влияния этих
процессов крайне опасен и очень часто вызывает разрушение сооружений.
45. Регион инж геол – раздел ИГ, кот заним изуч инжен-геол усл крупной
территор, закономерности их формирования и распространения, а также
прогноза изменений под влиянием прир биологических и инженер-геол
условий. Главной задачей является прогноз изменений инженерно-
геологических условий на длительный период, а также районирование
территорий с одинаковыми инженерными условиями. Инженерно-
геологические условия являются одинаковыми для тех территорий,
которые имеют одну и ту же или близкую историю развития и строения и
находятся в одних и тех же районах и климатических зонах. Региональная
инженерная геология изучает закономерности формирования и
распространения инженерно-геологических условий. Под инженерно-
геологическими условиями территории обычно понимается
совокупность геологических факторов, определяющих характер
инженерно-хозяйственного освоения территории. К ним относятся:
геологическое строение (и горные породы), рельеф, гидрогеологические
условия, геологические и инженерно-геологические процессы.
Инженерно-геологические процессы возникают в результате
деятельности человека, и поэтому в настоящее время инженерно-
геологические условия формируются не только под влиянием
процессов, происходящих в природе, но и в результате инженерной и
хозяйственной деятельности человека. Сейчас уже можно говорить о
взаимосвязи между инженерно-геологическими условиями и
деятельностью человека. От инженерно-геологических условий во
многом зависит инженерная и хозяйственная деятельность человека, а
она, в свою очередь, может привести к изменению инженерно-
геологических условий. Такая постановка вопроса помогает лучше понять
всю значимость вопросов, которыми занимается региональная
инженерная геология. Из нее также вытекает, что одной из главных
задач инженерной геологии является прогноз изменения инженерно-
геологических условий территории под влиянием деятельности
человека. Инженерно-геологические условия оказываются одинаковыми
на тех территориях, которые имеют одну и ту же или близкую
историю геологического развития и находятся в одних и тех же
природно-климатических зонах. Если сравниваемые территории имеют
разную историю геологического развития или расположены в различных
природно-климатических зонах, то их инженерно-геологические условия не
могут быть одинаковыми, они будут разными. Отсюда следует, что понять
современные инженерно-геологические условия можно только при изучении
истории геологического развития интересующей нас территории, особенно в
новейшее время. Региональная инженерная геология при изучении территорий
должна опираться на историческую геологию. В частности, при анализе истории
геологического развития территории необходимо уделять большое внимание
вопросам тектоники, палеогидрогеологии, изменениям, которые происходили в
новейшее время вплоть до голоцена.
В том случае, если на интересующую территорию имеются карты необходимого
масштаба – геологическая, гидрогеологическая, геоморфологическая и др., а история
геологического развития территории хорошо изучена, то стоящие перед
региональной инженерной геологией задачи значительно облегчаются. В этом
случае необходимо объединить имеющиеся сведения общегеологического характера
с теми специальными сведениями, которые были получены для данной территории в
двух других разделах инженерной геологии – в грунтоведении и инженерной
геодинамике. Иначе говоря, в этом случае инженерно-геологические особенности и
свойства горных пород, развитых на интересующей нас территории, и действующей
на ней геологические процессы должны быть рассмотрены в зависимости от
геологического строения рельефа, гидрогеологических и ландшафтно-
климатических условий. Причем все это рассмотрение должно быть проведено в
историческом плане, когда одновременно учитываются тектоника и палеоклимат,
процессы денудации и аккумуляции и т.д.
Более сложные задачи возникают перед региональной инженерной геологией, когда
инженерно-геологическому изучению подлежат недостаточно изученные
территории, для которых отсутствуют геологические и другие карты необходимого
масштаба. В этом случае инженерам геологам самим приходится проводить
дополнительное геологическое изучение территории наряду с изучением своих
специальных вопросов.
46. Инженерно-геологическое районирование территории проводится по
комплексу геологических факторов (рельеф, строение и свойства горных
пород, гидрогеологические условия, развитие современных
геодинамических процессов и т.д.). На картах инженерно-геологического
районирования выделяются участки по степени их пригодности для
хозяйственного освоения, по устойчивости к воздействию опасных
природных явлений. Такое ранжирование территорий позволяет
обеспечить высокое качество и надежность создаваемых объектов, а также
их оптимальное инвестирование. Глубина, до которой характеризуется
поверхностная часть земной коры при инженерно-геологическом изучении,
определяется глубиной проникновения в земную кору человека. В
настоящее время увеличивается глубина заложения фундаментов,
строительства тоннелей, карьеров при разработке полезных ископаемых,
глубина шахт и других сооружений и, следовательно, увеличивается
глубина региональных инженерно-геологических исследований. Можно
сказать, что глубина региональных инженерно-геологических
исследований определяется тем, что мы понимаем под геологической
средой. При этом, конечно, исходя из того, для решения каких
практических задач эти исследования проводятся. Но во всех случаях
обязательно надо учитывать перспективу дальнейшего использования
данной территории.
При инженерно-геологическом изучении территории помимо ранее
перечисленных факторов, которые обычно называют региональными,
изучают также зональные инженерно-геологические факторы. Под
зональными инженерно-геологическими факторами понимают те законо-
мерности развития геологических процессов и изменений состояния
горных пород, залегающих в поверхностной части земной коры, которые
связаны с климатом, и в первую очередь с тепло- и влагообменом
поверхности изучаемой территории. Этим в основном обусловливается не
только состояние пород в современной коре выветривания, но и глубина
залегания и состав грунтовых вод, их фазовое состояние. Для учета
зональных инженерно-геологических факторов необходимо знать историю
(развития территории в антропогене и ее современное состояние).
При инженерно-геологических исследованиях конкретных территорий
является обязательные изучение как региональных факторов, являющихся
ведущими, так как они определяют основные, главные инженерно-
геологические особенности территории, которые создаются на протяжении всей
истории ее геологического развития, так и зональных факторов.
При оценке какого-либо региона в связи с его народнохозяйственным
освоением геолог, работающий (в области инженерной геологии, должен
заранее с какими геологическими процессами столкнутся на его территории
строители и другие специалисты и какие изменения в характере
геологических процессов будут происходить при освоении данного региона в
намеченном направлении.
При разработке проектов отдельных, как правило, крупных инженерных
сооружении возникают более конкретные задачи, которые па своей
сложности не уступают первой: надо дать прогноз неблагоприятного
воздействия на проектируемый объект геологических процессов, развитых в
районе. При этом прогноз должен даваться во времени и в пространстве и
предусматривать возможную интенсивность существующих и вновь
возникших геологических процессов.
Лишь при наличии такого прогноза и учета инженерно-геологических
особенностей грунтов возможны правильное рациональное проектирование
сооружений, их сохранность и нормальная эксплуатация, безопасность
людей.