Контрольная работа по теме "Геология"

 

 

 

 

 

 

ВОПРОС 37

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ  ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ  ПОДЗЕМНЫХ  ВОД.

 Подземные воды представляют собой часть гидросферы Земли и являются предметом изучения особой отрасли геологических знаний, получившей название гидрогеология.

          За счет  подземных вод в основном производится  водоснабжение городов и поселков. 

Геологическая деятельность подземных вод

Подземные воды играют существенную роль в ходе геологического развития земной коры. Их широкое и повсеместное распространение и подвижность  приводят к постоянному взаимодействию с горными породами, к перераспределению  вещества, к образованию и разрушению месторождений полезных ископаемых и т. д. Геологическая работа подземных  вод прежде всего выражается в химическом взаимодействии с горными породами — в растворении, гидратации, гидролизе, карбонатизации, окислении, выщелачивании, переносе и переотложении вещества.

Растворение, выщелачивание, перенос  и переотложение пород подземными водами наглядно проявляются при образовании карста и суффозии.

Суффозией (от лат. suffosio — подкапывание) называется вынос из горных пород подземной водой растворенных веществ и мелких минеральных частиц. Она особенно широко проявляется в лёссах и лёссовидных грунтах и сопровождается проседанием поверхности с образованием небольших суффозионных воронок, западин и блюдец. Суффозия наблюдается на склонах долин, в оврагах, на ровной поверхности (в степях); часто вызывает суффозионные оползни. Карстово-суффозионные процессы развиваются в песчаниках и конгломератах с известковым, гипсовым и другим растворимым цементом. Цемент выносится в растворе, а песок и галька — водой, уже чисто механически. Так создаются иногда значительные подземные пустоты и полости, сходные с глубинными формами карста.

Подземные воды играют большую  роль при образовании оползней.

Оползнями называют передвижение масс горных пород по склонам под влиянием силы тяжести. Расположенные на склоне массы делювия не сползают вниз, пока их вес уравновешивается величиной трения любой поверхности как внутри делювиальной массы, так и на границе ее с подстилающими породами. Как только это равновесие нарушится и вес делювия окажется больше удерживающей его силы трения, произойдет оползень. Схема структуры оползня представлена на рис., на котором видны три его основные части: поверхность скольжения, оползневый уступ и оползневая терраса. Поверхность скольжения — самая существенная часть оползня. При исследовании оползней ее изучают прежде всего. Положение и форма поверхности скольжения позволяют определить контур и размеры оползневого участка, а также установить величину сползающей массы и характер движения оползня. Обычно скольжение происходит по поверхности глинистого или какого-нибудь другого водоупорного слоя (например, поверхности мерзлоты). Наиболее подвержены оползням склоны, сложенные чередующимися водоупорными глинистыми, водопроницаемыми и водоносными слоями, а также породами, легко выветривающимися.

Оползни разнообразны, встречаются  в разных условиях и на различной  стадии развития, но оползневый рельеф участков, где происходили или  происходят оползни, чрезвычайно типичен. В плане такие участки часто  имеют форму амфитеатра, образуя  понижение на склоне, которое называется оползневым цирком. У подножия склона сползшие породы иногда образуют оползневый вал выпирания. Поверхность оползней покрыта то буграми, то углублениями, то многоуступными обрывами, трещинами и западинами. Масса пород обычно сползает целиком, разбиваясь лишь трещинами, по которым происходят относительные перемещения отдельных частей, но внутреннее строение ее сохраняется.

Действие подземных вод  при развитии оползней выражается в  следующем.

1. Оползни происходят обычно после дождей, когда породы на склоне насыщаются водой, увеличивается их вес я ослабляются физико-механические свойства. Это — один из основных факторов нарушения равновесия, вызывающих оползни.

2. Другой основной фактор — смачивание грунтовыми водами поверхности скольжения, уменьшающее силу трения.

3. Вода, насыщающая делювий, снижает силу сцепления слагающих его частиц, что также способствует их сползанию.

4. Движение пород вниз по склону облегчается гидродинамическим давлением подземной воды, текущей обычно в направлении перемещения оползня.

Для борьбы с оползнями стремятся  увеличить прочность склонов. Это  достигается лесонасаждением, искусственным  выполаживанием склона путем срезания и подсыпки, путем покрытия склона дерном с прошивкой сваями и шпильками. Более надежно склон закрепляется террасированием и постройкой бетонных и каменных стенок. Однако все эти мероприятия дают эффект лишь при закреплении сравнительно небольших оползней. Значительно надежнее мероприятия, преобразующие физические свойства пород на склонах и коренным образом меняющие режим подземных вод. К их числу относится устройство поверхностного и подземного дренажа: перехват воды нагорными канавами, осушение подземными галереями и забивными фильтрами. Применяются также замораживание и цементация оползневых участков. Эти мероприятия очень эффективны, но дорогостоящи.

ВОПРОС 38

Карст — комплекс форм рельефа, созданный в результате химического выветривания. Капли дождя, подземные и наземные воды являются прекрасными растворителями горных пород карбонатного состава — известняков, мраморов, доломитов, гипсов. Похожие формы рельефа образуются в мёрзлых или засоленных породах.

Если растворимые породы находятся  только на поверхности, образуется так  называемый голый карст — комплекс поверхностных форм рельефа, характеризующийся  узкими протяжёнными ложбинами, бороздами  — каррами, воронками, котловинами. Когда растворимые породы перекрыты сверху нерастворимыми или более устойчивыми к растворению слоями, то процесс растворения происходит под землёй. Это явление называют закрытым карстом.

Карстовый процесс начинается с проникновения воды в трещину, постепенного растворения породы и образования подземной полости, а также небольших воронок над трещинами и полостями. В середине такой воронки есть отверстие — понор, через которое вода просачивается вниз. Разрастаясь, воронки сливаются, и возникают котловины. Рыхлые породы под полостями проседают и со временем обрушиваются. Теперь полости выглядят как провалы, которые, сливаясь, создают замкнутые бессточные котловины — полья. Обрамляют котловины останцы некогда сплошного карбонатного массива.

Карстовые явления широко распространены по всей планете. Встречаются они и в горах (например, в Доломитовых Альпах, горах Балканского полуострова, на Динарском нагорье - прим. от geoglobus.ru), и на равнинах (например, на Великих Американских равнинах, на Русской и Туранской равнинах).

Суффозия - разрушение горных пород вследствие выщелачивания и выноса подземными водами минеральных частиц грунта. Суффозия сопровождается оседанием вышележащей толщи с образованием на поверхности западин, небольших суффозионных воронок и блюдец.

Карстово-суффозионные явления - явления, возникающие в кластических породах за счет растворения цемента и выноса механическим действием воды освобожденного от сцепления кластического материала.

Карстово-суффозионные явления образуют гроты и тоннели в песчаниках и конгломератах с растворимым (известняковым, гипсовым) цементом и в некоторых формах глиняного карста в засоленных глинистых и мергелистых породах.

Суффозионно-карстовый  процесс - процесс вмывания кластического материала в трещины и полости.

 

ВОПРОС 39

Инженерно-геологические  изыскания — составная часть комплекса работ, выполняемых для обеспечения строительного проектирования и производства работ необходимыми данными. Инженер-строитель должен уметь грамотно и квалифицированно анализировать инженерно-геологические изыскания площадки строительства и принимать обоснованные решения на всех этапах (при проектировании, строительстве, реконструкций, эксплуатации) с целью обеспечения минимально негативного воздействия на геологическую и природную среду.

Оценка инженерно-геологических  условий проводится на основе анализа  геологического строения (с учетом местного опыта и прогноза изменений), которое характеризуется:

а)  геологическими разрезами, проходящими в пределах контура здания;

б)  данными физико-механических свойств грунтового массива в естественной обстановке и с учетом прогноза изменений этих свойств в зависимости от различных факторов;

в) значениями расчетных сопротивлений и модулем деформации грунтов, слагающих площадку.

Инженерно-геологические  изыскания выполняются, как правило, в два этапа:

- на первом этапе проводится  комплекс работ для выбора  участка строительства будущего  сооружения;

-  на втором — детальные  инженерно-геологические исследования  по определению прочности и  деформируемости грунтов основания,  их устойчивости с учетом действующих  нагрузок, воздействий и конструктивных  особенностей зданий.

Зачастую проектирование зданий осуществляют в одну стадию, называемую рабочим  проектом. Результаты инженерно-геологических  изысканий приводятся в инженерно-геологических  отчетах с определенной степенью детализации инженерно-геологических  условий территории проектируемого сооружения и местного опыта.

В отчетах отражаются:

- местная природная обстановка (рельеф, климатические условия и др.);

- основные данные об инженерно-геологических явлениях на территории строительства (обнаруженных или возможных во время строительства или в процессе эксплуатации);

- рекомендации по преодолению инженерно-геологических явлений, представляющих опасность для объектов строительства, изучение опыта строительства зданий;

- геологическое и литологическое строение (карты, колонки, разрезы для ряда створов);

- гидрогеологическая характеристика района строительства;

- результаты определения физико-механических свойств грунтов основания (лабораторные и полевые) и рекомендуемые расчетные характеристики (таблицы, графические материалы).

Категория сложности инженерно-геологическим  условиям включает факторы: геоморфологические, геологические, геотехнические, гидрогеологические, природные, техногенные процессы, специфические и структурно-неустойчивые грунты.

I— простая категория: строительная площадка располагается в пределах одного геоморфологического элемента; поверхность участка горизонтальная, не расчлененная; грунтовые пласты залегают горизонтально или слабо наклонно, толщина их выдержана по простиранию; подземные воды отсутствуют или имеется выдержанный горизонт с однородным химическим составом.

II— средняя категория  сложности включает несколько геоморфологических элементов одного генезиса; поверхность наклонная, слабо расчлененная; основанием являются не более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием, мощность слоев изменяется по простиранию закономерно; подземные воды имеют два или более выдержанных горизонтов с неоднородным химическим составом или обладающих напором..

III — сложная категория  (наивысшая): грунт площадки характеризуется несколькими геоморфологическими элементами разного генезиса, поверхность сильно расчлененная; в пределах сжимаемой толщи располагаются свыше четырех различных по литологии слоев, мощность которых резко меняется по простиранию, возможно линзовидное залегание слоев; горизонты подземных вод не выдержаны по простиранию и мощности, имеют неоднородный химический состав, местами возможно сложное чередование водоносных и водоупорных пород, напоры подземных вод изменяются по простиранию. Кроме того, к сложной категории относят также площадки со структурно неустойчивыми грунтами.

 

ВОПРОС 40

Инженерно-геологическая разведка — комплексный метод получения информации об инженерно-геологических условиях некоторой области литосферы путем проведения горно-буровых, опытных инженерно-геологических и гидрогеологических работ, инженерно-геологического опробования и лабораторных работ, документации строительных выемок и режимных инженерно-геологических наблюдений. В отличие от инженерно-геологической съемки в состав разведки не входят наземные и аэровизуальные наблюдения, дешифрирование АКФМ.

Инженерно-геологическая разведка в зависимости от ее целевого назначения, предопределяемого этапом хозяйственной  деятельности (стадией проектирования), разделяется на:

• предварительную
• детальную
• оперативную

Разные виды инженерно-геологической  разведки довольно существенно различаются  составом, объемами работ, их пространственным размещением и характером получаемой информации. Вследствие этого они  рассматриваются по отдельности.

Предварительная инженерно-геологическая разведка

Предварительную инженерно-геологическую  разведку проводят в пределах границ выбранной для строительства  площадки. Главная цель строительного  проектирования заключается в компоновке сооружений на площадке, включающей проведение предварительных расчетов их оснований. Следовательно, проектировщик должен располагать информацией о геологическом  разрезе, свойствах грунтов, положении  УГВ и их составе практически  в любом месте площадки предполагаемого  строительства. Отсюда вытекают требования к размещению работ. Они должны более  или менее равномерно охватить всю  строительную площадку, с тем, чтобы  в случае необходимости можно  было получить инженерно-геологический  разрез по любому выбранному направлению, со свойствами грунтов, положением УГВ  и другими сведениями, нужными  для составления расчетной схемы  и предварительных расчетов оснований.