Контрольная работа: Инженерная геология и ее роль в строительстве
Применение глины обширно: кирпичное, черепичное, гончарное производства, строительные растворы.
Применяются в хозяйстве техногенные породы (шлаки) — остатки от сжигания угля, торфа и горючих сланцев — так называемые котельные шлаки; доменные шлаки в гранулированном виде идут в качестве мелкого заполнителя в легких бетонах, в тонкоразмолотом виде как добавки к вяжущим материалам.
Условия образования и строительные свойства ледников
Ледники — это движущиеся естественные скопления льда, возникающие на поверхности суши при постепенном уплотнении и перекристаллизации многолетних скоплений снега.
Ледники покрывают 11% поверхности суши (16,2 млн. км2 ). 1.5% этой площади приходится на ледники Антарктиды, Гренляндии и островов Северного Ледовитого океана.
Условия образования ледников.
Необходимые условия образования ледников — это холодный климат и твердые атмосферные осадки. В таких условиях происходит постепенное накопление снежного покрова, так как выпадающий за зиму снег в летнее время растаивает не весь. При существовании такого режима продолжительное время толщина снежного покрова из года в год увеличивается. Выпадающий снег под влиянием лучей солнца оплавляется и превращается в зернистый снег - фирн. Фирн под влиянием цементации замерзающей воды превращается в фирновый лед, а он при дальнейшем уплотнении — в сплошной глетчерный лед (нем. gletsher — лед).
На образование 1 м3 глетчерного льда расходуется около 11 м3 снега.
Несмотря на то, что лед является твердым телом, он все же обладает значительной пластичностью. Поэтому в горных ледниках движение льда подобно течению воды в реках, с той лишь разницей, что скорость движения льда значительно меньше скорости течения воды. Она весьма изменчива и зависит от интенсивности питания, уклона поверхности подледникового ложа.Скорости движения ледников различны в поперечном сечении. Срединные части ледника, где мощность льда больше, движутся быстрее, краевые - менее мощные и испытывающие трение борта долины — медленнее. Вследствие изменчивости поперечного сечения долины, неровности подледникового ложа, различия скорости движения, ледники, перемещаясь по долинам, испытывают деформации, приводящие к возникновению трещин. Иногда глубина трещин достигает 50 м и даже 250 м. Геологическая деятельность ледников заключается прежде всего в том, что они истирают своей тяжестью, а также вмерзшими в их придонные части камнями ложе долины, придавая форму кара, цирка, трога (нем. trog - корыто). Инженерно-геологическая характеристика ледниковых отложений. К ледниковым отложениям относят различные моренные образования. Они отличаются большой неоднородностью как по мощности, так и по простиранию, а также неоднородностью их гранулометрического состава. Основная масса морен обычно сложена глинистым материалом, образовавшимся в значительной части путем механического перетирания движущимся льдом более крупных обломков горных пород. В составе морен могут быть также пески и крупные обломки пород. Состав основной массы морен неодинаков. В одних частях она более глинистая, в других — более песчаная, гравийная или щебенистая. Отличительной чертой глинистых моренных образований является их высокая плотность — 1,8-2,3 г/см3 и небольшая пористость 25-35%. Моренные глинистые грунты считаются надежным основанием для инженерных сооружений.
4. Перечислите методы определения абсолютного и относительного возраста пород. Назовите эры и периоды геологической истории Земли
Метод определения абсолютного возраста пород. Метод основан на использовании изотопов химических элементов. В горных породах обычно содержится некоторое, иногда очень ничтожное, количество радиоактивных элементов (U, Ra, Th и др.). Каждый их них распадается с присущей только ему скоростью. Процессы распада идут самопроизвольно и на скорость распада не влияют ни какие внешние факторы. Поэтому радиоактивные элементы могут служить эталоном геологического времени. Длительность процесса обычно очень велика. Например, период полураспада урана U составляет 5 млрд. лет. При тщательном и весьма точном анализе горной породы устанавливается, сколько в ней появилось Pb (продукт распада) и сколько осталось неразложившегося радиоактивного элемента. На этом основании и определяется возраст породы. Для образования из ста граммов урана одного грамма Pb потребуется 7400 млн. лет. Абсолютный возраст породы, лет, в которой найдено т, г Uи n , г Pb, определяется по формуле:
A=
,
где n pb — содержание в породе свинца, г;
m u — содержание в породе урана, г.
На основе изучения геологического строения земной коры и истории развития жизни, исследователи получили возможность разбить всю геологическую историю Земли на отдельные отрезки времени и составить по данным абсолютного и относительного возраста горных пород шкалу геологического времени — геохронологическую шкалу. Каждый отрезок геологического времени имеет свое название и индекс (на геологических картах также применяют различные цвета). Для слоев пород, которые образовались в эти отрезки времени, были предложены свои названия, что позволило создать стратиграфические шкалы: фанерозоя и криптозоя. Толщу пород, образованную за время эона называют эонотемой, за время эры — эратемой, за время периода - системой, за время эпохи — отделом. Самый короткий отрезок геохронологической шкалы - век, а образовавшаяся за это время толща горных пород называется ярусом. Например, К2 dat читается как — меловой период, поздняя эпоха, датский век, а цвет заливки на инженерно-геологической карте — зеленый.
Метод определения относительного возраста пород.
Относительный возраст осадочных пород определяется на основе изучения условий залегания и взаимоотношения отдельных слоев осадочных пород и на основе изучения сохранившихся в них остатков растительных и животных организмов. Основной принцип определения относительного возраста пород этим методом заключается в том, что при последовательном залегании пластов осадочных пород лежащие ниже будут древнее, чем вышележащие.
Стратиграфический метод основан на изучении условий залегания пластов горных пород.
Палеонтологический метод получил в геологической практике наибольшее применение. Он основан на изучении ископаемых остатков вымерших организмов. Еще в начале XIX в. инженер Смит при строительстве каналов в Англии обнаружил в различных толщах многочисленные окаменелые остатки животных организмов. При изучении установлено, что отдельные формы животных организмов приурочены только к определенным слоям и отсутствуют в других. Был сделан очень важный вывод: в пластах одного и того же возраста присутствуют одни и те же ископаемые животные и растительные остатки, не встречаемые в более древних и более молодых отложениях. Установлено также, что чем пласт древнее, тем более простые формы организмов он содержит. Работы Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина и других ученых по эволюции органического мира позволили установить, что органическая жизнь на Земле развивалась постепенно от более простых форм к более сложным. Животные и растительные организмы в течение геологической истории постепенно совершенствовались в борьбе за существование, приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни. Некоторые организмы на определенных стадиях развития Земли полностью вымирали, на смену им приходили другие — более совершенные. Это позволило установить относительный возраст каждого организма в сравнении с другими организмами. Таким образом, палеонтологический метод дает возможность по остаткам организмов судить об относительном возрасте горных пород.
Эры и периоды геологической истории земли. N2 , J1 , C2 , T1 .
| Эра | Период | Отдел |
| Кайнозойская KZ | Неогеновый -N | Плиоцен –N2 |
| Мезозойская MZ | Юрский -J | Нижнеюрский –J1 |
| Триасовый -Т | Нижнетриасовый-Т1 | |
| Палеозойская PZ | Каменноугольный-C | Среднекаменноугольный –С2 |
5. Опишите сущность процессов внутренней динамики Земли (эндогенных процессов). Приведите схемы нарушений форм залегания пород. Покажите зависимость силы землетрясения от состава пород
Процессы внутренней динамики Земли.
Земная кора (наружный слой Земли, мощностью 20-70 км на континентах и 5-15 км в океанах, ограниченный снизу поверхностью Мохоровичича) находится в постоянном и непрерывном движении: землетрясения, складчатые и разрывные нарушения, блоково-купольные поднятия, опускания и т.д. Эти движения и изменения лика земной коры происходят под действием внутренних (эндогенных), так называемых, тектонических сил Земли. Геологические тела (структурные формы), возникающие при тектонических движениях, несмотря на их значительное разнообразие, довольно приемлемо отражают главные движения земной коры:
· горизонтальные перемещения блоков земной коры;
· вертикальные колебательные движения в виде сопряженных во времени и пространстве поднятий и опусканий участков земной коры;
· складчатые деформации, поражающие практически все слоистые толщи земной коры (пликативные деформации);
· разрывные нарушения, расчленяющие земную кору на блоки различных размеров, включая мелкую трещиноватость (дизъюнктивные дислокации);
· магматические и вулканические перемещения расплавленногоматериала, взрывных газов, водных и грязевых смесей (инъективные дислокации);
· метаморфизм горных пород, возникающий в результате подъема глубинных флюидов и термических аномалий, что обусловлено тектоническими дислокациями и внедрением изверженных пород;
· сейсмические движения земной коры, землетрясения.
Перечисленные типы движений земной коры обычно взаимосвязаны между собой, нередко взаимообусловлены. Общим для них является изменение первоначальных условий залегания горных пород.