Реферат: Изучение и оценка инженерно-геологических условий с целью обоснования проекта гидроузла (2)
Песчаники серые, мелкозернистые, кремнистые, плотные (палеозойская эра силурийский период S1 ) — скальная порода осадочного происхождения. Песчаники — сцементированные различными веществами пески. По характеру цемента различают песчаники глинистые, железистые, известковые, кварцевые. Осадочные породы имеют главным образом морское или реже озерное происхождение. Поэтому им свойственны все признаки морских отложений: закономерность сменяемости слоев в вертикальном направлении, большая площадь распространения, пластовый характер залегания, постоянство состава и свойств в пределах пласта. Песчаники могут иметь и континентальное происхождение, но в этом случае площадь их распространения и мощность их слоя невелики. Поэтому с этими образованиями приходится встречаться крайне редко. Прочность песчаников определяется прочностью цемента, а не составляющих обломков горных пород. Наиболее прочными являются кремнистые и железистые цементы.
Известняки серые, плотные, местами окремневшие, трещиноватые (палеозойская эра силурийский период S2 ) — скальная порода осадочного происхождения. Известняками называют породы состоящие преимущественно из CaCO3 (не менее 75%). Примеси в известняках обычно представлены глинистыми частицами, кремнеземом, окислами железа, реже песком, выделениями гипса и других минералов. Наиболее крепкие разновидности известняков (кремнистые) содержат рассеянную примесь кремнезема. Известняки, как правило, залегают в виде пластов различной мощности. В этом случае трещиноватость придает им характер резко выраженной плитчатости. Известняки всегда трещиноваты. Коэффициент их трещинной пустотности очень неравномерен, но большей частью находится в пределах 2-5%. Трещиноватость с глубиной обычно быстро убывает. Большое значение имеет сохранность известняков. Так, сильно выветренные пористые разновидности известняков имеют иногда высокие показатели сжимаемости. В связи с этим сильно разрушенные выветриванием массивы известняков встречаются не только на поверхности земли, но и глубже. По структуре известняки бывают самыми разнообразными: крупные, средние, мелкозернистые. По текстурным группам они бывают: плотными, мелкопористыми, крупнопористыми. Водопропускная способность известняков, как и у всех скальных пород, зависит от интенсивности трещиноватости и величины раскрытия трещин, но в общем случае известняки, как правило, обладают большим коэффициентом трещинной пустотности а, следовательно, и большой водопропускной способностью, чем любая другая скальная порода.
Сланцы глинистые, черные, плотные, местами окремневшие (палеозойская эра силурийский период S2 ) — метаморфическая горная порода. Метаморфическим породам свойственна анизотропия свойств, обусловленная наличием сланцеватости или полосообразным распределением минералов: вдоль сланцеватости прочность пород значительно ниже, чем поперек. Другой особенностью этой породы является значительно меньшая устойчивость против выветривания. Процессы выветривания особенно интенсивно протекают вдоль сланцеватости, в результате чего порода распадается на отдельные плитки.
Известняки светло-серые, трещиноватые, с тонкими прослойками глины, закарстованные (палеозойская эра девонский период D1 ) — осадочная скальная порода. Большинство известняков органического происхождения образовались в морях в результате жизнедеятельности разнообразных организмов. Часто они образуются путем скопления известковых раковин, отмерших моллюсков. Они имеют высокую пористость, небольшую плотность. Они непригодны для возведения сооружений, так как легко разрушаются и имеют изменяющееся во времени сопротивление сжатию.
Известняки образуются в морских условиях существовавших в девонском периоде. Затем на протяжении каменноугольного, триасового периодов никаких отложений не было, так как известняки находились под уровнем моря. В верхнем слое известняков в результате выветривания образовались трещины.
Песок светло-желтый, кварцевый, мелкозернистый (aQ3 ), а так же песок серый, кварцевый, среднезернистый, внизу слоя галька и гравий (aQ4 ) — обломочные породы, относящиеся к кайнозойской эре четвертичному периоду. Песок — порода, состоящая преимущественно из песчаных частиц размером 0,05-2 мм. Пески по происхождению могут быть морскими, речными, озерными, эоловыми, и т. д. По преобладающей величине зерен, слагающих породу, различают крупно, средне и мелкозернистые пески. По минералогическому составу чаще всего встречаются кварцевые пески (до 95% зерен кварца), реже глауконитовые и так называемые полиминтовые пески, состоящие из различных минералов (кварца, полевых шпатов, слюды и др.). цвет песка зависит от примесей: чистые кварцевые пески — белые, сероватые; окрашенные окислами железа — желтые, бурые, вишнево-красные; глауконитовые — зеленые. Пески имеют пористость до 40%, высокий коэффициент фильтрации.
Супесь палевая, иловатая (aQ3 ), а так же супесь палевая, иловатая в конце слоя переходит в иловатый суглинок (aQ4 ) — обломочная порода (кайнозойская эра четвертичный период). К супесям относят рыхлые породы с примесью глинистых частиц (<0,005 мм) в количестве: супеси 3-10%, суглинки 10-30%, глины более 30%. Состоят эти породы из первичных (кварца, полевых шпатов, слюды) и вторичных (каолинита, монтамориллонита и др.) глинистых минералов, присутствием которых обусловлены все специфические свойства глин; набухание, усадка, пластичность, липкость и др. Цвет глинистых пород различен и зависит от примесей. Образуются эти породы в морских и речных условиях, а также на суше в результате различных геологических процессов.
Элювиально-делювиальные отложения, состоящие из суглинка с включением отдельных глыб, щебня и гравия материнских пород (кайнозойская эра четвертичный период edQ4 ). Делювием в геологии называют отложения, образующиеся на склонах и в подножьях гор при плоскостном смыве дождевыми и талыми водами продуктов разрушения горных пород, залегающих выше по склону. Состав делювия на равнинах преимущественно суглинистый, иногда с включением обломков пород, слагающих склон. Делювий на склонах находится в движении, но скорость его смещения бывает столь незначительной, что едва усматривается по внешним признакам. Иногда, особенно при обильном увлажнении движение делювия принимает характер оползня.
История геологического развития района
Рассмотрим геологическую историю района по разрезу долины реки. Самой древней породой является гранит (PR), образование которого произошло в морских условиях. Можно предположить, что эта порода представляла собой дно моря. В это время образовались самые древние породы, слагающие жесткий фундамент земной коры. В дальнейшем произошло поднятие участка, море обмелело и отступило совсем, о чем говорит отсутствие пород кембрийского (Cm) и ордовикского (O) периодов палеозойской эры. Непосредственное залегание силурийских отложений (S1 ) на граните свидетельствует о перерыве в накоплении осадков. Верхний пласт гранита, оказавшийся на поверхности, подвергся выветриванию, следствием чего явилась трещиноватость верхней части гранита.
Силурийские (S1 , S2 ) песчаники, известняки и глинистые сланцы, а также девонские известняки (D1 ) указывают на новое наступление моря. Участок медленно погружался и стал дном неглубокого моря, в котором длительное время шло накопление обломочного материала, приносимого реками и образующегося при разрушении берегов. Впоследствии из этого материала и образовались пласты глинистых сланцев.
В кайнозойскую эру вновь последовало поднятие данного участка и отступление моря. Залегание пород четвертичного периода (Q) на девонских отложениях и отсутствие в разрезе пород каменноугольного (С), пермского периода (Р) палеозойской эры, триасового (Т), юрского ( I ), мелового (Cr) мезозойской эры, палеогенового (Pg) и неогенового (N) периодов свидетельствует о перерыве в отложениях осадков. Породы четвертичного периода являются континентальными и представлены аллювиальными генетическими типами.
После отступления ледника в результате геологической деятельности реки произошло образование речной долины, и образовался современный рельеф. Речная долина возникла вследствие чередования эрозионной и аккумулятивной работы, что связанно с изменением положения базиса эрозии, в результате чего появилось довольно глубокое и широкое русло.
Следующий этап размыва, вызванный понижением базиса эрозии, привел к образованию террасы, современного русла и долины реки.
Гидрогеологические условия
На данной территории имеет место присутствие грунтовых вод. Грунтовыми водами называют воды первого от поверхности земли постоянно существующего водоносного горизонта в различных водопроницаемых пористых породах. Грунтовые безнапорны, т. е. имеют свободную поверхность воды. Породами, вмещающими в себя грунтовые воды, являются: известняки светло-серые, трещиноватые, с тонкими прослойками глины, закарстованные, супесь палевая, иловатая, элювиальные отложения, состоящие из серой глины со щебнем и отдельными глыбами гранита.
Рассматриваемый грунтовый поток имеет уклоны, которые соответствуют уклонам рельефа поверхности земли и направлен в сторону его понижения. Геологические условия залегания: поверхностные отложения и верхние слои коры выветривания.
Эти воды можно использовать для водоснабжения, но вместе с тем они создают трудности при производстве строительных работ (воды заливают котлованы, траншеи и т.д.), мешают нормально эксплуатировать сооружение.
Грунтовые воды в данной местности связаны с рекой тем, что они питают её как со стороны правого, так и со стороны левого берега. Так же грунтовые воды питают напорные воды.
Артезианские воды в данном районе подпитывают грунтовые и залегают на глубинах от 37 до 90 метров. Напор создается благодаря перепаду отметок высот областей питания и разгрузки. Питание напорных вод осуществляется за счёт инфильтрации осадков. При этом область их питания не совпадает с областью их распространения. Общее направление движения артезианских вод – от области питания к области разгрузки.
Артезианские воды практически не загрязнены, обладают водообильностью. Значит, изучаемые напорные воды можно использовать для водоснабжения.
Рассмотрим каждую скважину в отдельности.
| № скважины |
Глубина залегания грунтовых вод м |
Глубина залегания напорных подземных вод м |
Уровень установления напорных подземных вод м |
| 1 | 67 | 90 | 65 |
| 13 | 63 | 78 | 60 |
| 20 | 27 | 45 | 25 |
| 24 | 15 | 45 | 12 |
| 27 | 3 | 43 | 2 |
| 33 | 3 | 37 | 2 |
| 43 | 10 | 42 | 3 |
| 52 | 37 | 66 | 25 |
| 59 | 58 | 84 | 47 |
Физико-геологические и инженерно-геологические процессы и явления
Одной из основных задач инженерной геологии является изучение и оценка геологических факторов, влияющих на условия строительства и эксплуатации сооружений. Существенным фактором, влияющим на выбор стройплощадки, технологию строительных работ, являются физико-геологические процессы, изменяющие вещественный состав горных пород, их физико-механические свойства и земную поверхность.
На данной территории рассматривается возможность таких явлений, как плывуны, суффозия, просадка.
Плывуны