Основные сведения о грунтах глава 1 icon

Основные сведения о грунтах глава 1




НазваОсновные сведения о грунтах глава 1
Сторінка1/10
Дата01.07.2012
Розмір0.72 Mb.
ТипДокументи
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

РАЗДЕЛ 1


ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ГРУНТАХ


ГЛАВА 1

ВИДЫ ГРУНТОВ


Слово "грунт" – профессиональный термин, широко используемый в практике многих стран, стал применяться с XVIII в.

Согласно ГОСТ 25100-95 [1] грунты – это горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему минерально-дисперсных образований и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.

Изучением происхождения, состава и свойств горных пород верхних слоев земной коры как объекта инженерной деятельности человека занимается геологическая дисциплина "грунтоведение".

Грунтоведение органически связано с инженерной геологией, объясняющей современное состояние и динамику процессов в верхних слоях земной коры. При изучении грунтов наряду с геологическими методами широко применяются методы почвоведения, физической и коллоидной химии, строительной механики и физико-химической механики дисперсных тел.


    1. ^ Строение Земли и её верхних слоев


Земная кора состоит из большого количества самых разнообразных горных пород. Одни из них прочны и устойчивы, другие при передаче на них давления выдавливаются на дневную поверхность или чрезмерно сжимаются, вызывая недопустимую осадку сооружений.

Некоторые рыхлые горные породы, как, например, глины и другие грунты, при малой их влажности и достаточной плотности служат хорошим основанием для сооружений, и в то же время при насыщении их водой размокают и теряют устойчивость. На устойчивость сооружений существенное влияние оказывают условия залегания пластов горных пород (горизонтальное, наклонное или вертикальное). Поэтому при проектировании и строительстве необходимо всесторонне учитывать и использовать весь комплекс природных условий данного района, все имеющиеся данные о строении Земли и особенно её верхней оболочки, называемой литосферой ("земная кора").

Учитывая, что тело Земли имеет концентрическое строение и состоит из ядра и ряда оболочек, плотность которых неравномерно увеличивается от поверхности Земли к её центру, концентрические оболочки получили название геосфер.

Наружной геосферой Земли является атмосфера, представляющая собой воздушную оболочку, мощность которой примерно равна 20 км. В нижнем слое атмосферы – тропосфере происходит образование облаков и сосредоточиваются тепловые движения воздуха, включая также все геологические процессы, протекающие над земной поверхностью (например, перенос вещества при извержении вулканов, эоловые и другие процессы).

Гидросфера представляет собой водную оболочку Земли. Она включает все природные воды морей и океанов, рек и озер, а также материковые льды Арктики и Антарктиды. С водами гидросферы связаны подземные воды. В отличие от других геосфер, гидросфера не образует сплошной оболочки Земли. Она покрывает 70,8 % земной поверхности и образует Мировой океан. Средняя глубина гидросферы - 3,75 км, наибольшая глубина - 11,5 км (Марианская впадина).

Литосфера - наружная твердая оболочка Земли - исследована на глубину 15-20 км. Литосфера состоит из разнообразных пород и минералов, в химическом составе которых преобладают кислород, кремний, алюминий, железо и кальций. Наблюдения в глубоких скважинах, шахтах и тоннелях показали, что по мере углубления в толщу Земли температура повышается в среднем через каждые 33 метра на 10С.

Между атмосферой, гидросферой и литосферой существует постоянное взаимодействие, в результате которого происходят изменения в составе и строении наружной оболочки земной коры. В литосфере под верхним её слоем, сложенным толщей осадочных пород, в нисходящем порядке выделяют гранитную и базальтовую оболочки.

^ Гранитная оболочка наибольшей мощностью до 50 км располагается под современными горными хребтами. Под океаническими впадинами она местами совершенно отсутствует или имеет малую толщину. Гранитная оболочка имеет плотность 2,6-2,7 г/см3 и сложена породами гранитного состава.

^ Базальтовая оболочка располагается непосредственно под гранитной. Мощность её под материковыми равнинами (платформами) достигает 30 км. Базальтовая оболочка сложена основными породами (базальтами и др.), бедными кремнекислотой, плотность ее - 2,8-2,9 г/см3.

Общая мощность литосферы в среднем составляет 50-70 км.


^ 1.2. Происхождение грунтов


Учитывая, что грунты - это прежде всего геологические образования, в дальнейшем при их характеристике будем также использовать термины "горные породы" и "отложения".

Происхождение (генезис) горных пород является одним из важнейших факторов, определяющих их физико-механические свойства и поведение во взаимодействии с сооружением.

По условиям происхождения различают породы – изверженные, осадочные и производные от них – метаморфические и почвы [3].

^ Изверженные (магматические) породы – это горные породы, образующиеся из магмы (расплавленной огненной массы сложного состава) в результате ее охлаждения и затвердевания.

^ Осадочные горные породы образуются в результате: 1) химического или механического выпадения осадка из воды; 2) жизнедеятельности организмов в воде и в наземных условиях; 3) деятельности ветра и льда; 4) переотложения продуктов физического и химического выветривания горных пород. Осадочные породы делятся на породы химического, физического и органического происхождения.

^ Метаморфические породы – это породы, претерпевшие глубокие изменения под влиянием процессов, зависящих от трех главных факторов: температуры, давления (гидростатического или ориентированного) и химически активных веществ. Поэтому первоначальная структура и минералогический состав этих пород заменены новыми образованиями.

Почва – это поверхностный слой земной коры, состоящий из нескольких генетических горизонтов, возникших в результате сложного взаимодействия горных пород, климата, растительных и живых организмов, рельефа местности и времени. В населенных областях огромное значение для формирования почв имеет деятельность человека. Характерным свойством почвы является ее плодородие.

Горные породы, слагающие твердую земную кору или литосферу, в свою очередь, состоят из минералов.


^ 1.3. Общие сведения о минералах


Минералы – это природные физически и химически однородные тела, возникающие в земной коре в результате физико-химических процессов.

В природе насчитывается около 2500 различных видов минералов. Большинство из них – минералы редкие, малораспространенные. В образовании горных пород преимущественно принимают участие только около 50 минералов, которые называются породообразующими. Среди последних выделяют главные породообразующие минералы, присутствие которых определяет название породы, и второстепенные, которые не определяют ее наименования. Минералы, образовавшиеся в процессе остывания и кристаллизации расплавленной магмы, получили название первичных.

^ К первичным минералам относятся: кварц, полевые шпаты, слюды, роговая обманка, авгит, оливин и др.

Не все минералы являются постоянными и неизменными. Под влиянием различного рода воздействий (давления и температуры, химического действия воды, кислорода и углекислоты, действия органического мира) первичные минералы изменяются, образуя большое количество новых минералов, получивших название вторичных, к которым относятся тальк, хлорит, змеевик, каолинит и др. Некоторые вторичные минералы (кальцит, гипс) образовались путем выделения из растворов или в результате деятельности организмов. Вторичные минералы, как и первичные, часто являются породообразующими и входят в состав пород, слагающих горные массивы.

В настоящее время существует несколько классификаций минералов. Наиболее распространенной является классификация, основанная на химическом составе минералов (А.Г.Бетехтин, 1950). Все известные природные химические соединения подразделяются в ней на несколько классов [2]:

самородные элементы – графит, алмаз;

сернистые соединения (сульфиды) – пирит, халькопирит, галенит, молибденит, сфалерит, арсенопирит, халькозин, пирротин;

окислы и гидроокислы кварц, корунд, гематит, магнетит, пиролюзит, лимонит, хромит, кремень, опал;

галоидные соединения (галоиды) – галит, сальвин, флюорит;

карбонаты – кальцит, доломит, сидерит, магнезит;

сульфаты - гипс, ангидрит;

фосфаты – апатит;

силикаты – оливин, пироксен, роговая обманка, тальк, мусковит, биотит, хлорит, каолинит, полевые шпаты (ортоклаз, микроклин, плагиоклазы), нефелин, эпидот, гранат, турмалин, топаз.

Породробразующие минералы классов «фосфаты» и «самородные элементы» вследствие их крайне ограниченного распространения в качестве грунтов не имеют большого значения.

Приведенные выше классы минералов следует дополнить минералами, в породообразовании которых участвуют органические соединения углеводородного состава. По своему происхождению они связаны либо с накоплением остатков растительных организмов с последующим их изменением, либо с кристаллизацией высокомолекулярных углеводородов при охлаждении нефти.

Физические свойства минералов. Определение минералов проще всего производить по их физическим свойствам. Главнейшими из них являются цвет, твердость, плотность, блеск, спайность, характер излома, цвет черты и др.

Цвет минералов обусловливается их химическим составом, в том числе присутствием примесей, однако в ряде случаев может зависеть и от особенностей структуры. Выделяют следующие две основные группы минералов:

- светлые, к которым относят бесцветные и окрашенные в светлые тона – белый, серый, желтый, розовый (например, кальцит, гипс, кварц);

- темные, обычно малопрозрачные, имеющие цвета черный, зеленый, бурый, коричневый и др. (например, роговая обманка, змеевик).

Твердость. Относительная твердость минерала определяется сопоставлением с другими минералами, твердость которых заведомо известна. Для определения твердости по испытуемому минералу проводят, слегка надавливая, острым углом другого минерала, причем если на испытуемом минерале получается углубленная черта, то его твердость ниже твердости минерала, которым черта проведена.

Для нанесения черты пользуются стандартной шкалой твердости, содержащей десять минералов, расположенных в порядке возрастания твердости. Эта шкала имеет название шкалы Мооса [3]. Твердость минерала условно обозначается баллами 1, 2, 3 и т.д. до 10 (табл.1.1). Твердость минералов в некоторой степени указывает на их прочность и способность к истиранию.

Спайность – способность кристаллических минералов раскалываться при ударе по определенным кристаллографическим направлениям с образованием гладких плоскостей раскола.

^ Блеск – блеск минерала обусловливается различным отражением света от его поверхности.

Излом – различные минералы дают при раскалывании тот или иной характер поверхности излома.

^ Цвет черты минерала – определяется при проведении черты куском минерала по неглазированной фарфоровой пластинке. Нередко цвет черты не совпадает с цветом минерала.

^

Таблица 1.1 - Твердость минералов по Моосу




Минерал


Твердость

Тальк

1

Гипс

2

Кальцит

3

Флюорит

4

Апатит

5

Полевой шпат (ортоклаз)

6

Кварц

7

Топаз

8

Корунд

9

Алмаз

10
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

Схожі:

Основные сведения о грунтах глава 1 iconДокументи
1. /практика/Основные показатели здоровья населения и индивида.doc
2. /практика/Основные...

Основные сведения о грунтах глава 1 iconОсновные сведения о лекарственных формах, веществах, средствах и препаратах
Министерство образования Российской Федерации Петрозаводский государственный университет
Основные сведения о грунтах глава 1 iconРеологические свойства грунтов и их учет 10 Сущность реологических явлений в грунтах
Область науки, рассматривающая изменения во времени напряженно-деформированного состояния различных материалов, называется реологией....
Основные сведения о грунтах глава 1 icon1запуск компас 11 6
Основные сведения о системе автоматизированного проектирования компас-график 11
Основные сведения о грунтах глава 1 iconПособие для начинающих Мариуполь, 2005г
В данном учебном пособии приведены основные сведения об операционной системе Windows xp. Рассмотрены аппаратные средства для работы...
Основные сведения о грунтах глава 1 iconДокументи
1. /Кулаков В. И. Сидорова В. С. Руководство по акушерству (2006)/01 - Оглавление + список...
Основные сведения о грунтах глава 1 iconДокументи
1. /Кулаков В. И. Сидорова В. С. Руководство по акушерству (2006)/01 - Оглавление + список...
Основные сведения о грунтах глава 1 iconVisual basic for applications (vba) Глава 1 Создание приложений с помощью vba
Основное достоинство этого языка програм­мирования состоит в том, что он оптимально сочетает в себе простоту использования, доступность...
Основные сведения о грунтах глава 1 iconДокументи
1. /Глава 3 Электрические явления/1 Конспект урока по теме Электризация тел Два рода зарядов...
Основные сведения о грунтах глава 1 iconДокументи
1. /Введение.doc
2. /Глава 1-Общ вопр...

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи