Контрольная работа по дисциплине инженерная геология

Размещено на http://www.allbest.ru/

 

Министерство образования и  науки Российской Федерации

 

Московская Государственная Академия Коммунального Хозяйства и Строительства

 

Факультет реконструкции и строительства  зданий и сооружений

 

Кафедра Инженерной геологии, Механики грунтов, Оснований и сооружений

 

Контрольная работа

 

По дисциплине инженерная геология

 

 

Выполнил: Орловская Наталья

 

ПГС-08-232

 

Проверил: Кучуков Эдуард Захарович

 

Сергиев Посад 2009

 

 Задание 1

 

Составить характеристики свойств  горных пород, взятых из табл.1 и их породообразующих минералов в соответствии с номером варианта. Характеристики горных пород представляют в виде таблицы, составленной по форме 1, а характеристики минералов - в виде таблицы, составленной по форме 2.

 

Минерал - природное химическое соединение или самородный элемент, имеющий кристаллическое или аморфное строение, образовавшийся в результате естественных физико-химических процессов в земной коре, на поверхности Земли или прилегающих к ней оболочках; составная часть любых горных пород.

 

Горные породы - естественные соединения (ассоциации) и скопления минералов, возникшие в земной коре или на ее поверхности в результате затвердевания  природных силикатных расплавов (магма, лава), накопления осадков или преобразования ранее существовавших.

 

Таблица 1

 

Порода 

Липарит  

 

Тип

 

(по происхождению) 

Магматическая 

 

Группа

 

(по происхождению) 

Эффузивная (кислая) 

 

Минералогический  состав 

Вулканическое стекло, кварц, биотит, роговая обманка (тонкозернистый аналог гранита) 

 

Структура 

Неполно кристаллическая, стекловатая  или порфировая 

 

Текстура 

Массивная, плотная 

 

Окраска 

Светлая 

 

Устойчивость 

Устойчивый (предел прочности на сжатие 160-200 МПа) 

 

Реакция с НСl 

отсутствует 

 

Форма залегания 

Вулканические купола 

 

Применение в промышленности и строительстве 

Используется для покрытия дорог  и для строительных целей; щебень для бетонов, тесаный камень 

 

 

 

Источник -- «http://wikipedia.org/» Категория: Горные породы.

 

 Таблица 1.1.

 

Минерал 

Кварц  

 

Класс 

Окислы 

 

Химический состав 

SiO2 

 

Происхождение 

Эндогенный процесс 

 

Окраска 

Прозрачная 

 

Цвет черты 

Отсутствует 

 

Блеск 

Стеклянный, жирный излом 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

7 

 

Спайность 

Отсутствует 

 

Излом 

Неровный, раковистый 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Устойчивость к выветриванию 

Весьма устойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

В стекольной и керамической промышленности (горный хрусталь и чистый кварцевый  песок). Используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в  телефонной и радиоаппаратуре. Многие разновидности используются в ювелирном деле. 

 

 

 

Таблица 1.2

 

Минерал 

Биотит 

 

Класс 

Силикаты 

 

Химический состав 

K (Mg, Fe)3[Si3AlО10] [OH, F]2 

 

Происхождение 

Метаморфический процесс 

 

Окраска 

Темная 

 

Цвет черты 

Серый 

 

Блеск 

Стеклянный 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

2,5 

 

Спайность 

Весьма совершенная в одном  направлении 

 

Излом 

Неровный, расщепляется на листочки 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Устойчивость к выветриванию 

Весьма неустойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Иногда находит применение в  качестве блесток для игрушек, театральных  декораций. 

 

 

 

горная порода элювиальный грунтовая  вода

 

 Таблица 1.3

 

Минерал 

 Роговая обманка 

 

Класс 

Силикаты 

 

Химический состав 

(Ca, Na) MgFe4 

 

Происхождение 

Метаморфический процесс 

 

Окраска 

Темная с зеленоватым оттенком 

 

Цвет черты 

Зеленоватый 

 

Блеск 

Шелковистый 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

6 

 

Спайность 

Средняя в двух направлениях 

 

Излом 

Занозистый 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Устойчивость к выветриванию 

Устойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Используется для внутренней отделки  как декоративный материал 

 

 

 

Таблица 2

 

Порода 

Известняк ракушечник  

 

Тип

 

(по происхождению) 

Осадочная 

 

Группа

 

(по происхождению) 

Органическая 

 

Минералогический состав 

Кристаллы кальцита в раковинах  морских животных 

 

Структура 

Ракушечная, кавернозная 

 

Текстура 

Слоистая, пористая 

 

Окраска 

Светлая однородная 

 

Устойчивость 

Среднеустойчивый (предел прочности  на сжатие в естественном состоянии 114 МПа, в водонасыщенном - до 80,6 МПа) 

 

Реакция с НСl 

СаСО3+ 2HCl=СаCl2+H2O+CO2^ 

 

Форма залегания 

Пласты 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Известняк-ракушечник используется для  декоративных работ, как облицовочный материал. 

 

 

 

 Таблица 2.1

 

Минерал 

Кальцит 

 

Класс 

Карбонаты 

 

Химический состав 

СаСО3 

 

Происхождение  

 

Окраска 

Прозрачная, светлая 

 

Цвет черты 

Белый 

 

Блеск 

Стеклянный 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

3 

 

Спайность 

Совершенная в трех направлениях 

 

Излом 

Ровный, ступенчатый 

 

Реакция с НСl 

СаСО3+ 2HCl=СаCl2+H2O+CO2^ 

 

Устойчивость к выветриванию 

Неустойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Широко применяется в строительстве  и химических производствах. Используется в оптических приборах. Тонко измельченный кальцит используется как наполнитель в различных системах, для уменьшения расхода дорогостоящего основного компонента. 

 

 

 

Таблица 3

 

Порода 

суглинок 

 

Тип

 

(по происхождению) 

Осадочная 

 

Группа

 

(по происхождению) 

элювиальная, делювиальная, пролювиальная, аллювиальная, озерная, морская и др. 

 

Минералогический состав 

Каолинит, монтмориллонит и гидрослюда; кварц и ортоклаз 

 

Структура 

Тонкообломочная 

 

Текстура 

Слоистая, микропористая 

 

Окраска 

Светло-коричневая, темно-серая, разная 

 

Устойчивость 

Неустойчивый 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Форма залегания 

Слои 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Используются как сырье для  производства кирпича, черепицы, реже - керамической плитки 

 

 

 

 Таблица 3.1

 

Минерал 

Каолинит 

 

Класс 

Силикаты 

 

Химический состав 

Al4 [Si4, O10] (OH)8 

 

Происхождение 

Экзогенный процесс 

 

Окраска 

Белая 

 

Цвет черты 

Белый 

 

Блеск 

Матовый 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

1 

 

Спайность 

Отсутствует 

 

Излом 

Землистый излом 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Устойчивость к выветриванию 

Весьма неустойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Используется при производстве бумаги для мелования и в качестве наполнителя. В керамической промышленности, в фармацевтике, в качестве пищевой  добавки, в зубных пастах (в качестве лёгкого абразивного материала), в косметике (под названием «белая глина»). 

 

 

 

 

Таблица 3.2

 

Минерал 

 монтмориллонит 

 

Класс 

Силикаты 

 

Химический состав 

m{Mg3[Si4O10] [OH]2}·p{(Al,Fe3+)2[Si4O10] [OH]2}·nH2O 

 

Происхождение  

 

Окраска 

Белая или серая, при наличии примесей бурая, красная, зеленоватая, с розовым и серо-синим оттенком 

 

Цвет черты 

Белый 

 

Блеск 

Матовый 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

1-1,5 

 

Спайность 

Весьма совершенная в одном  направлении 

 

Излом 

Рыхлый, землистый 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Устойчивость к выветриванию 

Устойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Используется в нефтяной, текстильной  и мыловаренной промышленности, благодаря  адсорбирующим и омыляющим свойствами 

 

 

 

 Таблица 3.3

 

Минерал 

Ортоклаз 

 

Класс 

Силикаты 

 

Химический состав 

К(AlSi3O8) 

 

Происхождение 

Метаморфический процесс 

 

Окраска 

От розовой до светло-серой 

 

Цвет черты 

Белый 

 

Блеск 

Стеклянный 

 

Твердость (по шкале Мооса) 

6 

 

Спайность 

Средняя в двух направлениях 

 

Излом 

Неровный ступенчатый 

 

Реакция с НСl 

Отсутствует 

 

Устойчивость к выветриванию 

Устойчивый 

 

Применение в промышленности и  строительстве 

Прозрачные бесцветные или жёлтые ортоклазы иногда подвергают огранке  как любопытную коллекционную редкость. 

 

 

 

Структура - особенности внутреннего строения породы, обусловленные формой, размерами, количественным соотношением ее составных частей - минералов.

 

Текстура (сложение) - пространственное расположение частей породы в ее объеме «рисунок» породы.

 

Твердость - способность минералов противостоять внешним механическим воздействиям. Каждому минералу присуща определенная твердость, которая ориентировочно оценивается по 10-балльной шкале твердости Мооса.

 

Спайность - способность минералов  раскалываться по определенным направлениям (плоскостям). Блестящий, ровный и параллельный скол.

 

Излом - характеризует поверхность  разрыва и раскалывания минералов.

 

Эндогенный процесс связан с  внутренний силами Земли и проявляется  в ее недрах. Минералы формируются  из магмы - силикатного огненно-жидкого расплава.

 

Экзогенный процесс свойственен  поверхности земной коры. При этом процессе минералы формируются на суше и в море. В первом случае их создание связано с процессом выветривания, т. е. разрушительным воздействием воды, кислорода, колебаний температуры. Во втором случае минералы формируются в процессе выпадения химических осадков из водных растворов.

 

Метаморфический процесс. Под воздействием высоких температур и давлений, а  также магматических газов и  воды на некоторой глубине в земной коре происходит преобразование минералов, ранее образовавшихся в экзогенных процессах; минералы изменяют свое первоначальное состояние, перекристаллизовываются, приобретают плотность, прочность.

 

Вопросы:

 

1. К какой группе (по происхождению)  горных пород относится липарит?

 

a. Эффузивная

 

b. Органическая

 

c. Элювиальная

 

d. Морская

 

2. Какой из минералов образует  горную породу известняк-ракушечник?

 

a. Кварц

 

b. Кальцит

 

c. Каолинит

 

d. Биотит

 

3. К какому классу минералов  относится кварц?

 

a. Карбонаты

 

b. Силикаты

 

c. Сульфаты

 

d. Окислы

 

4. Какой из перечисленных минералов  реагирует с соляной кислотой?

 

a. Ортоклаз

 

b. Монтмориллонит

 

c. Кальцит

 

d. Кварц

 

5. Какова твердость по шкале  Мооса у каолинита?

 

a. 1

 

b. 2,5

 

c. 6

 

d. 7

 

Задание 2

 

1. Объяснить условия образования отложений, взятых в соответствии с номером варианта из табл.2. 2. Составить инженерно-геологическую характеристику грунтов, наиболее часто встречающихся среди этих отложений. 3. Оценить возможность их использования в качестве оснований промышленных и гражданский сооружений с учетом изменения состава и свойств под влиянием техногенных процессов.

 

Условия образования элювиальных  отложений

 

Элювием называются уцелевшие на месте  своего формирования продукты выветривания горных пород. Это понятие тесно  связано с понятием «кора выветривания» и между ними нет четкой разницы. Под «элювием» будем понимать все вообще продукты выветривания, оставшиеся на месте своего формирования, а под корой выветривания - сложно построенный элювиальный профиль, обладающий рядом характерных признаков (рис.1). Среди элювиальных отложений по Шанцеру выделяются группы собственно элювиальных отложений и почв. Л.Н. Ботвинкиной выделяются три генетических типа элювиальных отложений: 1) обломочный или кластогенный элювий - щебнистые и глыбовые скопления преимущественно механического разрушения пород; 2) собственно кора выветривания (хемогенный элювий); 3) почвы биогенный элювий.

 

Рис. 1. Элювиальный профиль. Фото 1. Элювиальные образования, вскрытые экскаватором. Видна первичная слоистость каменноугольных пород. Вверху отмечается слаборазвитый почвенно-растительный слой.

 

В поверхностных и приповерхностных условиях породы испытывают влияние  иных физико-химических условий; по сути, выветривание - это преобразование вещества пород в поверхностных условиях. Различают физическое, химическое и биологическое выветривание. Физическое выветривание - механическое разрушение пород без изменения химического состава. Химическое выветривание - объединяет комплекс процессов окисления, гидратации, выноса катионов, накопление окислов алюминия, кремния и железа. Биологическое выветривание производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т. д.)