Контрольная работа по "Геология"

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Вариант № 20

1. Составить краткое  описание геологической деятельности  ветра.

2. Составить характеристики  горных пород: порфир, гипс, обсидиан.

В характеристике каждой породы последовательно указать группу и

подгруппу, минералогический состав, структуру, устойчивость к

выветриванию, происхождение, форму залегания, применение в

строительстве и промышленности.

3. Виды и разновидности  крупнообломочных и песчаных  грунтов. Их

использование в дорожном строительстве.

4. Роль воды при использовании  грунтов в дорожном строительстве.

5. Почвообразовательный  процесс.

6. Основные этапы инженерно  – геологических обследований.

7. Порядок обследования  мест глубоких выемок, задачи  обследования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Геологическая деятельность  ветра

Деятельность ветра является одним из важнейших геологических и рельефообразующих факторов на поверхности суши. Все процессы, обусловленные деятельностью ветра, создаваемые ими отложения рельефа и формы называют эоловыми (Эол - бог ветров в греческой мифологии). Эоловые процессы протекают на всей территории суши, но наиболее активно проявляются в пустынях, полупустынях, на побережьях морей и океанов. Этому способствует оптимальное сочетание условий, способствующих развитию эоловых процессов: 1) отсутствие или разреженность растительного покрова, определяющее наличие непосредственного контакта горных пород, слагающих территорию, и воздушных потоков атмосферы; 2) частые ветры; 3) наличие больших объёмов рыхлого материала, способного перемещаться ветром. Необходимо отметить, что существенное значение при «поставке» обломочного материала, в дальнейшем перемещаемого ветром, в пустынях (для которых, как известно, характерны значительные суточные колебания температуры) имеет температурное выветривание. Значительная разница между температурой поверхности массива или глыбы породы и температурой более глубоких частей вызывает механическое напряжение, приводящее к их шелушению и отслаиванию. Чешуйчатое отслаивание горных пород под влиянием резких колебаний температур называют десквамация (от лат. «desquamo» - снимаю чешую). Этот процесс приводит к накоплению элювиальных грубообломочных пород (отломы и щебень). Последующее тепловое расширение и сжатие минералов, слагающих породы, приводит к дальнейшему растрескиванию. Из-за анизотропии минеральных зёрен происходит и их растрескивание по плоскостям спайности, что может приводить к образованию обломков размером до сотых долей миллиметра.

Существенную роль эоловые процессы играют также в сухих степях, саваннах, приледниковых областях, долинах крупных рек и других открытых ландшафтах. Переносимый ветром тонкий материал может перемещаться на сотни и даже тысячи километров (достаточно отметить, что на значительных участках океанического дна вклад эолового материал достигает 50-70% и более).

Образование ветра, как циркуляция атмосферы, связана с разницей температур и давлений между различными участками земной поверхности.

Виды ветров на земной поверхности

Пассаты  - ветры, дующие от высоких широт к экватору

Муссоны – ветры, дующие зимой с материка на океан, а летом с океана на сушу.

Бриз – ветер, дующий днем с моря на берег, а ночью с суши на море.

Горно-долинные ветры -  днем ветер дует из долины к вершинам, а ночью ветер дует с гор в долину.

Циклоны и антициклоны – мощные атмосферные вихри, диаметр которых до 3 тыс. км. В циклонах в центе - область низкого давления, в антициклонах – область высокого давления.

Разрушительная деятельность ветра

Она проявляется в виде двух процессов:

1) Дефляция -  выдувание  частиц горных пород. В степях  она носит характер пыльных  бурь, которые наносят громадный  ущерб сельскому хозяйству.

2) Корразия – обтачивание  песчаными частицами, переносимыми  ветром, выступов скальных пород. Так как концентрация песчаного  материала в воздушном потоке  максимальна в приземной части. В результате образуются грибообразные  формы.

2.Порфир

Порфир— это горная порода вулканического происхождения, с крупными включениями различных минералов. Имеют микрокристаллическую структуру. Порфир («porphэreos») в переводе с греческого означает «красный», «пурпурный». Различают кварцевые и бескварцевые порфиры. Порфир — строительный, отделочный и декоративный материал. В XX веке были обнаружены большие залежи порфира на Севере Италии — в Тренто. Тогда же камень стал широко применяться для мощения дорог в Европе.

Свойства порфира.

Широкое применение камня связано с его хорошими физико-химическими свойствами, которые предопределяет порфировая структура камня. Это очень износостойкий материал, он хорошо себя ведёт даже в агрессивной среде, устойчив к воздействию химических агентов, обладает хорошими теплоизоляционными свойствами, что позволяет использовать его в климатических условиях России, имеет хорошее сопротивление к истиранию, царапинам, ударам. Он не требует особого ухода и долговечен.

Порфир очень твёрдый камень, по химическому составу близок к граниту, а по прочности превышает его почти на 50%, причём красный порфир считается самым прочным. В отличие от гранита он никогда не крошится.

Камень, не смотря на свою прочность, имеет относительно низкую удельную массу и высокое водопоглощение, что свидетельствует о его пористой структуре. Этим объясняется его так называемое «самоочищение», когда с поверхности постепенно исчезают любые пятна.

Порфиры могут быть представлены в широкой гамме цвета. Бывают красные, зелёные, жёлтые, коричневые, фиолетовые, серые камни с множеством оттенков, а также пёстрые порфиры.

Применение порфира.

Сегодня порфир становится всё более популярным. Он всё чаще применяется в ландшафтной и городской архитектуре частных домов, коммерческих и торговых организаций. Порфир имеет хорошую естественную фактуру, обладая интересным природным рисунком и богатой натуральной цветовой гаммой, он широко используется в декоративных целях, помогая создавать оригинальные композиции. Чрезвычайная красота натурального камня обеспечила ему множество поклонников.

Декоративные характеристики порфира очень широки, его можно использовать как внутри помещения, так и снаружи, учитывая его прочность и долговечность. Он применяется в качестве облицовочного материала фасадов домов, цоколей, для мощения площадей, тротуаров, дорожек, террас, оформления ступеней лестниц или просто для разграничения пространства. Прекрасно подходит для отделки бассейнов, поскольку имеет не скользкую шероховатую поверхность. Может применяться в виде каменной кладки. Хорошо смотрится в качестве бордюрного камня для тротуаров и клумб, отделке подоконников. Удобен для настила поверхностей, имеющих уклон. Используется в интерьере внутренних помещений для отделки каминов, полов и стен, для оформления столешниц.

Помещения, отделанные порфиром, выглядят, как правило, богато и современно. Его часто применяют в элитном строительстве, где требуется особо подчеркнуть престиж компании, индивидуальность владельца частного дома. С помощью порфира можно создавать самые причудливые интерьеры, делая их уникальными и выразительными.

В строительстве применяют камень с обработанными и необработанными поверхностями в виде различных форм: пластин, плиток, брусков, которые могут иметь различную толщину. Пластины с колотыми, неровными краями неправильного размера используются в качестве мозаик. Более толстые плитки применяются для мощения транспортных дорог.

Порфир может гарантировать высокое качество отделки даже в сложных архитектурных проектах. Он придаст дому индивидуальный стиль и выделит его из общей массы, а использование различных дизайнерских решений с применением порфира позволит сделать ваш дом и участок настоящим произведением искусства.

Гипс

минерал класса сульфатов, Ca[SO4]•2Н2О. В чистом виде содержит 32,56% СаО, 46,51% SO3 и 20,93% Н2О. Механические примеси главным образом в виде органического и глинистого веществ, сульфидов и др. Кристаллизуется в моноклинной сингонии. В основе кристаллической структуры — двойные слои из анионных групп (SO4)2-, связанных катионами Ca2+. Кристаллы таблитчатые или призматические, образуют двойники, так называемый ласточкин хвост. Спайность весьма совершенная. Агрегаты: зернистые, листоватые, порошковатые, конкреции, волокнистые прожилки, радиально-игольчатые.

Осадочная горная порода, состоящая в основном из минерала гипса и примесей (доломит, ангидрит, целестин, гидрооксиды железа, сера, кальцит и др.). По условиям образования гипс может быть первичным, образовавшимся путём химического осаждения в осолонённых бассейнах на начальных стадиях галогенеза, или вторичным, возникающим при гидратации ангидрита в приповерхностной зоне, — гипсовые шляпы, метасоматический гипс и др. Качество гипсового сырья определяется в основном содержанием двуводной сернокислой соли кальция (CaSO4•2Н2О), которое в различных сортах гипсового камня изменяется от 70 до 90%.

Месторождения гипса разрабатываются карьерами (Шедокский, Сауриешский комбинаты и др.) и шахтами ("Новомосковский", "Артёмовский", "Камское Устье" и др.). В СССР эксплуатируются 42 месторождения гипса и ангидрита и 6 месторождений гипсоносных пород с годовой добычей около 14 млн. т (1981), из которых 60,2% — на территории РСФСР и 15,8% — УССР. Наиболее крупные предприятия — "Новомосковский" (2,33 млн. т), "Ергачинский", "Артёмовский" (по 1,0 млн. т) и "Заларинский" (0,85 млн. т).

Гипс применяется в сыром и обожжённом виде. 50-52% добываемого в СССР гипсового камня используется для выработки гипсовых вяжущих веществ различного назначения (ГОСТ 195-79), получаемых обжигом природного гипса, 44% гипса — в производстве портландцемента, где гипс применяется как добавка (3-5%) для регулирования сроков схватывания цемента, а также для выпуска специальных цементов: гипсоглинозёмистого расширяющегося цемента, напрягающего цемента и др. 2,5% гипса потребляет сельское хозяйство при производстве азотных удобрений (сульфата аммония) и для гипсования засоленных почв; в цветной металлургии гипсование используется в качестве флюса, в основном при выплавке никеля; в бумажном производстве — в качестве наполнителя, преимущественно в высших сортах писчих бумаг. В некоторых странах (Франция, Великобритания и др.) гипс применяется для производства серной кислоты и цемента. Способность гипса легко обрабатываться, хорошо воспринимать полировку и обычно высокие декоративные свойства позволяют применять его в качестве имитатора мрамора при производстве облицовочных плит для внутренней отделки зданий и как материал для различных поделок.

Обсидиан

Обсидиа́н — магматическая горная порода, состоящая из вулканического стекла при содержании воды не более 1 %[1]; однородное вулканическое стекло, прошедшее через быстрое охлаждение расплавленных горных пород. Более богатые водой вулканические стёкла, вспучивающиеся при нагревании, относят к перлитам.

Характеристики

Это магматический, эффузивный (излившийся) материал. Состав кислый (75 % > SiO2 ≥ 65 %), аналогичен граниту. Окраска чёрная, серая, красновато-бурая; расположение полос указывает направление течения лавы. Структура стекловатая (аморфная), плотная. Текстура массивная или пенистая. Порода имеет плотность 2500—2600 кг/м³. Хрупкий, обладает малой износостойкостью на истирание. Не заключает воды, хорошо полируется, имеет характерный раковистый излом, стеклянный блеск. Обсидиан принадлежит к новейшим горным породам. От кварца (мориона и раухтопаза) отличается аморфным строением.

Обсидиан обычно встречается совместно с липаритами и липаритовыми порфирами. Формирует небольшие потоки: из-за кислого состава лава вязкая.

Практическое использование

Благодаря способности порошка обсидиана в сочетании с гашёной известью затвердевать под водой, применяется как гидравлическая добавка для портландцемента. Он используется также как добавка к извести, как сырьё для изготовления тёмного стекла и в качестве термоизоляции. Поделочный камень. Лезвия из обсидиана имеют гладкую кромку толщиной всего в несколько нанометров, что позволяет использовать их в качестве скальпелей.

Обсидиан сыграл большую роль в истории человечества: из него изготовляли орудия труда, оружие и украшения, также с древних времён широко использовался в глиптике и декоративной скульптуре. Свои колюще-режущие орудия майя, не умевшие выплавлять железо, изготавливали именно из обсидиана.

Месторождения обсидиана находятся на Липарских и Канарских островах, в Исландии, Закарпатье, Сибири, Средней Азии, Забайкалье, Приморье, на Кавказе (Армения, Грузия, Азербайджан), Камчатке, Курилах. Крупнейшие месторождения — в Мексике.

3.

Крупнообломочные. Виды:

- валунный (при преобладании неокатанных частиц-глыбовый)

- галечниковый (при неокатанных гранях-щебенистый)

- гравийный (при неокатанных гранях-дресвяный)

Грунты крупнообломочные ,естественные несцементированные обломочные грунты: дресвяные с преобладанием неокатанных зерен (более 50 %) и гравийные с преобладанием (более 50 %) окатанных зерен размером крупнее 2 мм; галечниковые с преобладанием (более 50 %) окатанных зерен размером крупнее 10 мм; щебенистые с преобладанием (более 50 %) неокатанных острореберных зерен размером крупнее 10 мм; валунные (глыбовые) с преобладанием (более 50 %) окатанных зерен и каменистые с преобладанием неокатанных острореберных зерен крупнее 200 мм.

Строительство насыпей, а также автомобильных дорог в горных и предгорных районах(Восточная Сибирь, Южный Урал, Дальний Восток, Карпаты, Кавказ, Крым и т.п.)связано с широким использованием крупнообломочных грунтов для сооружения земляного полотна.

Песчаный. Виды: гравелистый

- крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый.

Применение: Песчаные сваи применяют для уплотнения сильно сжимаемых пылевато-глинистых грунтов, рыхлых песков и за торфованных грунтов на глубину до 18...20 м. Смеси щебеночно-гравийно-песчаные и грунты, обработанные неорганическими вяжущими материалами, для дорожного и аэродромного строительства. ...

4.Вода как вид дорожной  одежды.

Дорожную одежду разной долговечности на разную допустимую нагрузку можно получить, комбинируя различные дорожно-строительные материалы. Самое важное для долговечности хорошей дорожной одежды - дренаж и уплотнение ее нижних слоев. Вода в дорожной постели способствует оседанию и боковому сползанию, а также может вызывать вспучивание из-за замерзания или расширения некоторых видов глин. Инженер-дорожник знает, какие материалы легче дренируются и какая система дренажей экономичнее. Иногда при дорожном строительстве приходится на значительную глубину вынимать природный грунт и заменять его гранулированным материалом заводского приготовления. Все взрыхленные и внесенные дорожно-строительные материалы должны уплотняться тонкими слоями. Для этого применяются тяжелые стальные катки с небольшими зубцами, передвигаемые тракторами. Существуют также виброкатки. Особенно тщательного уплотнения требуют береговые устои мостов и места подземных переходов коммуникаций.