Шпаргалка по "Геологии"

Дельтовые пески. Указанные отложения являются продуктом формирования в области медленного движения речных вод, в районах, удаленных от источников обломочного материала на весьма значительные расстояния. В соответствии с этим дельтовые пески представлены в основном тонко- и мелкозернистыми достаточно хорошо отсортированными разностями с хорошо обработанными окатанной формы полированными зернами. В ряде случаев они обогащены пылеватым и глинистым материалом. Строение дельтовых песков характеризуется чередованием горизонтальных слоев с покрывающими их косыми сериями.

Инженерно-геологическая  характеристика эоловых песков. Эоловые пески имеют широкое распространение в полупустынных и пустынных областях. Эоловой переработке также подвержены песчаные массивы в тундровых и лесотундровых районах. Зона тайги практически лишена эоловых песчаных отложений.

Эоловые пески  обычно представлены хорошо отсортированными мелкозернистыми или тонкозернистыми  разностями. В целом их дисперсность и степень обработанности определяются длительностью и интенсивностью эоловой переработки — чем  длительнее перевевается песок, тем более однородным он становится. В морфологическом отношении частицы песка имеют хорошую окатанность с типичной мелкоямчатой поверхностью, обусловленной большим числом соударений частиц при перемещении в воздухе. Частицы песка очень часто покрыты вторичными пленками различного химического состава.

Можно отметить, что в целом строение толщ эоловых  песков характеризуется:

• неправильностью и разнообразием углов наклона слоев;
• преобладанием пологих углов до 5° (наветренный склон) и до 30—33 ° (подветренный склон);
• вогнутостью и выпуклостью напластований;
• большой вертикальной мощностью косых серий (до  100 м и более);
• тонкостью и однородностью песчаных зерен;
• высокой обработанностью песчаных зерен окатанной формы с типично мелкоямчатой поверхностью со вторичными пленками;

в целом очень  рыхлым недоуплотненным сложением.

8. Инженерно-геологическая оценка горных пород ледникового комплекса. Флювиогляциальные и ледниковые пески.

Пески ледникового комплекса и их инженерно-геологическая  оценка. Флювиогляциальные пески. Эти отложения, которые называются еще водноледниковыми, имеют очень широкое распространение в Европейской части России и Сибири. В зависимости от условий накопления материала среди флювиогляциальных образований выделяют:

• типично зандровые отложения, непосредственно примыкающие к поясу конечных морен соответствующего ледника;
• зандровые отложения долинного типа, выполняющие обширные ледниковые депрессии различного происхождения;
• флювиогляциальные террасовые отложения в долинах рек, слагающие наиболее древние высокие террасы.

Флювиогляциальные пески представлены различными по дисперсности разностями, правда преобладают крупно-, средне- и мелкозернистые, содержащие то или иное количество грубообломочного материала. Указанный состав и косая  слоистость являются характерными для  этих песков.

Типично зандровые  пески во многих районах занимают массивы до нескольких сотен квадратных километров, что вполне объяснимо, исходя из данных о многоводности отлагавших их потоков воды, а также об отсутствии четко выраженных выработанных долин  для их течения. По мере отступления  переднего края ледника участки  накопления зандровых песков также перемещались. Это привело к тому, что в толще песков часто прослеживается увеличение их дисперсности вверх по разрезу, причем такая закономерность выдержана на больших площадях. Песчаные и гравийно-галечниковые частицы, слагающие флювиогляциальные зандровые пески, в определенной степени отсортированы и обработаны водой, однако в заметно меньшей степени, нежели аллювиальные пески равнинных рек.

Типичным представителем зандровых песков являются среднечетвертичные флювиогляциальные пески, широко развитые в северо-западных районах Западно-Сибирской плиты, где они слагают обширные междуречные равнины площадью в сотни тысяч квадратных километров. Здесь среди песков встречаются гравелистые, крупные, средние, мелкие и пылеватые разности с преобладанием мелко- и среднезерни-стых песков. Для этих песков характерны включения гравия и гальки, высокое содержание собственно песчаных частиц (62—95 %), небольшое содержание пылеватых и некоторое количество глинистых частиц. В песках преобладает кварц, остальные минералы составляют всего лишь 2—3 %. Доминируют слабообработанные полуугловатые или слабоокатанные зерна.

Зандровые отложения  долинного типа образуют обширные песчаные равнины в Полесье на среднем Днепре, на Дону, в бассейне Верхней Волги и других районах страны. Они выполняют здесь обширные доледниковые депрессии и переходят вниз по течению в типичные флювиогляциальные террасы в долинах рек.

Для толщ долинно-зандровых  песков в целом характерны многие из вышеуказанных особенностей типично-зандровых  отложений. Однако они имеют ряд  отличий, которые отрицательно сказываются  на их инженерно-геологических параметрах. Это большая мелкозернистость состава и наличие линз и прослоев суглинистого материала, нередко находящегося в пластичном состоянии или обогащенного органическими растительными остатками (отложениями застойных вод). Вследствие этого устойчивость массивов, сложенныхтакимипородами, обычно небольшая.

Ледниковые (моренные) пески залегают в виде прослоев и линз в толще моренных валунных суглинков и глин. Гранулометрический состав разнообразен, но преобладают разнозернистые пески, плохо, отсортированные гравелистые и крупнозернистые разности. Во всех этих отложениях практически всегда присутствует валунный материал, иногда в значительных количествах. Для этого типа песков свойственна большая изменчивость состава и свойств как в разрезе, так и по простиранию. Ледниковые пески, заключенные в толще моренных, глинистых грунтов, часто содержат напорные воды. Отмечены случаи, когда даже близко расположенные изолированные друг от друга линзы таких водонасыщенньгх песков могут обладать существенно разными напорами подземных вод. Подобные линзы при вскрытии их котлованами или другими строительными выемками и выработками часто вызывают оползание и оплывание откосов, а иногда и прорыв напорных подземных вод в котлованы и подземные выработки. Вместе с водой в этих случаях выносится большое количество песка, что значительно ослабляет устойчивость вышележащего грунтового массива.Хорошая водопроницаемость моренных песков и, как правило, небольшие запасы подземных вод, заключенных в них, способствуют быстрому осушению таких песчаных толщ при их строительном использовании.

9. Инженерно-геологическая характеристика элювиальных, делювиальных глинистых грунтов. Пролювиальных и аллювиальных глинистых образований. Глинистых грунтов в отложениях ледникового комплекса.

Элювиальные глинистые грунты. Образуются в результате разложения различных пород и накопления на месте разрушения - в коре выветривания - глинистых продуктов указанного разложения (разрушения). По гранулометрическому составу среди этих отложений встречаются разновидности от высокодисперсных глин до неравномернозернистых супесей, содержащих различное количество грубообломочных включений.

Для толщ элювиальных  глинистых грунтов в вертикальном разрезе характерен постепенный  переход к материнским породам. Формы залегания весьма разнообразны и своеобразны: гнездовые, карманообразные, плащеобразные и др.

Протяженность указанных  форм очень изменчива, иногда носит  прерывистый характер. Мощность колеблется от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров. Толщи элювиальных  глинистых грунтов обычно лишены слоистости, которая может наблюдаться  только, как реликт слоистой текстуры материнской породы. Окраска глин весьма разнообразна: от белой, желтоватой, зеленоватой до красной и пестрой. Растительные остатки и органическое вещество практически не встречаются. Элювиальные глины характеризуются различными инженерно-геологическими свойствами. Еще большим разнообразием отличаются такие петрографические разности элювиальных глинистых отложений как суглинки и супеси в силу чрезвычайной изменчивости, а также количества и вида глинистых минералов в их составе. Особенно ярко это проявляется в таком их свойстве как пластичность. Покажем это на примере «чистых» элювиальных глин: наиболее пластичные их разности формируются при разложении осадочных глинистых и основных изверженных, чаще эффузивных, пород. При разложении кислых пород обычно образуются слабопластичные глины, главным образом, каолинитового состава. Пластичность других петрографических разностей элювиальных глинистых пород обусловлена также наличием и количеством песчаной, пылеватой и грубообломочной фракций. Прочность элювиальных глинистых пород во много раз меньше, чем в исходных материнских породах.

Делювиальные  глинистые грунты. Эти отложения развиты достаточно широко. К ним относятся разнообразные по петрографическому составу образования, покрывающие более или менее мощным покровом склоны различных положительных и откосы отрицательных форм рельефа. Это продукт выветривания вышележащих коренных пород, перемещенный дождевыми и талыми снеговыми водами вниз по склонам и откосам вершин, возвышенностей, берегам обрывов и балок к их подножьям. Делювиальные образования или вовсе не обнаруживают слоистости и сортировки материала, или только неправильную местную слоистость и неполную сортировку, что резко отличает их от других генетических разностей осадочных образований. Кроме того, для описываемых пород характерна быстрая, а часто и резкая изменчивость состава. Среди них чаще всего можно встретить суглинки и глины, хотя описаны и супеси, но в меньших объемах. Довольно часто делювиальные глинистые грунты содержат щебень и более крупные обломки пород, развитые на склоне, как правило, перемещенные гравитационными силами и расположенные всегда беспорядочно, хаотично. В породах имеются различные растительные остатки. Они почти всегда полиминеральны, с преобладанием минералов, характерных для окружающих пород. Физико-механические свойства глинистого делювия также сильно изменяются зависимости от его состава. Однако в общем инженерно-геологические его качества невысоки. Делювиальные грунты быстро размокают в воде, особенно если их естественная влажность невысока. Сопротивление глинистого делювия колеблется в широком диапазоне и зависит от состояния породы. Водопроницаемость, благодаря значительной «глинистости», весьма невелика.

Оценивая делювиальные глинистые грунты с инженерно-геологической  точки зрения, следует иметь в  виду их общую склонность к движению вниз по склонам, связанную с глинистым  составом и отчасти неясно проявляющейся  слоистой текстурой, а может быть и приобретенную тенденцию к  движению еще на этапе формирования. Искусственная подрезка делювиальной толщи при проходке котлована  под здание, дорожной выемки и т. п., особенно в нижней части склона, как правило, вызывает во всей ее массе  подвижки оползневого характера, при  этом поверхность скольжения может  образоваться как внутри делювиальной толщи, так и на контакте ее с подстилающей коренной породой.

Пролювиальные глинистые образования. Геологические отложения, накопляющиеся путем распространения по равнинам минерального материала, выносимого временно излившимися из горных долин и растекающимися по равнине потоками, заслуживают обособления в особый генетический тип, для обозначения которого было бы удобно пользоваться термином «пролювиальные отложения», или «пролювий». Пролювий располагается непосредственно за конусами выноса. Формирование пролювия происходит при оседании частиц в мелких озерцах, временно образующихся при заливании их водой горных рек. По своему гранулометрическому составу пролювий чаще всего представлен пылеватыми суглинками. В настоящее время понятие термина «пролювий» несколько расширилось, в него были включены отложения временных потоков в пределах долин и конусов выноса. Среди слагающих их толщ также встречаются глинистые образования, они обычно слагают маломощные (1—5 м) прослои и линзы в толще грубообломочных пород, которые прослеживаются на протяжении десятков и сотен метров. Для таких глинистых образований характерна плохая сортировка материала и наличие включений обломков пород различной величины. Обычно глинистые породы песчаные или сильнопылеватые, причем характерным является беспорядочное распределение по породе различных по размерам частиц. С инженерно-геологической точки зрения обобщающих данных немного, хотя опыт строительного использования пролювиальных отложений имеется. Глинистый пролювий в силу своего формирования придает еще большую неоднородность всей пролювиальной толще с точки зрения деформационных, прочностных и водно-фильтрационных характеристик.

Аллювиальные  глинистые образования. В аллювиальных отложениях глинистые породы развиты очень широко, особенно в долинах равнинных рек. Глинистый аллювий отличается большим разнообразием состава и свойств. Это разнообразие определяется различными условиями формирования тех или иных глинистых аллювиальных толщ.

Среди отложений русловой фации аллювия содержание глинистых грунтов естественным образом невелико, в силу условий формирования русловых отложений, хотя встречаются супеси и суглинки, нередко содержащие органические остатки. В связи с малым распространением русловые глинистые фунты инженерно-геологической оценки обобщающего характера не имеют.

Пойменная фация аллювия равнинных рек в отличие от русловой сложена преимущественно глинистыми образованиями. Это обусловлено тем, что паводковые воды, разливающиеся по пойме, несут, как правило, тонкопесчаный, пылевато-суглинистый и глинистый материал. Этот материал оседает на поверхности поймы после спада воды и покрывает ее прерывистым слоем, при этом наиболее мощные глинистые линзы, обычно обогащенные органическими остатками, образуются в понижениях рельефа. Среди отложений пойменной фации наиболее широко развиты горизонтально-, волнисто-, линзовидно-слоистые суглинки и глины, редко супеси. Суглинки и глины плохо дренируемых участков пойм обычно имеют серо-сизый цвет, вследствие их оглеения и обогащения органическими веществами; на дренированных, прирусловых участках цвет пород коричнево-бурый. Молодые пойменные глины, суглинки, супеси обычно очень рыхлые, влажные и слабосвязные. Высыхание их сопровождается структурными изменениями, выражающимися в появлении мельчайших трещинок, которые разбивают породу на отдельности неправильной формы. По стенкам этих трещинок часто отлагаются оксиды железа бурого цвета,которые дополнительно увеличивают неоднородность строения пойменных отложений. Очень часто в разрезах пойменного глинистого аллювия наблюдаются погребенные почвы и своеобразные темноцветные горизонты, обогащенные органическим веществом. Наличие таких горизонтов в толще аллювия ухудшает его свойства, поскольку повышенное содержание органического материала в таких прослоях повышает гидрофильность,  влажность,  набухаемость,  сжимаемость и снижает сопротивление сдвигу аллювиальных глинистых толщ.

По минералогическому  составу глинистые аллювиальные грунты довольно разнообразны. Среди  них преобладают полиминеральные  разности, содержащие в своем составе  по несколько глинистых минералов. Самыми распространенными являются каолинит - гидрослюдистая и мономориллонит - гидрослюдистая ассоциации минералов. Приведенное достаточно беглое описание различных фациальных типов глинистых аллювиальных грунтов показывает, что наихудшими по своим инженерно-геологическим характеристикам среди них оказываются старичные глинистые грунты, представленные обычно достаточно высокодисперсными разностями со значительным количеством органики. Они находятся в мягкопластичном состоянии. Среди них (особенно в молодых современных образованиях) очень широко распространены грунты текучей и скрытотекучей консистенции. Все они характеризуются высокой сжимаемостью и низкими показателями сопротивления сдвигу. Еще более высокие показатели сжимаемости (и соответственно более низкие прочностные показатели) характерны для текучих разностей грунтов. Водонасыщенность старичных грунтов, несмотря на их значительную общую пористость, очень мала, вследствие чего процесс осадки сооружений, возведенных на них, протекает медленно, долго и зачастую неравномерно. Высокая сжимаемость и низкие сопротивления сдвигу старичных глинистых отложений не позволяют рекомендовать их в качестве основания для тяжелых и сложных инженерных сооружений. В случае же необходимости расположения их на участках развития старичных отложений должны быть применены специальные способы обеспечения устойчивости, а в отдельных случаях удаление и замена этих грунтов более надежными.