Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Октября 2013 в 15:27, шпаргалка
Работа содержит ответы на вопросы по дисциплине "Геология".
Сапропели — это рыхлые водонасыщенные песчано-пылевато-глинистые отложения, содержащие органический материал. Мощность слоев сапропелей от 1 до 20 м. Более или менее уплотненный сапропель называют сапроколом.
Заторфованные грунты — это песчано-пылевато-глинистые водонасыщенные грунты, но с большим содержанием органических веществ (до 50 %) в виде остатков корней растений с примесью гумуса. При оценке свойств этих грунтов большое значение имеет степень разложения растительных остатков Rp.
Почвы. К органоминеральным грунтам следует отнести почвы, которые практически повсеместно (кроме пустынь и отчасти полупустынь) залегают непосредственно на дневной поверхности земли и генетически являются элювиальным образованием.
Различают почвы песчаные, супесчаные, суглинистые и глинистые. Все они, как и грунты, имеют свои структуры и содержат органический материал в виде перегноя (гумуса) в количестве от 3 до 12 % и корни травяной, кустарниковой и древесной растительности. Мощность слоев почв колеблется от 0,3—0,5 до 1,5, редко до 3 м. Почвы необходимы сельскому хозяйству и поэтому их следует сохранять. Перед производством строительных работ слой почвы необходимо срезать, складировать и использовать по своему назначению в местах, где почвенный слой отсутствует. Уничтожать почву запрещено законом.
В толщах лессовых отложений присутствуют слои «погребенных» почв. Эти древние почвы, имеющие небольшую мощность и по физико-механическими свойствами мало чем отличающиеся от вмещающих их грунтов.
Органические грунты. Все эти грунты состоят в основном из органического материала. Типичным представителем этих грунтов является торф, сложенный из неполно разложившихся болотных растений. Окраска чаще всего темно-коричневая. В торфах всегда имеется примесь песка, пылеватых и глинистых частиц. Растения создают волокнистый каркас, что является его структурой.
Все органоминеральные и органические грунты содержат воду, которая обладает агрессивными свойствами по отношению к строительным материалам. В связи с непрерывным гниением растительных остатков их свойства очень изменчивы во времени. Модуль деформации Е обычно меньше 5 МПа. Лучше всего нагрузки держат древние, более плотные торфы.
Строительство зданий и сооружений на органоминеральных и органических грунтах представляет собой сложную задачу, поэтому осуществляется по специальным нормативам.
В каждом случае используются разные мероприятия по предотвращению возможных деформаций оснований и повышению их несущей способности: 1) для илов и сапропелей; 2) для торфов и заторфованных грунтов.
Торфы и заторфованные грунты. Торфы являются полезными ископаемыми (энергоносители) и поэтому рассматривать этот грунт только как основание объектов нецелесообразно. Строительство на заторфованных грунтах в зависимости от их свойств, мощности слоев осуществляется в двух направлениях: 1) без специальных мероприятий с применением только конструктивных строительных решений в зданиях и сооружениях; 2) с использованием специальных строительных работ.
Специальные строительные работы очень разнообразны и распадаются на ряд видов в зависимости от вариантов геологического строения заторфованных толщ. Для каждого варианта рекомендуются свои специальные работы, которые могут быть в виде:
При выборе вида
специальных строительных работ
необходимо учитывать свойства и
мощность слоев песчано-пылевато-
Природные мерзлые грунты.
Мерзлые грунты в технической литературе часто именуют «криогенными». Для грунтов этого класса характерны структуры с криогенными связями, т. е. структуры, скрепленные ледяным цементом. Мерзлое состояние грунтов, т. е. в условиях отрицательных температур, бывает временным и постоянным (Многолетним).
Временное мерзлое состояние. На территориях, где бывает зима с отрицательными температурами, грунты у поверхности земли промерзают. Это так называемая «сезонная» мерзлота. Скальные грунты при этом получают отрицательную температуру, а дисперсные и техногенные замерзают за счет перехода в порах грунтов жидкой воды в твердое состояние (лед). В скальных грунтах вода замерзает в трещинах и активно их разрушает за счет расклинивающего действия образующегося льда (увеличение объема льда достигает 9,1 %).
В процессе сезонного промерзания дисперсные связные и несвязные грунты за счет ледяного цемента приобретают повышенную прочность, несколько увеличивают объем и становятся водонепроницаемыми. Предел прочности при сжатии мерзлых суглинков и глин достигает 6 МПа и более, что создает большие трудности при механической разработке. При небольшой влажности, что может быть в песках, свойства грунтов при переходе от положительной к отрицательной температуре практически мало меняются.
В весеннее время года лед в грунтах растаивает. Дисперсные грунты теряют прочность, становятся водонасыщенными. Особенно сильно это сказывается на органоминеральных и органических грунтах, которые могут переходить в разжиженное состояние с весьма малой несущей способностью. Такие грунты могут выдавливаться из-под фундаментов сооружений.
В строительстве сезонное промерзание грунтов всегда учитывается, определяется глубина промерзания, которая зависит от климата и литологических особенностей грунтов. Величина df колеблется от нескольких сантиметров до 2—3 м и определяется:
Многолетняя мерзлота. Иногда грунты постоянно (тысячи лет) находятся в мерзлом состоянии. Их изучает наука «Геокриология». Территорию, которую они занимают, именуют криолитозоной.
Многолетняя мерзлота в России занимает большие площади на севере Европейской территории, и особенно в Сибири, в многолетнемерзлом состоянии находятся грунты скальные, полускальные, дисперсные. К классу мерзлых грунтов относят также чистые льды, входящие в грунтовые толщи в виде прослоев и линз, также льды подземных пещер.
В России территорию вечномерзлых грунтов делят на три зоны: сплошную; с таликом; островную.
Сплошная мерзлота занимает крайний север Сибири, мощность мерзлой толщи сотни метров, температура грунтов минус 7—12 ° С.
Зона с таликами располагается южнее. Отдельные участки зоны представляют собой талые грунты; мощность мерзлых толщ 20—60 м при температуре 0,2—2 °С.
Зона островной мерзлоты занимает территорию юга Сибири; мерзлые грунты встречаются в виде отдельных участков; мощность толщ 10—30 м; температура от 0 до —0,3 °С.
Многолетнемёрзлая толща по вертикали разделяется на две части: 1) деятельный слой; 2) собственно мерзлая толща.
Деятельный слой — это верхняя часть толщи вечной мерзлоты, которая в летний период оттаивает и замерзает зимой, т. е. в определенной мере это сезонная мерзлота. Мощность этого слоя зависит от климата и литологического состава грунтов и колеблется от 0,3 до 4 м. На Севере мощность минимальная, на юге — наибольшая. В одном и том же месте в торфе или глине мощность слоя может быть 0,2—1 м,в то же время как в песках и гравии, имеющих открытые поры, 2—4 м.
Деятельные слои бывают двух видов: сливающиеся (типично северным районам); неашвающиеся . В первом случае деятельный слой в зимнее время полностью промерзает и сливается с вечной мерзлотой, на которой лежит. При несливающемся деятельном слое между ним и вечномерзлой толщей остается слой незамерзшего грунта. Это бывает связано лишь с теплой зимой, либо характером деятельного слоя.
Для решения строительных задач важно знать мощность деятельного слоя. Эту мощность можно определить:
В деятельном слое располагается надмерзлотная вода (грунтовая), залегающая на вечной мерзлоте, как на водоупоре.
Строительство в области вечной мерзлоты во многом зависит от характера деятельного слоя — мощности, физических и физико-механических характеристик грунтов, поведения надмерзлой воды. С этим слоем связаны земляные работы и многие негативные процессы, приводящие к деформации объектов.
Сейсмические явления проявляются в виде упругих колебаний земной коры. Это грозное явление природы типично районам геосинклиналей, где активно действуют современные горообразовательные процессы, а также зонам субдукции и обдукции.
Сотрясения сейсмического происхождения происходят почти непрерывно. Землетрясения возникают также в процессе извержения вулканов (например, на Камчатке), возникновения провалов в связи с обрушением горных пород в крупные подземные пещеры, узкие глубокие долины, а также в результате мощных взрывов, производимых, например, в строительных целях. Разрушительное действие таких землетрясений невелико и они имеют местное значение, а наиболее разрушительными являются тектонические сейсмические явления, захватывающие, как правило, большие площади.
Моретрясения возникают в глубоких океанических впадинах Тихого, реже Индийского и Атлантического океанов. Быстрые поднятия и опускания дна океанов вызывают смещение крупных масс горных пород и на поверхности океана порождают пологие волны (цунами) с расстоянием между гребнями до 150 км и очень небольшой высотой над большими глубинами океана.
Землетрясения. Сейсмические волны. Очаг зарождения сейсмических волн называют гипоцентром. По глубине залегания гипоцентра различают землетрясения: поверхностные - от 1 до 10 км глубины, коровые – 30-50 км и глубокие (или плутонические) - от 100-300 до 700 км. Последние находятся уже в мантии Земли и связаны с движениями, происходящими в глубинных зонах планеты. Наиболее разрушительными являются поверхностные и коровые землетрясения.
Непосредственно над гипоцентром на поверхности земли располагается эпицентр. На этом участке сотрясение поверхности происходит в первую очередь и с наибольшей силой. Анализ землетрясений показал, что в сейсмически активных районах Земли 70 % очагов сейсмических явлений располагаются до глубины 60 км, но наиболее сейсмичной же является глубина от 30 до 60 км.
Строительство в сейсмических районах (сейсмическое микрорайонирование). При строительных работах в районах землетрясений необходимо помнить, что баллы сейсмических карт характеризуют только некоторые усредненные грунтовые условия района и поэтому не отражают конкретных геологических особенностей той или иной строительной площадки. Эти баллы подлежат уточнению на основе конкретного изучения геологических и гидрогеологических условий строительной площадки. Это достигается увеличением исходных баллов, полученных по сейсмической карте, на единицу для участков, сложенных рыхлыми породами, в особенности увлажненными, и их уменьшением на единицу для участков, сложенных прочным скальными породами. Породы II категории по сейсмическим свойствам свою исходную балльность сохраняют без изменения.
Корректировка баллов строительных участков справедлива, главным образом, для равнинных или холмистых территорий. Для горных районов необходимо принимать во внимание и другие факторы. Опасными для строительства являются участки с сильно расчлененным рельефом, берега рек, склоны оврагов и ущелий, оползневые и карстовые участки. Крайне опасны участки, расположенные вблизи тектонических разрывов. Весьма затруднительно строить при высоком залегании уровня грунтовых вод (1—3 м). Следует учитывать, что наибольшие разрушения при землетрясениях происходят на заболоченных территориях, на обводненных пылеватых, на лессовых недоуплотненных породах, которые при сейсмическом сотрясении энергично доуплотняются, разрушая выстроенные на них здания и сооружения.
На территориях,
где сила землетрясений не превышает
7 баллов, основания зданий и сооружений
проектируют без учета