Химически активные вещества
Список литературы
Заключение
Негативные экологические последствия
Список литературы
Геологический словарь. — М.: Недра, 1978.
Градзиньски Р., Косцецка А., Радомски А. и др. Основы седиментологии. Изд-во геологическое. — Варшава, — 1986. ISBN 83-220-0275-0 (польск.)
Дельты — модели для изучения: Пер. с англ. / Под ред. М. Бруссард. — М.: изд-во «Недра», 1979. — 323 с.
Казанский Ю. П. Седиментология М.: Наука, 1976
Короновский Н. В. Общая геология М.: изд-во МГУ, — 2002
Лидер М. Р. Седиментология. Процессы и продукты: Пер. с англ. — М.: Мир, 1986. — 439 с.
Маккавеев Н. И. Русло реки и эрозия в её бассейне. — М.: Изд-во АН СССР, 1955. 346 с.
2. Орошение почв: положительные и отрицательные последствия ирригации (на примере Самарской области)
Орошение (ирригация) – это искусственное пополнение запасов влаги в корнеобитаемом слое недостаточно увлажненной почвы в условиях засушливого климата.
Одним из условий стимулирования обильного роста зеленых насаждений, обеспечения комфортабельности и привлекательности садово-парковых зон, спортивных комплексов, коттеджных и дачных участков является тщательный и своевременный полив, качественное увлажнение почвы. Увлажнение почвы, кроме создания необходимых запасов влаги, обеспечивает растениям питательный, солевой, воздушный и тепловой режим, т. е. вносит существенный вклад в развитие и произрастание растений. Немаловажную роль при этом играют и вводно-физические свойства почвы – ее влагоёмкость и структура.
Способность почвы сохранять необходимую влажность в течение относительно длительного периода времени характеризуется коэффициентом или скоростью фильтрации, т. е. скоростью движения воды в нижележащие слои. Для глинистых грунтов скорость фильтрации воды значительно меньше, чем для песчаных грунтов. Поэтому в глинистых грунтах снижается интенсивность испарения и дольше сохраняется влага, что позволяет реже производить увлажнение почвы (орошение), чем в песчаных грунтах.
Оросительное земледелие вызывает целую цепь негативных экологических последствий. Главными из них являются:
- ирригационная эрозия;
- накопление агроирригационного культурного горизонта почв;
- вторичное засоление грунта и почвы;
- заболачивание грунта и почвы;
- загрязнение поверхностных и подземных вод;
- обмеление рек;
- оседание рельефа местности.
Вторичное засоление — одно из главных последствий орошения земель в условиях аридного климата[10]. Оно связано с подъемом минерализованных грунтовых вод к земной поверхности. Грунтовые воды, содержащие соли, начинают при этом интенсивно испаряться, в результате чего почва насыщается избыточным количеством солей. Острая экологическая проблема орошаемого земледелия — загрязнение поверхностных и грунтовых вод. Это результат полива угодий и использования воды для рассоления почв. Большинство рек, воды которых используются для орошения имеют минерализацию 0,2—0,5 г/л. В настоящее время их минерализация возросла в 10 раз, что привело к росту вторичного засоления. Проблемы засоления почв и вод усугубляются применением минеральных удобрений.
Сведение негативного экологического эффекта к минимуму возможно при правильном планировании и проведении орошения, так как большая часть недостатков не является органически ему присущей[11].
Орошаемые почвы - это антропогенно-природные системы, на развитие которых влияют многие факторы. Прежде всего — качество поливной воды. В Поволжье орошение производится в основном пресной водой гидрокарбонатно-кальциевого состава, благоприятно воздействующей на свойства почв. Оказывает влияние на развитие орошаемых почв степень дренированности территории. На дренированных ландшафтах (высоких террасах р. Волги) формируются незаселенные почвы, при орошении сохраняются автоморфные условия, и трансформация почв зависит в основном от уровня агротехнологий. При высоком их уровне сохраняется природный тренд эволюции почв. При нерациональном хозяйствовании дренированные почвы под влиянием орошения изменяются на низком таксономическом уровне в результате усиления уплотнения, дегумификации, ухудшения состава гумуса, деструктуризации.
1. Агрохимическая характеристика основных типов почв СССР. М.: Наука, 1974. 448 с.
2. Агрофизические методы исследования почв. М.: Наука, 1966. 370 с.
3. Агроэкологическая оценка земель Украины и размещение сельскохозяйственных культур / Под ред. В.В.Медведева. Киев: Аграрная наука, 1997. 162 с.
4. Агроэкологическое состояние черноземов ЦЧО / Под ред. А.П.Щербакова и И.И.Васенева. Курск: ВНИИЗиЗПЭ, 1996. 240 с.
5. Азовцев В.И., Морозова А.С., Барановская В.А., Кретинина Т.А., Варьирование некоторых свойств комплексных почв Волгоградского Зволжья и приемы математической обработки // Орошаемое земледелие в Поволжье. Вып. 1. Волгоград, 1972. С. 194-201.
- активно участвуют в преобразовании минералов и горных пород;
- повышают поровое давление газов, которое снижает растворимость минералов.
19. Происхождение осадочных горных пород и их особенности. Осадочными горными породами называются породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно. Генезис осадочных горных пород. Образование осадков, из которых возникают осадочные горные породы, происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах. Процесс формирования осадочной горной породы называется литогенезом и состоит из нескольких стадий:
- образование осадочного материала;
- перенос осадочного материала;
- седиментогенез – накопление осадка;
- диагенез – преобразование осадка в осадочную горную породу;
- катагенез – стадия существования осадочной породы в зоне стратисферы;
- метагенез – стадия глубокого преобразования осадочной породы в глубинных зонах земной коры.
Образование осадочного материала. Образование осадочного материала происходит за счет действия различных факторов - влияния колебаний температуры, воздействия атмосферы, воды и организмов на горные породы и т.д. Все эти процессы приводят к изменению и разрушению пород и объединяются одним термином выветривание
20. Формы залегания слоев, складчатые дислокации.Первичной формой залегания осадочных горных пород является слой, или пласт. Пластом (слоем) называется геологическое тело, сложенное однородной осадочной породой, ограниченное двумя параллельными поверхностями напластования, имеющее примерно постоянную мощность и занимающее значительную площадь. Ряд слоев или пластов, перекрывающих (налегающих) и подстилающих друг друга и объединяющихся по какому-либо признаку (геологическому возрасту, происхождению, петрографическому признаку и т.д.), называют свитой. Слои горных пород можно наблюдать в обнажениях. Обнажением слоев (пластов) горных пород называется выход их на поверхность Земли. Первоначальное залегание осадков в большинстве случаев почти горизонтальное. Всякое отклонение пластов от первоначального горизонтального залегания называется дислокацией (нарушением). Дислокации бывают без разрыва сплошности слоев (пликативные дислокации) и с разрывом (дизъюнктивные дислокации). Все дислокации являются результатом движений в земной коре.
21. Классификация обломочных осадочных обломочных ГП.В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путем. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует. Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (условия образования) осадочных пород. Согласно ей породы этого класса подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.
22. Характеристика карбонатных пород.Эти породы образуются в результате выпадения из растворов химических осадков. Такой процесс происходит в водах морей, континентальных усыхающих бассейнов, соляных источников и т.д. породами биохимического происхождения являются различные известняки, доломит, мел, мергель. Доломиты состоят из одноименного минерала с примесью кальцита, гипса, кварца и т.д. Окраска серая, белая или красноватая. Структура кристаллическая, массивная. Наиболее прочными являются кремнистые разности доломитов. Их используют в качестве строительного камня, в металлургии и т.д. Известняки являются весьма распространенными осадочными породами. В их состав входит минерал кальцит и отчасти доломит. Обычно присутствуют различные примеси – кварц, пирит, глинистые и др. Окраска серая, белая, желтоватая и т.д. По сложению все известняки делят на землистые, ракушечники, плотные и мрамовидные.
23.Характеристика сульфатных и галоидных пород.Породами химического происхождения являются гипс, каменная соль, ангидрид, сильвин. Общей для этих пород особенностью является растворимость в воде, наличие пустотности вследствии растворения, трещеноватость. Каменная соль залегает в виде слоев и залежей больших размеров. Гипс состоит из минерала того же названия с примесью ангидрита. Глинистых и других минералов. Окраска белая, серая. Зеленовато-серая. Структура мраморовидная, крупнозернистая, волокнистая. Ангидрит представляет собой плотную зернистую породу белого, серого и других цветов. Ангидрит залегает совместно с гипсом, но преимущественно в нижний части толщ химического происхождения.
24.Характеристика кремнистых и углеродистых пород.Органогенные породы образуются в результате накопления и преобразования остатков животного мира (зоогенные) и растений (фитогенные). Зоогенные – известняк –ракушечник , мел и другие, а фитогенные- трепел, опока, торф и др. Диатомит- слабосцементированная, очень пористая порода белого, светло-серого или желтовато-серого цвета, состоящая из скелетов морских и озерных диатомовых водорослей. Всегда содержит примесь глинистого материала. Общее содержание кремнезема 80-95%. Трепел - сходен с диатомитом, но отличается малым содержанием неизменных органических остатков. Легкая, землистого облика порода. Состоит из опала с примесью глинистых частиц. Окраска серая, светло-серая, реже бурая, черная. Объемный вес 250-1000 кг/м кубические. Диатомиты и трепелы залегают слоями и сходны по свойствам. Обладают огнеупорными, кислотостойкими, звуко- и теплоизоляционными свойствами, являются сырьем для производства цементов, кирпича и т.д.
25. Физические свойства грунтов.Грунт – трехфазная система, состоящая из: 1)твердой фазы (частицы минералов иобломочных пород), 2) жидкой фазы (вода), 3) газообразной фазы (воздух). Грунты подразделяют на два основных класса: скальные и нескальные. Скальные грунты - грунты с жесткими структурными связями, к которым относятся: магматические (граниты, диориты и др.), метаморфические (гнейсы, кварциты, сланцы и др.), осадочные сцементированные (песчаники, конгломераты и др.) и искусственные. Характеристика скальных грунтов: физические – плотность, коэффициент размягчения, степень растворимости в воде, степень выветривания, коэффициент трещиноватости, пористость; механические – прочность (сопротивление одноосному сжатию), деформативность (модуль деформации). Нескальные грунты — это грунты без жестких структурных связей. К нескальным грунтам относят рыхлые горные породы, включающие несвязные (сыпучие) и связные породы. Характеристика нескальных грунтов: физические – плотность, плотность частиц грунта, плотность сухого грунта, влажность природная, коэффициент пористости, степень влажности, удельный вес грунта, число пластичности, показатель текучести, коэффициент фильтрации; механические – прочность (временное сопротивление одноосному сжатию), деформативность, прочностные характеристики (удельное сцепление, угол внутр.трения).
26. Классификация грунтов по гранулометрическому составу.Каждая рыхлая и глинистая порода состоит из обломков самого различного размера. Обломки (частицы), близкие по размеру и свойствам, объединяют в группы, называемые фракциями. Количественное содержание этих фракций принято называть гранулометрическим составом. Гранулометрический состав является одной из важнейших характеристик грунтов, имеющей существенное значение для оценки их литологического типа и физико-механических свойств.
| Разновидность грунта | Размер частиц, мм | Содержание частиц, % по массе |
| КРУПНООБЛОМОЧНЫЕ | ||
| Валунный (глыбовый) | >200 | >50 |
| Галечниковый(щебенистый) | >10 | >50 |
| Гравийный (дресвяный) | >2 | >50 |
| ПЕСКИ | ||
| Гравелистый | >2 | >25 |
| Крупный | >0,50 | >50 |
| Средней крупности | >0,25 | >50 |
| Мелкий | >0,10 | ≥75 |
| пылеватый | >0,10 | <75 |
27. Физические характеристики грунтов, определяемые в лабораторных условиях.1) плотность грунта – отношение массы грунта к объему грунта. Скальные грунты 2,2 – 2,8 г/см3, нескальные грунты 1,5 – 2,5 г/см3. 2) плотность частиц грунта ρs = mтв./ Vтв. Плотность частиц изм-ся в небольших пределах для большинства грунтов от 2,5 до 2,75 г/см3, и зависит от минералогического состава исходных пород. Для определения плотности частиц применяется пикнометрический метод. 3) Влажность – отношение массы воды содержащихся в порах грунта к массе сухого грунта. Методы определения плотности: 1. Для скальных грунтов – метод парафинирования и гидростатического взвешивания; 2. Для нескальных крупнообломочных грунтов – метод замещения объема или метод «лунки»; 3. Для песчаных и глинистых грунтов – метод режущего кольца.
28. Влажность. Границы пластичности и текучести.Влажность – отношение массы воды содержащейся в порах грунта к массе сухого грунта. Определяется высушиванием пробы грунта до постоянной массы при t = 105 ºС. Влажность является важнейшей характеристикой физического состояния грунтов, которое влияет на прочность, деформируемость и др. Строительные свойства – особенно сильно влажность влияет на свойства глинистых грунтов. WP – граница пластичности, или влажность соответствует переходу грунта из твердого состояния в пластичное. Определяется методом раскатывания. WL – граница текучести, влажность соответствует переходу грунта из пластичного состояния в текучее. Определяется методом балансиров.конуса. число пластичности: IP = WP – WL. Показатель текучести: IL = (W - WP)/IP. Классификация глинистых грунтов.По числу пластичности IP:
| Значение IP | Наименование грунта |
| 0 < IP ≤ 0,07 | Супесь |
| 0,07 < IP ≤ 0,17 | Суглинок |
| 0,17 < IP | Глина |
По показателю текучести IL для супесей:
| Значение IL | Консистенция грунта |
| IL< 0 | Твердая |
| 0 ≤ IL ≤ 1 | Пластичная |
| 1 < IL | Текучая |
По показателю текучести IL для суглинков и глин:
| Значение IL | Консистенция грунта |
| < 0 | Твердая |
| 0 – 0,25 | Полутвердая |
| 0,25 – 0,5 | Тугопластичная |
| 0,5 – 0,75 | Мягкопластичная |
| 0,75 – 1 | Текучепластичная |
| >1 | текучая |
29. Вычисляемые характеристики грунтов.1) плотность сухого грунта ; 2) коэффициент пористости ; 3) влажность при полном насыщении 4) степень влажности ; 5) удельный вес грунта ; 6) удельный вес с учетом взвешивающего действия воды . Классификация по плотности сложения:
| Тип песка | Классификация песков по коэффициенту пористости e | ||
| Плотный | Средней плотности | Рыхлый | |
| Гравелистый, крупный и средней крупности | < 0,55 | ≥ 0,55…0,70 | >0,70 |
| Мелкий | < 0,60 | ≥ 0,60…0,75 | >0,75 |
| Пылеватый | < 0,60 | ≥ 0,60…0,80 | >0,80 |
Классификация грунтов по степени влажности:
| Степень влажности | Наименование грунта |
| 0 < Sr ≤ 0,5 | Маловлажный |
| 0,5 < Sr ≤ 0,7 | Влажный |
| 0,8 < Sr ≤ 1,0 | Насыщенный водой |
30. классификация грунтов содержащих органику.Классификация торфов (Iот > 0,5)
| Вид торфа | Степень разложения Dpd ,% |
| Слаборазложившийся | ≤ 20 |
| Средне- | > 20 … 45 |
| Сильно- | >45 |
Классификация заторфованных грунтов (0,5 > Iот > 0,1)
| Вид торфа | Относительное содержание органических веществ Iот |
| Слабозаторфованный | 0,10 … 0,25 |
| Средне- | >0,25 … 0,40 |
| Сильно- | >0,40 … 0,50 |
Классификация илов (Iот<0,1)
| Вид ила | Число пластичности Ip | Коэффициент пористости e |
| Супесчаный | ≥0,01 … 0,07 | ≥0,9 |
| Суглинистый | >0,07 … 0,17 | ≥1,0 |
| Глинистый | >0,17 | ≥1,5 |
31. Классификация подземных вод.Подземные воды -воды в земной коре находящиеся ниже поверхности земли или на водоеме. Для строителей ПВ в одном случае – источник водоснабжения, в другом – фактор, затрудняющий строительство. ПВ могут ухудшать механические свойства грунтов и оказывать агрессивное воздействие на строительные конструкции, а также могут вызывать растворение некоторых горных пород (гипс, известняк). Классификация: 1) по характеру использования – хозяйственно-питьевые воды, технические воды, промышленные воды, минеральные воды и термальные воды (t > 37ºС); 2) по условиям залегания в земной коре:
32. Грунтовые воды.ГВ – первые к поверхности, постоянно существующий водоносный горизонт. ГВ характеризуются следующими признаками:имеют свободную поверхность (зеркало ГВ), т.е. сверху не перекрыты водоупорными слоями, питание происходит за счет атмосферных осадков и при поступлении воды из поверхностых водоемов, ГВ находятся в непрерывном движении и образуют потоки, направленные в сторону общего уклона водоупора. Формы залегания ГВ:
33. Верховодка – временное скопление ПВ над линзами водоупора.
Верховодка имеет сезонный характер и может вызывать подтопление подземных частей зданий и сооружений, если не предусмотрен дренаж или гидроизоляция. Межпластовые воды– располагаются в водоносных слоях между слоями водоупора. Они м.б. напорными и ненапорными (ортозианские)
34. Движение подземных вод. Закон Дарси, определение коэффициента фильтрации.Раздел гидрогеологии, изучающий закономерности движения ПВ, называется динамика ПВ (гидродинамика ПВ). Фильтрация – движение воды в порах грунта в условиях полного насыщения. Инфильтрация – проникновение атмосферных и поверхностых вод в грунт. Движение грунтового потока в водоносных слоях имеет параллельно струйчатый или ламинарный характер. Ламинарный характер движения подчиняется закону Дарси. , где k – коэффициент фильтрации (м/сут), I – гидравлический градиент. , где V – скорость фильтрации. Коэффициент фильтрации определяется в лабораторных условиях на специальных установках (с постоянным градиентом нобара, с переменным градиентом набора).
35. Плоский поток.Дрена – подземный искусственный водосток для сбора и отвода ГВ. Дренаж – метод сбора и отвода ГВ с помощью системы дрен (трубы, скважины, каналы, колодцы и др.). плоский поток возникает около горизогтальных дренажных устройств (каналы, траншеи, трубчатый дренаж), а также при фильтрации воды через насыпи и дамбы. Схема одиночной совершенной дрены:
Рядом с такой дреной (1) происходит понижение уровня ГВ, расстояние на котором происходят понижение УГВ называют радиус депрессии. Линия, которая ограничивает поток ГВ сверху (УГВ) называется кривая депрессии. - формула И.П.Кусакина, где S – понижение УГВ (м), H – мощность водоносного слоя (м), K – коэф. фильтрации. , где h – высота воды в дрене (ур0е кривой депрессии). - двусторонний приток воды на 1 м дрены (м3/сут).
36. Систематический совершенный дренаж.В систематическом дренаже параллельно друг другу размещаются несколько дрен. При отсутствии инфильтрации воды в грунт, поверхность подземных вод в междренном пространстве горизонтальна, и приток наблюдается только в крайние дрены. При инфильтрации дождевых, талых или техногенных вод уравнение кривой депрессии между дренами имеет следующий вид:
, где , hmax-максимальная высота поверхности подземных вод;,h-высота воды в дрене;W-интенсивность инфильтрации через 1м2 поверхности;L-расстояние между дренами.
Чаще всего при проектировании дренажей из конструктивных соображений задают требуемое значение hmax, а по нему находят допустимое расстояние между дренами: . Двусторонний приток воды на 1 метр длинны дрены q = LW.
37. Радиальный поток, вертикальный совершенный дренаж. Радиальный поток образуется около вертикальных водозаборов-скважин и колодцев. Линии тока подземных вод в нем на плане сходятся в одной точке.
Вертикальный совершенный дренаж.
Радиус депрессии определяют по формуле , где S-понижение уровня воды в дрене;H-мощность водоносного пласта:k-коэффициент фильтрации.
Уравнение кривой дипрессии: ;
Приток воды в дрену: .
38. Прорыв напорных вод в котлован.При отрывке глубокого котлована возможен прорыв через его дно межпластовых напорных вод. Прорыв исключается в том случае, если давление, создаваемое слоем водоупорного грунта, лежащего над водоносным горизонтом, превышает давление, создаваемое напорными водами, Pω
Исходя из этого, для предотвращения прорыва воды необходимо выполнение условия , где z-толщина слоя грунта;h-напор над кровлей водоносного горизонта; -удельный вес воды (10kH/m3); -удельный вес водоупорного слоя грунта; kst–коэффициент запаса устойчивости.
39. Методы понижения уровня грунтовых вод.Снижение уровня грунтовых вод и поддержание его в нужном положении достигается осуществлением дренажа. При благоприятном рельефе местности водопонижение осуществляется самотеком воды, а в противном случае ее подвергают принудительной откачке. Водопонижающие дрены могут быть совершенными и несовершенными. В первом случае они прорезают весь водоносный слой и сами дрены лежат на водоупоре. Несовершенные дрены располагаются в водоносном слое и до водоупора не доходят. При выборе способа водопонижения учитывают условия залегания и фильтрационную способность пород, источник питания грунтовых вод, характер их потоков, размеры осушаемой зоны и продолжительность водопонижения. Типы дренажей. При дренировании грунтовых вод различают следующие типы дренажей: горизонтальный, вертикальный и комбинированный. Горизонтальный тип дренажа обеспечивает понижение уровня отводом воды с помощью канав (траншей) и подземных галерей. Вертикальный тип дренажа обеспечивает понижение уровня грунтовых вод откачкой насосами или пропуском воды самотеком в нижележащие водопроницаемые слои. Поглощающие колодцы (скважины) устраивают в тех случаях, когда под водоупором грунтовой воды имеется хорошо водопроводящий слой. Комбинированный тип дренажа объединяет вертикальные и горизонтальные дрены.
40. Системы дренажей. Виды дренажей. В зависимости от расположения дренажей в плане и по отношению к направлению движения грунтовых вод различают следующие виды дренажей: систематический, головной, береговой, кольцевой, а также пластовый и вентиляционный. Каждый вид дренажа сопровождается обязательным устройством отвода поверхностных вод с осушаемой территории. Систематический дренаж применяют для равномерного осушения (понижения уровня) значительных территорий (часть территории города, заводские площадки и т.д.).Этот вид дренажа применяют при небольшой мощности водоносного слоя и при неглубоком залегании грунтовых вод, питание которых осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков. В зависимости от геологического строения территории систематический дренаж может быть горизонгальным. Головной дренаж используется для понижения уровня грунтового потока, питание которого осуществляется со стороны. Вода перехватывается горизонтальной дреной, закладываемой выше по течению грунтовых вод. При неглубоком залегании водоупора (до 4- 5 м) дрена перехватывает весь грунтовый поток, но если водоупор расположен глубоко, то лучше устраивать вертикальный дренаж. Головной дренаж обеспечивает равномерное и надежное понижение уровня грунтовых вод. Береговой дренаж применяют в случае, когда уровни рек поднимаются вследствие устройства водохранилищ. Уровень грунтовых вод при этом повышается. Основной задачей берегового дренажа является защита зданий и сооружений, расположенных на берегу от фильтрации воды из водохранилищ. Береговые дренажи по условиям своей работы аналогичны головным дренажам. Кольцевой дренаж защищает от подтопления подвальные помещения отдельных зданий или небольшие участки. Чаще всего его применяют в случаях, когда необходимо понизить уровень грунтовой воды на значительную глубину. При глубоком залегании водоупора в слабофильтрующих слоях лучше устраивать вертикальные и комбинированные дренажи. Пластовые дренажи служат для защиты отдельных зданий и дорог от возможного подтопления грунтовыми водами, уровень которых поднимается. По контуру сооружений укладывается дренажный слой из песка (или гравия) с дренажной трубой.
41. Формы геологической деятельности (эндогенные, экзогенные). Облик поверхности Земли постоянно меняется и одновременно в глубинах Земли протекают сложные процессы, которые вызывают поднятие или опускание различных участков земной коры. Такие процессы, приводящие к образованию горных систем и океанических впадин, называются процессами внутренней динамики (эндогенные). Под действием ветра, воды, колебания температур на поверхности Земли горные системы постоянно разрушаются, океанические впадины заносятся обломками горных пород и таки процессы, стремящиеся сгладить поверхность Земли и выровнять рельеф, называются процессами внешней динамики (экзогенными). При этом эндогенные и экзогенные процессы действуют одновременно и постоянно.
42. Физическое выветривание (температурное, за счет замерзания воды).Выражается преимущественно в механическом дроблении пород без существенного изменения их минерального состава. Породы дробятся в результате колебания температур, замерзания воды, механической силы ветра и ударов песчинок, переносимых ветром, кристаллизации солей в капиллярах. Большую роль в этом разрушении играют температурные явления. В условиях земной поверхности суточные колебания температур довольно значительны. Кроме попеременного нагревания и охлаждения разрушительное действие оказывает также неравномерное нагревание пород, что связано с различными тепловыми свойствами. На контактах отдельных минералов образуются микротрещины и порода постепенно распадается на отдельные блоки различной формы и величины. Особенно подвержены температурному выветриванию крупнозернистые полиминеральные породы. Разрушение пород еще более усиливается, если в их микротрещины проникает вода, которая при замерзании увеличивается в объеме на 9-11%. Трещины расширяются и углубляются. Это явление называется морозное выветривание.
43. химические и биологическое выветривание. Химическое выветривание выражается в разрушении горных пород путем растворения и изменения их состава. Наиболее активными химическими реагентами в этом процессе являются вода, кислород, углекислота и органические кислоты. В породах кроме растворения протекают реакции обмена, замещения, окисления, гидратация и дегидратация. Простейшим видом химического выветривания является растворение в воде. Легко растворяется каменная соль, гипс. Разрушительное действие оказывает процесс гидратации. Примером может служить переход ангидрида в гипс CaSO4 + 2H2O = CaSO4*2H2O. Этот процесс сопровождается резким увеличением объема, что вызывает разрушительное давление гипса на окружающие породы. Наибольшее значение химическое выветривание имеет в условиях теплого и влажного климата. Биологическое выветривание проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности живых организмов и растений. Породы дробятся и в значительной мере подвергаются воздействию органических кислот. Многие живые организмы активно разрушают горные породы. В коре выветривания ими создаются многочисленные ходы, пустоты и т.д. на выветривание горных пород значительное влияние оказывают многочисленные бактерии. В процессе своей жизнедеятельности они поглощают одни и выделяют другие вещества. Их воздействие особенно сильно оказывается в зоне почв и на значительных глубинах. Действие биологического выветривания повсеместно.
44. Геологический процесс выветривания, виды выветривания.Под процессом выветривания понимают разрушение и изменение состава горных пород, происходящие под воздействием различных агентов, действующих на поверхности земли, среди которых основную роль играют колебания температур, замерзание воды, химическое воздействие воды, кислот, щелочей, действие ветра, организмов и т.д. главной особенностью выветривания является постепенное и постоянное разрушения верхних слоев литосферы. В результате этого процесса горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются. Продукты выветривания горных пород, остающиеся на месте их образования, носят название элювия, отличительной чертой которого является наличие его связи с коренной породой, подвергшейся выветриванию. Существует три вида выветривания: 1) физическое – происходит за счет механического дробления пород без существенного изменение их минерального состава, породы разрушаются за счет колебания температур, замерзания и оттаивания воды в порах, механической силы ветра и др. 2) химическое – выражается в разрушении горных пород путем их растворения в воде. 3) биологическое – проявляется в разрушении горных пород в процессе жизнедеятельности организмов и растений, при этом корни деревьев способны разрушать даже самые твердые горные породы.
45. Методы борьбы с процессом выветривания. При выборе основания для зданий и сооружений кору выветривания прорезают фундаментом до невыветрелой породы. Для предотвращения выветривания или улучшения свойств уже выветрелых пород применяют различные мероприятия: 1) покрытие горных пород непроницаемыми доя агентов выветривания материалами, 2) пропитывание пород различными веществами, 3) нейтрализация агентов выветривания, 4) планировка территорий и отвод вод. Выбор мероприятия по борьбе с выветриванием зависит от ряда факторов, таких как степень выветрелости пород, характера выветрелости, конструктивных особенностей сооружения и т.д.
46. Геологическая деятельность ветра, дефляция и корразия. Под влиянием ветра происходит разрушение земной поверхности, перенос продуктов разрушения и отложения этих продуктов в виде скопления различной формы. Все эти процессы, связанные с геологической работой ветра, носят общее название эоловых. При действии ветра возникают 2 специфических явления: дефляция (выдувание) возникает в результате воздействия механической силы ветра, при этом ветер выдувает котловины, борозды и траншеи в осадочных породах; корразия – движение ветра сопровождается переносом твердых частиц (пыли, песка, гравия), при этом частицы сверлят и оттачивают поверхности пород, появляются борозды и углубления. За счет корразии в районах пустынь быстро приходят в негодность телеграфные столбы, разрушаются фасады зданий.
47. Геологическая деятельность атмосферных осадков. Во время дождя или таяния снега вода совершает большую геологическую работу, растекаясь по поверхности в сторону понижения рельефа, при этом вода разрушает горные породы, переносит и откладывает продукты разрушения. Такая разрушительная работа текучих вод называется эрозия. После дождя вода растекается в виде многочисленных микроструек, образуется сплошной поверхностный поток и возникает плоскостная эрозия, которая губительно действует на почвы, смывая верхний плодородный слой. Плоскостной поток постепенно разбивается на отдельные струи, возникают крупные потоки (ручьи), происходит струйчатая эрозия, которая приводит к образованию оврагов. Со временем на склонах и в пониженных частях рельефа накапливаются отложения (наносы), на склонах образуется делювий, а в понижениях – пролювий. Делювий покрывает все склоны за исключением обрывистых участков. По своему составу делювий разнообразен, его минеральный состав связан с породами, расположенными выше по склону. В горных и предгорных районах это суглинки, супеси, пески с крупнообломочными включениями. На равнинах – суглинки, супеси, иногда глина. Особенно большое распространение имеют делювиальные суглинки в лессовых районах. Пролювий представляет собой рыхлые образования неоднородного состава. В толщах пролювия суглинки и супеси переслаиваются с крупнозернистыми материалами. Пролювий в виде отложений конусов выноса горных рек в больших количествах накапливается у подножья гор, частично содержит делювиальный материал. Конусы выноса пролювия нередко сливаются и образуют единую полосу наносов, окаймляющую подошву гор. Значительное количество пролювия образуется за счет временных грязекаменных потоков.
48. Плоскостная и струйчатая эрозия, образование оврагов. После дождя (или таяния снега) вода растекается по поверхности земли в виде многочисленных микроструек, каждая их которых не имеет фиксированного пути. Образуется сплошной поверхностный поток и разрушительное действие воды осуществляется на всей поверхности земли. Так происходит плоскостной смыв (или плоскостная эрозия), которая ведет к выполаживанию местности. Плоскостные потоки губительно сказываются на почвах, смывая их верхний плодородный слой. Одним из способов борьбы с почвенной эрозией являются лесополосы, регулирующие поверхностный сток. Плоскостной поток в соответствии рельефов местности постепенно разбивается на отдельные струи, создаются крупные потоки (ручьи), осуществляющие струйчатую эрозию. Это ведет к образованию промоин, оврагов и т.д. наиболее интенсивно возникают овраги в условиях расчлененного рельефа и сухого климата, при котором атмосферные осадки выпадают редко. Овраг может вскрыть грунтовую воду. Способствует развитию оврагов устройство неукрепленных канав на склоне, нарушение дернового покрова и вырубка растительности.
49. Геологическая деятельность рек.Реки совершают огромную геологическую работу, которая заключается в 2-х основных процессах: 1) разрушение ГП (эрозия); 2) перенос и отложение продуктов разрушения (аккумуляция). Эрозия осуществляется за счет динамического действия воды на ГП, одновременно вода оказывает растворяющие действия на породы и перенос продуктов разрушения происходит различными способами: в растворенном виде, во взвешенном состоянии, перекатыванием обломков по дну реки. При определенных условиях обломочный материал аккумулируется, образуются речные отложения (аллювиальные). В процессе геологической деятельности рек в коренных породах образуются вытянутые углубления (речные и долины).
50. Строение речных долин. Долина состоит из следующих элементов: дно долины, тальвег, русло, пойма и террасы. Все эти элементы располагаются в корытообразном углублении, которое река вырабатывает в коренных породах. Эти породы являются ложем долины и ее склонами. Дно – низшая часть долины, заключенная между подошвами склонов. Тальвег – условная линия, соединяющая самые глубокие точки дна долины. Русло – часть долины, занятая водным потоком. Поперечный разрез потока называют живым сечением. Русло не отличается устойчивостью и перемещается по дну долины. Остатки старых русел, отделившихся от главного потока, называют старицами. Пойма – часть речной долины, заливаемая водой в период паводка в силу таяния снега весной или выпадения обильных дождей. Поймы бывают низкие, заливаемые ежегодно, и высокие, которые заливаются один раз в 10 – 15 лет. Террасы – различные уступы в долинах рек.
51. Методы борьбы с эрозией рек.С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва укрепление проводят устройством набережных, подпорными стенками, свободной наброской бутового камня, укладкой железобетонных плит и т.д. хорошо защищают берег струенапрявляющие стенки, дамбы, буны, регулирующие направление течения реки. Способы укрепления подводной и надводной частей берега различны. Подводную часть берега ниже меженного горизонта следует укреплять каменной наброской и фашинными тюфяками, загруженными камнем; надводные часть крепится бетонными армированными плитами, подпорными стенками, камнем в плетневых клетках. Донная эрозия наиболее опасна опорам мостов, поэтому они должны иметь достаточное заглубление. Неблагоприятно сказываются паводки на пойму реки. Сооружения и берега долины необходимо защищать земляными дамбами, отсыпкой камня и другими способами, позволяющими нейтрализовать эрозионную силу паводковых вод.
52. Строительные свойства аллювиальных отложений.Значительная часть аллювиальных отложений скапливается в русле рек и на поймах. Общая мощность – от нескольких метров до десятков метров. Состав аллювиальных отложений отражает величину скорости речного потока. Скорость потоков в течении года, ряда лет – весьма различна. В состав аллювия входят глыбы, валуны, галечник, гравий, пески, суглинки, глины, илы, органический материал. По характеру осадкой и месту их накопления речные отложения разделяют на дельтовые, русловые, пойменные и старичные. Материал, который откладывается в руслах рек называют русловым аллювием (состав – пески и более грубые обломки – галечник, гравий, валуны). В основании толщ аллювия обычно залегают базальные горизонты. Аллювиальные отложения зачастую попадают в сферу строительных работ. В речных долинах, на поймах и надпойменных террасах часто приходится строить крупные здания и сооружения, передающие значительные нагрузки на грунт. Например, элеваторы, речные вокзалы и др. в качестве оснований для них принимают древний уплотненный аллювий. Современный пойменный аллювий обладает высокой влажностью, либо вообще находятся в водонасыщенном состоянии, с низкой несущей способностью.
53. Геологическая деятельность ледников.В настоящее время глыбы льда занимают 10 % поверхности всей суши. Различают три типа ледников: 1) горные ледники – образуются высоко в горах и располагаются на вершинах или в ущельях, впадинах, различных углублениях. Лед образуется за счет перекристаллизации снега. Он обладает способностью к пластическому течению, образуя потоки в форме языков; 2) ледники плоскогорий – образуются в горах с плоскими вершинами. Лед залегает нераздельной сплошной массой. От него по ущелью спускаются ледники в виде языко; 3) материковые ледники – льды залегают сплошным покровом, мощностью в тысячи метров. Геологическая деятельность льда велика и обусловлена главным образом его движением, несмотря на то, что скорость течения льда примерно в 10000 раз медленнее, чем воды в реках при тех же условиях. Моренные отложения –представляют собой грубый неоднородный, неотсортированный, неслоистый обломочный материал. Чаще всего это валунные опесчаненные красно-бурые суглинки. Морены залегают покровами и характеризуются мощностью в десятки метров. Конечноморенные гряды имеют высоту 30-40 м. среди их обломков можно увидеть представителей всех пород, по которым прошел ледник. Донные морены состоят из неслоистых и неоднородных по составу валунных глин и суглинков.
54. Флювиогляциальные отложения.При таянии льда образуются постоянные потоки талых вод, которые размывают донную и конечную морены. Вода подхватывает материал размываемых морен, выносит за пределы ледника и откладывает в определенной последовательности. Вблизи границ ледника остаются крупные обломки; дальше осаждаются пески и еще дальше – глинистый материал. Такие водно-ледниковые отложения называются флювиогляциальные. Такие отложения отличаются сравнительной отсортированностью и слоистостью. Они обычно представлены толщами песка, гравия, налечника, а также глинами и покровными суглинками. Флювиогляциальные отложения создают характерные формы рельефа: озы, камы и зандровые поля. Накопление обломочного материала (песка, гравия) в виде высоких валов – озы (длина – от сотни метров до сотни километров, высота 5-50 м). Камы – беспорядочно разбросанные холмы, состоящие из слоистых отсортированных песков, супесей, суглинков с примесью гравия и прослоев глины. Широкие пологоволнистые равнины, расположенные за краем конечных морен – зандровые поля. В их состав входят слоистые пески, гравий и галька.
55. Строительные свойства ледниковых отложений. Моренные и флювиогляциальные отложения являются надежным основанием для сооружений различного типа. Флювиогляциальные отложения со строительной точки зрения, хотя и уступают моренным глинистым грунтам по прочности, но являются надежным основанием. Для этого успешно используют различные песчано-гравелистые и глинистые отложения озов и зандров. Некоторое исключение составляют покровные суглинки и ленточные глины. Покровные суглинки лёссовидного облика легко размокают, нередко проявляют просадочные свойства. Ленточные глины достаточно плотны, слабо водопроницаемы, но могут в условиях насыщения водой быть текучими, давать значительную осадку под сооружениями. Отрицательным качеством всех глинистых ледниковых отложений является случайное вкрапливание отдельных валунов. Это может привести к неравномерной осадке и деформации здания. Ледниковые отложения успешно используют как строительные материал (камень, пески, глины); пески озов, камов и зандров пригодны для возведения насыпей, в качестве балласта, для бетона. Валуны дают хороший строительный камень.
56. методы защиты от абразии. Для укрепления берегов в борьбе с абразией используют ряд способов. По принципу работы берегоукрепительные сооружения можно разделить на пассивные и активные. Пассивные сооружения – волноотбойные стенки вертикального типа, расположенные вдоль берега и принимающие на себя удары морских волн. Волноотбойные стены выполняют из монолитного железобетона, а лицевую грань – облицовывают штучным камнем из скальных пород. Также большое значение для укрепления берега имеет пляж. Необходимо сохранять пляжи, увеличивать их или создавать вновь, этому служит группа сооружений активного типа – буны и волноломы. Буны задерживают наносы, перемещаемые волнами вдоль берега. Они представляют собой поперечные железобетонные стены, устанавливаемые нормально или под углом к линии берега. Волноломы создают параллельно береговой линии, на расстоянии 30-40 м от берега и на глубине 3-4 м. Они могут быть из монолитного бетона или железобетонных коробов, заполненных бетоном. В последнее время для защиты берегов часто применяют железобетонные тетраподы, представляющие собой фигуру с четырьмя ответвлениями в форме усеченных конусов, симметрично размещенных в пространстве. Благодаря такой форме тетраподы заклиниваются в наброске или грунтах и хорошо держаться в крутых откосах.
57. Трансгрессия, регрессия. Морские отложения.Вследствие вертикальных колебаний земной коры моря перемещаются, как бы переливаются с одного моста на другое. В одних местах берег отступает и населенные пункты заметно удаляются от моря. В другие море наступает. Берег погружается под воду, энергично размывается. В геологии эти явления получили наименование трансгрессии (наступление) и регрессии (отступление) моря. Это обстоятельство имеет существенное значение для строительства. Морские отложения, образовавшиеся в морской среде, широко распространены и на суше, они занимают огромные пространства на континентах в виде отложений большой мощности и различного литологического состава. Древние морские отложения на суше принято называть коренными породами. Строительная оценка пород морского происхождения определяется условиями их образования. Глубоководные отложения в отличии от мелководных имеют более выдержанный литологический состав, значительную мощность, однородность, однотипные свойства и т.д. отложения рельефа сравнительно устойчивы вдоль напластования, но довольно быстро и резко меняются по вертикали. Древни морские отложения являются хорошим основанием под сооружения. Надежным основанием служат пески, галечники и другие породы обломочного происхождения.
58. Геологическая деятельность озер и болот.Озера – замкнутые углубления на поверхности земли, заполненные водой и не имеющие непосредственной связи с морем. Озера имеют различное происхождение. Среди них различают: 1) тектонические; 2) эрозионные; 3) карстовые; 4) плотинные (запрудные). Озера, подобно морям, совершают геологическую работу разрушительного и созидательного характера. Разрушительная работа озер проявляется в абразионной деятельности волн, нагоняемых ветром. Постоянно дующие ветры в определенных направлениях вызывают волны, которые действием прибоя подмывают берега. Так, создаются озерные абразионные террасы. Созидательная работа озер заключается в образовании отложений. Озерные осадки представлены большим комплексом различных накоплений обломочного, химического и органогенного происхождения. На дне соленых озер самостоятельно или вместе с механическими осадками отлагаются соли (хлориды и др.). Важная особенность некоторых мелководных озер – способность переходить в стадию заболачивания. Болота – избыточно увлажненные участки земной поверхности, с развитой на них специфической растительностью и покрытые торфяниками. По своему происхождению (по условиям питания водой), болота подразделяются на низинные (питаются грунтовой, частичной речной или озерной водой), верховые (основной поставщик воды атмосферные осадки и талые воды) и переходные (смешанное питание). Кроме того, низинные болота делятся еще на ключевые и пойменные. В соответствии с условиями питания низинные болота образуются заторфовыванием водоемов, в верховные – заболачиванием суши.
59. Карстовые процессы, суффозия.Явление, связанное с выщелачиванием горных пород (доломитов, известняков и др.) и образованием при этом пустот (каналов, пещер и т.д.), сопровождающихся различными провалами земной поверхности, получило название карстовый процесс или карст. Для этого процесса главным является растворение пород и вынос из них веществ в растворенном виде. Возникновение и развитие карста обусловлено способностью пород к полному растворению, наличием проточной воды и степенью ее минерализации, геологическим строением участка, рельефом местности, трещиноватостью пород, характером растительности, климата и т.д. Суффозия (от лат. - подкапывание) – процесс выноса частиц. Различают 2 вида: 1) механическая – фильтрующаяся вода отрывается от породы и выносит во взвешенном состоянии целые частицы (глинистые, песчаные); 2) химическая – вода растворяет частицы породы (гипс, соли, карбонаты) и выносит продукты разрушения. При одновременном действии этих двух видов происходит – химико-механическая суффозия (м.б. в лёссовых породах, где растворяется карбонатное цементирующее вещество и одновременно выносятся глинистые частицы). Основная причина суффозионных явлений – возникновение в подземных водах значительных сил гидродинамического давления и превышения величины некоторой критической скорости воды. Это вызывает отрыв частиц и вынос их во взвешенном состоянии. Взвешивание частиц происходит при критическом градиенте. Он рассчитывается по формуле: , где Δ – удельный вес породы (песка); n – ее пористость в долях единицы. Гидродинамическое давление определяется по формуле: (г/см3), где - удельный вес воды, равный 1: n – пористость в долях единицы: I – гидравлический уклон (градиент). Суффозия наиболее свойственна гранулометрически неоднородным породам.
60. Гравитационные геологические процессы. Гравитационные процессы - процессы изменения поверхности Земли под действием силы тяжести. K ним относятся обвалы, камнепады, снежные лавины, оползни, медленное сползание и течение грунтов. Обваливание и осыпание происходят на склонах, крутизна которых более угла "естественного откоса" (35-38°). B горах обвалы достигают крупных размеров - до 1-1,5 км3. Осыпание - постоянный процесс, пульсирующий по интенсивности (обычно увеличивается весной при снеготаянии, a также при землетрясениях). Скорость денудации при осыпании в зависимости от крутизны склонов (за длительный отрезок времени) изменяется в пределах 1,5-0,05 мм в год. Гравитационные процессы оказывают решающее влияние на формирование рельефа. Проявление гравитационных процессов учитывается при расчёте углов откоса в карьерах, определении устойчивости сводов подземных выработок, при строительстве насыпей, дамб и др. Bозможное нежелательное проявление геологических процессов вынуждает применять специальные меры - различные виды крепи в выработках, покрытие связующими растворами, посадка определённого вида растений на участках, создающих опасность для ведения горных работ и др.
61. Просадочные явления.Просадочные явления - просадки, уплотнение грунта, находящегося под действием внешней нагрузки или только собственного веса. Происходит при искусственном замачивании (в лёссе и лёссовидных отложениях), оттаивании (термические просадки в мёрзлых грунтах), динамических воздействиях (вибрационные просадки). Величина проседания поверхности, вызванная просадкой грунтов, колеблется от долей см до 2 м. Просадки могут вызывать образование трещин на поверхности и в массиве грунта. Причины просадочных явлений (в лёссе и лёссовидных отложениях) — недоуплотнённое состояние грунта с теряющими прочность при замачивании связями частиц. При данной влажности грунта каждой величине давления отвечает определённая его пористость, уменьшающаяся с возрастанием давления. Междучастичные связи в грунте могут задержать его уплотнение, несмотря на увеличение давления, благодаря чему создаётся несоответствие пористости давлению — недоуплотнённое состояние. При снижении прочности связей частиц грунта (например, при замачивании лёсса в результате утечек из водопроводной сети) возникают просадочные явления. Термические просадочные явления могут протекать в зоне развития многолетнемёрзлых горных пород. Для борьбы с просадочными явлениями в строительстве производится замачивание грунтов, силикатизация, уплотнение, обжиг, осуществляются конструктивные мероприятия и устраняются возможности замачивания оснований сооружений.
62. Виды инженерных изысканий для строительства. Цель и задачи изысканий.Инженерно-геологические исследования проводятся главным образом для обоснования проектирования различных видов и этапов строительства, разведки и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. Основные задачи – изучение геологических геоморфологических и гидрогеологических условий, современных геологических процессов, свойств горных пород. В зависимости от назначения И.Г. исследования выполняют: до проектирования, в период строительства и в период эксплуатации зданий и сооружений. Основной объем И.Г. работ приходится на исследования, проводимые в период до проектирования. На этом этапе И.Г. исследования обеспечивают получение необходимых данных, связанных с геологией местности, со свойствами грунтов и получением инженерных выводов. Изучении геологии местности позволяет установить лучший участок для строительства, влияние геологических процессов на сооружение и влияние самого сооружения на природную обстановку. Изучение грунтов позволяет определить их свойства, составить представление о наличии в данном районе тех или иных строительных материалов. Важное место занимают инженерные выводы. При этом устанавливается глубина заложения фундаментов и величина допускаемых давлений на грунт, прогнозируются устойчивость сооружения, величины ожидаемых осадок и т.д.
63. Инженерно-геологическая съемка –представляет комплексное изучение геологии, гидрогеологии, геоморфологии и других естественно-исторических условий района строительства. Масштаб И.Г. съемки колеблется от 1:200000 до 1:10000 и крупнее. Основа для проведения съемки – геологическая карта данной территории. При геологических работах определяют условия залегания пород, их мощность, возраст, тектонические особенности и т.д. описание обнажений производится снизу вверх методом визуального осмотра. Районы, где большое количество обнажений – открытые, отсутствуют – закрытые. При И.Г. съемке изучают гидрогеологические условия для выяснения обводненности пород, глубины залегания подземных вод, их режима и химического состава; выявляют геологические явления и процессы, которые могут вредно отразиться на устойчивости и нормальной эксплуатации зданий и сооружений, изучают опыт строительства на данной территории, определяют физико-механические свойства пород полевыми методами. В процессе И.Г. съемки производят поиски месторождений естественных строительных материалов. На основе полученных данных составляют инженерно-геологическую карту района строительства.
64. Классификация горных выработок.По назначению: различают разведочные и эксплуатационные выработки (вскрывающие, подготовительные, очистные и специальные). Однако более правильное – деление их на классы (очистные и обслуживающие выработки), группы, подгруппы и виды. Так, обслуживающие состоят из трех групп (вскрывающие, подготовительные и специальные), вскрывающие из двух подгрупп (главные и вспомогательные), а вспомогательные - из многих видов (вентиляционные, людские, породные и т.д.). По времени функционирования: горные выработки можно классифицировать на долговременные или капитальные (действуют более десяти лет), кратковременные или участковые (срок службы до десяти лет) и временные (функционируют до года). К первым относятся все вскрывающие, ко вторым – большая часть подготовительных, к третьим – косовичники, печи и аналогичные выработки. По расположению: Расположение горных выработок играет важную роль в конструировании схем вскрытия и подготовки шахтного поля, выборе способов разработки и проветривания, решении других производственных задач; он всегда привязывается к определенному ориентиру, в качестве которого могут быть: земная поверхность (тогда по отношению к ней отличают открытые и подземные выработки); горизонтальная плоскость (соответственно вертикальные, наклонные и горизонтальные выработки); центр шахтного поля (центральные, фланговые, северные, южные, восстающие, диагональные и другие выработки); месторождение полезного ископаемого (пластовые выработки, если они проходят по этому месторождению, или полевые, когда минуют его). Ориентиром могут служить и соседние горные выработки, относительно к которым различают опережающие, отстающие, параллельные, верхние, нижние и т.д. По размеру: Общепринятой классификации выработок по размерам не существует. Обслуживающие, как правило, имеют значительную протяженность при сравнительно малом поперечном сечении; очистные условно делятся на длинные (лавы от 50 до 500 м), на выработки умеренной длины (полосы от 10 до 50 м) и короткие (камеры, заходки, уступы до 10 м). По форме: Строгой классификации обслуживающих горных выработок по внешней конфигурации также нет. Из всего многообразия их форм можно выделить два класса: с вытянутой простой трассой и криволинейной сложной (спиральной, закругленной, эллиптической). Последние встречаются реже в угольной промышленности. Существует общепринятая классификация выработок по формам поперечного сечения, т.е. расположенного перпендикулярно трассе. Они бывают прямоугольные, квадратные, круглые, овальные, трапециевидные, полигональные, сводчатые и др. Внешний вид очистных выработок определяется формой их забоя: плоской прямолинейной, ступенчатой, криволинейной. Форма поперечного сечения здесь чаще прямоугольная.
65. Способы бурения скважин, отбор образцов грунтов и проб воды.Буровые скважины представляют собой круглые вертикальные или наклонные выработки малого диаметра, выполняемые специальным буровым инструментом. Бурение – один из важных видов разведочных работ, применяется в основном для исследования горизонтальных или пологопадающих пластов. Способы бурения скважин: 1) ударно-вращательное бурение – в качестве режущего, разрушающего породы инструмента используют наконечники: долото (для проторки горных пород и дробления валунов), ложка (для бурения слабых пород – торфы, суглинки, глины), шнек (для пропорки всех грунтов, кроме скальных); 2) колонковое бурение для проходки любых типов грунтов. Режущий инструмент – труба с коронкой, зубья из твердых сплавов или алмаза. 3) вибрационное бурение – бурение с использованием вибратора для погружения бурового снаряда в породу забоя. При вибробурении почти невозможно зафиксировать уровень грунтовых вод; 4) шнековой бурение – шнеки – особые штанги, на поверхность которых навита стальная спираль. Шнеки соединяются в буровой снаряд, образуя непрерывный винтовой транспортер для извлечения грунта из скважины.
66. Географические методы изысканий (сейсморазведка, электроразведка, магнитная разведка).Геофизические методы используют для изучения строения Земли, для поисков и разведки полезных ископаемых, для геологического картирования, при инженерно-геологических изысканиях различных сооружений. Эти методы позволяют определить и разделить напластования скальных глинистых и сыпучих пород, обнаружить карстовые полости и плоскости скольжения оползней, установить трещиноватость пород и уровень грунтовых вод, глубину залегания вечной мерзлоты и многое другое. В сочетании с разведочными работами геофизические методы позволяют значительно сократить объем буровых и горнопроходческих работ и уточнить геологический разрез. Электроразведка основывается на изучении условий прохождения электрического тока в различных грунтах. При этом используются либо естественные, либо искусственные электрические поля. Постоянные естественные электрические поля возникают в грунтах в силу естественных природных процессов. Переменные естественные электрические поля возбуждаются в грунтах Солнцем. Искусственные электрические поля создаются пропусканием постоянного или переменного тока через два забитых в грунт заземления. Сейсморазведка основана на наблюдениях за скоростью распространения упругих волн в земной коре, вызванных искусственными сотрясениями (взрывами, ударами). В результате взрыва в грунте возникают упругие волны – продольные и поперечные. Распространение упругих волн в грунте подчинено законам геометрической сейсмики, очень схожим с законами геометрической оптики. Основная задача наблюдений - определение времени, затрачиваемого упругой волной на пробег от места взрыва, до точек на профиле. 3аключительный документ сейсморазведки - структурная карта (или схема), на которой показывают отдельные геологические горизонты, отличающиеся возрастом и свойствами. Магнитная разведка основана на изучении геомагнитного поля Земли, обусловленного неодинаковыми магнитными свойствами горных пород.