Относительный и абсолютный возраст горных пород ,его значение при оценке свойств горных пород. Геохронологическая и стратиграфическая шкалы, их использование.

Абсолютный возраст- продолжительность существования породы, выраженная в годах. Используется на основе закономерностей радиоактивного распада и превращения элементов. Этим методом установлен возраст древнейших ГП и ЗК в целом – около 4,5 млрд лет.

Относительный возраст позволяет определять возраст пород отн-но друг друга. Для установления относительного возраста используют стратиграфический метод и палеонтологический.

Стратиграфический метод применяется для толщ с ненарушенным горизонтальным залеганием слоев. При этом считают,что нижележащие слои являются более древними чем вышележащие. Этот метод не используют при залегании слоев в виде складок. Палеонтологический способ основан на изучении остатков, следов органической жизни, сохранившихся в горных породах. Жизнь на Земле развивалась от примитивных простейших форм к более сложным. Поэтому слои, содержащие следы более простых организмов, будут и более древними.

Геохронологическая шкала – относительного геологического времени, показывающая последовательность и соподчиненность основных этапов геологической истории Земли и развития жизни на не. (Толща образованная из слоев пород за век- ярус)

Периоды делят на эпохи(отделы), например, триасовый подразделяют на нижнюю Т1,среднюю Т2 и верхнюю Т3.Каждую эпоху разделяют на века(ярусы),например К2 dat читается как меловой период, средняя эпоха, датский век.. Верхний индекс дает наименование века. Современный четвертичный период имеет деление на эпохи, обозначенные римскими цифрами QI, QII,QIII QIV.Кроме того перед индексом Q ставят знаки, обозначающие генезис(происхождение пород),A QIII–породы аллювиального (речного) отложения,eoQII – породы эолового (ветрового) генезиса, mQI- морского происхождения

геохронологические подразделения	стратиграфические подразделения
эон	эонотема
эра	эратема (группа)
период	система
эпоха	отдел
век	ярус

Эра (группа), лет	Период (система)	Эпоха (отдел)	Складчатость
KZ	Кайнозойская (65 млн.)	Четвертичный Q Неоген N Палеоген Pg	1, 2, 3, 4 1, 2 1, 2*, 3	Альпийская
МZ	Мезозойская (170 млн.)	Меловый К Юрский I Триасовый Т	1, 2 1*, 2, 3 1, 2, 3	Киммерийская
РZ	Палеозойская (330 млн.)	Пермский Р Карбон С Девонский D Силурийский S Ордовикский O Кембрийский €	1, 2 1* 2, 3 1, 2, 3 1, 2 1, 2, 3 1, 2*, 3	Герцинская
PR	Протерозойская (1930 млн.)	Венд V Рифей R Ранний PR	*	Каледонская
AR	Архей (2500 млн.)	-	-	Байкальская

 

Тектонические движения ЗК, классификация. Колебательные, складкообразующие и разрывообразующие тектонические движения и их значения. Складчатые и разрывные дислокации,их виды и значения для стр-ва.

ЗК и ее поверхность подвержены разнообразным тектоническим движениям (ТД). По времени проявления выделяют древние, новейшие и современные ТД;

по скорости – медленные и быстрые (землетрясения);

по направлению – радиальные и тангенциальные (горизонтальные).

По характеру ТД они делятся на колебательные, складчатые и разрывные.

Колебательные - медленные поднятия и опускания участков ЗК, приводящие к образованию крупных поднятий и прогибов. От них зависит положение границ между сушей и морями, формирование рельефа. Необходимо их учитывать при строительстве гидротехнических сооружений Бывают древние, новейшие и современные.

Складчатые - обуславливающие смятие горизонтальных слоев ЗК в складки. Осадочные породы залегают горизонтально или почти горизонтально.

Складчатые дислокации: моноклиналь, флексура, антиклиналь и синклиналь.

Моноклиналь – общий наклон слоев в одну сторону.

Флексура- коленоподобная складка, образующаяся при смещении одной части толщи пород отн-но другой без разрыва сплошности

Рис. 1. Складчатые дислокации:1 – моноклиналь, 2 – флексура

Антиклиналь – складка, обращенная вершиной вверх

Синклиналь- складка, вершиной вниз. Бока складок –крылья, вершины – замок, внутренняя часть – ядро

Рис. 2. Складчатые дислокации:1 – антиклиналь, 2 - синклиналь

Разрывные- приводящие к разрывам слоев и массивов горных пород

Рис. 3. Разрывные типы дислокаций

Сбросы – разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной.

Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной.

Грабен – когда подвижный участок земной коры опустился по отношению к двум неподвижным участкам в результате тектонического движения.

Горст – обратное грабену движение.

Сдвиг – представляет собой разрывное нарушение, в котором происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию.

Надвиг – обратное сдвигу перемещение.

С инженерно-геологической точки зрения наиболее благоприятными местами строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой среде, при этом создается равномерная сжимаемость слоев под весом сооружения и создается наибольшая их устойчивость (рис. 4). Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей (рис. 4).

Рис. 4. Неблагоприятные (а) и благоприятные (б) условия строительства.

9.Содержание понятия “инженерно-геологические условия” участка или территории строительства. Основные факторы инженерно-геологических условий, их взаимосвязи.

Инженерно-геологические условия — комплекс современных геологических особенностей, определяющих условия инженерных изысканий, строительства и эксплуатации инженерных сооружений (узкий подход), или условия инженерно-хозяйственной деятельности человека в целом (широкий подход).(составная часть комплекса работ, выполняемых для обеспечения строительного проектирования и производства работ необходимыми данными.)Этот комплекс включает в себя 5 составляющих, которые называются компонентами, или факторами инженерно-геологических условий: 1)геологическое строение местности и характер слагающих ее пород; 2) рельеф; 3) гидрогеологические условия; 4) мерзлотные условия; 5) современные геологические процессы.

Каждый из них характеризуется большим числом параметров. Наиболее важными из них являются характер и условия залегания грунтов, их состав, состояние и свойства, морфологические и морфометрические особенности рельефа, распространение мерзлых, талых и немерзлых толщ, их температура, мощность мерзлых пород, их криогенное строение, глубина сезонного протаивания-промерзания и пр., типы, закономерности распространения, глубины залегания, водообильность и режим подземных вод, их состав и минерализация, агрессивность по отношению к строительным материалам и др. современные геологические процессы и явления.

Сейсмические явления. Виды землетрясений, сейсмическая шкала. Сейсмическое районирование. Уточнение сейсмичности и сейсмического риска для отдельной территории в зависимости от ее инженерно-геологических условий.

Землетрясения делятся на тектонические, вулканические, денудационные и техногенные. Наиболее сильные – тектонические. Их причина – накопление энергии в некоторых областях ЗК вследствие происходящих в ней и подстилающей мантии процессов. Разрядка накопленной энергии и есть землетрясение, всегда проявляющееся как волновой нестационарный случайный процесс с толчками, колебаниями, смещениями пород по существующим разломам и с появлением новых разрывов и трещин. Место разрядки энергии, или очаг землетрясения называется гипоцентром, а его проекция на поверхность – эпицентром.

Вулканические землетрясения сопутствуют извержениям вулканов; денудационные возникают вследствие больших обвалов в горах, провалов в полости ЗК, образующиеся при некоторых геологических процессах. Техногенные землетрясения связаны с деятельностью человека; примеры – ядерные взрывы, устройство глубоких водохранилищ, закачка больших объемов воды в глубокие скважины.

Для оценки силы землетрясений используется 12-бальная шкала. Баллы устанавливаются по проявлениям землетрясения, включая ощущения людей, повреждения и разрушения сооружений, смещения пород и др. Применяются также другие шкалы; например, в сообщениях СМИ часто указывается магнитуда по шкале Рихтера, характеризующая энергию землетрясения.

На основе длительных исследований в СССР была составлена карта сейсмического районирования.

Однако общая карта сейсмического районирования не может отразить всех особенностей участка. Возможно, что в пределах большого по территории города различные его районы будут подвержены различному сейсмическому риску. Уточнение его, или сейсмическое микрорайонирование проводится на основе учета ИГУ конкретного участка.

Перечислим факторы, заставляющие повышать сейсмический риск и соответственно балльность участка, указав также и возникающие опасности:

- резко расчлененный, тем более горный рельеф, вследствие чего резко возрастает опасность обвалов, оползней, селевых потоков;

- наличие на участке и вблизи него тектонических нарушений (разломы, сбросы, сдвиги и др.), по которым возможны смещения пород;

- высокое положение уровня подземных вод, обводненность пород;

- наличие в основании сильно выветрелых, трещиноватых скальных пород;

- то же – водонасыщенных песков (а для рыхлых – независимо от влажности) и глинистых грунтов с I_L>0,5. При сейсмических воздействиях возможно разжижение таких грунтов в основаниях сооружений, откосах насыпей и выемок.

- то же, вечномерзлых песчаных и глинистых грунтов, если предполагается их оттаивание при строительстве или эксплуатации сооружения; при этом их влажность повышается и они переходят в категорию предыдущих грунтов. В СНиП «Строительство в сейсмических районах» грунты подразделены на три категории; из них первая – благоприятные, а третья – неблагоприятные грунты, повышающие сейсмическую опасность. При первых расчетная сейсмичность может быть понижена, а при третьих, наоборот, повышена.

Антисейсмические мероприятия можно разделить на пассивные и активные. К первым относятся ограничения на нагрузки и параметры сооружений. Например, при сейсмичности 7…9 баллов высота насыпей на песчано-глинистых грунтах ограничена 20 метрами, глубина выемок 15 м. Сюда же относится прогноз землетрясения, информация населения о поведении и защите, страхование и другие меры социального характера.

Активные меры сейсмозащиты зависят от типа сооружений и рассматриваются в специальных курсах..

Основы грунтоведения. Строительная классификация грунтов. Примеры грунтов каждого песка, их свойства. Дисперсные грунты как многокомпонентные системы. Твердая, жидкая и газообразная компоненты грунтов,свойства каждой из них. Структура и структурные связи в грунтах.Показатели состава и состояния, водных и механических (прочности и сжимаемости) свойств грунтов.

Поэтому по строительным свойствам выделяются следующие группы пород: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые и особые.

К скальным и полускальным относятся породы с прочными кристаллизационными или цементационными связями отдельных частиц. Практически это все МГП, ММГП, ОГП обломочные цементированные, аргиллиты, алевролиты, химические и биохимические ОГП. Формальным критерием для выделения полускальных является меньшая прочность (расчетное сопротивление сжатию R < 5 МПа).

Три следующих группы представляют собой дисперсные (раздробленные) породы, состоящие из твердых частиц и пор, заполненных жидкостью (обычно вода) и газом (обычно воздух, иногда метан, сероводород и др.) В некоторых случаях присутствуют микроорганизмы, бактерии (биота). Таким образом, дисперсные грунты представляют собой многокомпонентные системы (обычно трехфазные) и их строительные свойства определяются как свойствами отдельных составных частей (компонент или фаз), так и их соотношением. Детально они изучаются в грунтоведении.

В последнюю группу особых объединены породы, обладающие тем или иным особым, характерным только для них свойством. Это, например, торф, лесс, мерзлые грунты.