- •Инженерная геология часть I. Общие вопросы Введение. Основные задачи и значение инженерной геологии
- •Глава 1. Основные сведения о Земле § 1. Происхождение Земли
- •§ 2. Форма, масса и плотность Земли
- •§ 3. Строение Земли
- •§ 4. Тепловой режим Земли
- •Часть II. Минералы и горные породы Глава 1. Минералы
- •§ 1. Геологические процессы минералообразования
- •§ 1.1. Эндогенные процессы минералообразования
- •§ 1.2. Экзогенные процессы минералообразования
- •§ 1.3. Метаморфические процессы минералообразования
- •§ 2. Строение минералов
- •§ 3. Химический состав минералов
- •§ 4. Физические свойства минералов
- •Шкала твердости
- •§ 5. Классификация и распространенность минералов
- •Глава 2. Горные породы
- •§ 1. Структура и текстура горной породы
- •§ 2. Магматические горные породы
- •Классификация магматических горных пород
- •§ 3. Осадочные горные породы
- •Классификация обломочных и глинистых пород
- •§4. Метаморфические горные породы
- •Часть III. Основные сведения о тектонике
- •Глава 1. Роль тектоники в процессе осадконакопления и формирования рельефа земной поверхности
- •Глава 2. Виды и масштаб тектонических движений
- •§ 1. Колебательные движения земной коры
- •§ 2. Складчатые и разрывные движения
- •§ 3. Ненарушенное и нарушенное залегание горных пород
- •Глава 3. Складчатые нарушения (пликативные дислокации)
- •Глава 4. Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации) § 1. Трещиноватость горных пород
- •Генетическая классификация трещин
- •§ 2. Геометрические элементы тектонических разрывов
- •§ 3. Значение тектоники и трещиноватости при строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений
- •Глава 5. Землетрясения. Строительство в сейсмических районах
- •Часть IV. Геологическая история земли
- •Стратиграфическая и геохронологическая шкалы
- •Часть V. Грунтоведение
- •Глава 1. Инженерно-геологическая классификация грунтов
- •Глава 2. Физические и физико-механические свойства горных пород и грунтов
- •§1. Физические свойства. Показатели, характеризующие состав и состояние горных пород и грунтов
- •Гранулометрический состав по гост-25100
- •§ 2. Физико-механические свойства
- •Часть VI. Подземные воды Глава 1. Виды подземных вод
- •Глава 2. Химический состав подземных вод
- •Глава 3. Законы движения подземных вод
- •§ 1. Связь расхода и напора подземного потока
- •§ 2. Общие условия движения подземных вод
- •§ 3. Методы определения коэффициента фильтрации
- •Глава 4. Воздействие подземных вод на горные породы и грунты
- •§ 1. Гидростатическое и гидродинамическое давление в нескальных грунтах
- •§ 2. Явление плывунности
- •Часть VII. Инженерно-геологические процессы Глава 1. Выветривание и связанные с ним явления
- •§ 1. Виды выветривания
- •§ 2. Меры борьбы с процессами выветривания
- •§ 3. Геологическая деятельность ветра
- •Глава 2. Геологическая деятельность атмосферных и поверхностных вод
- •§ 1. Виды речных долин и русловых отложений
- •§ 2. Методы борьбы с негативными последствиями геологической деятельности атмосферных и поверхностных вод
- •Глава 3. Геологическая деятельность ледников, морей и озер § 1. Ледники, моря и озера. Защита берегов
- •§ 2. Неблагоприятные процессы и явления, возникающие на искусственных водохранилищах и меры борьбы с ними
- •Глава 4. Суффозия механическая и химическая. Плывуны. Методы борьбы с суффозией и плывунами § 1. Суффозия механическая и химическая
- •§ 2. Методы борьбы с суффозией и плывунами
- •Глава 5. Движение грунтов на склонах и откосах. Меры предупреждения и борьбы с оползнями § 1. Движение грунтов на склонах и откосах
- •§ 2. Меры предупреждения и борьба с оползнями
- •Глава 6. Процессы и явления, связанные с промерзанием и оттаиванием грунтов
- •Глава 7. Просадочные явления
- •Глава 8. Процессы и явления, возникающие в грунтах под сооружениями
- •Часть VIII. Инженерно-геологические изыскания для строительства
- •Глава 1. Стадии проектирования
- •Глава 2. Методы инженерно-геологических исследований
- •Глава 3. Инженерно-геологические исследования для гидротехнического строительства
- •Библиографический список
- •Содержание
Часть VII. Инженерно-геологические процессы Глава 1. Выветривание и связанные с ним явления
Выветриванием называют процесс разрушения и изменения состава и состояния горных пород под воздействием физических явлений, химических процессов и деятельности различных организмов.
Первоначальный смысл термина «выветривание» теперь уже не отражает сущности процесса и неправильно звучит на русском языке, вызывая представление о деятельности ветра. В действительности, геологическая работа ветра не имеет прямого отношения к процессам выветривания и сводится, в основном, к переносу, измельчению, шлифовке продуктов разрушения (выветривания). Более правильным следует считать термин гипергенез, предложенный академиком Ферсманом.
§ 1. Виды выветривания
Различают насколько видов выветривания: физическое, химическое и биологическое (органическое) выветривание.
На горные породы все указанные виды выветривания обычно действуют одновременно, но проявляются они, в зависимости от местных условий, по-разному.
Под влиянием процессов физического выветривания имеющаяся в горных породах трещиноватость прогрессирует под воздействием температурных напряжений (суточных колебаний температуры) и проникающей в трещины и замерзающей и оттаивающей воды. В результате массив горной породы расчленяется на отдельные элементы – блоки, отражая отдельность породы. В дальнейшем, происходит расчленение на все более мелкие элементы – глыбы, щебень, дресву.
Весь этот обломочный материал может оставаться на месте, погребая под собой материнскую породу (образуя так называемый элювий или элювиальные отложения). В других случаях, обломочный материал может смещаться вниз по склону, иногда вызывая обвалы и осыпи; такой перемещенный материал называется делювий или делювиальные отложения.
Химическое выветривание горных пород происходит под воздействием атмосферных газов, а также воды с растворенными в ней солями и газами (в основном О2 и СО2). Особенно хорошо выветриваются гипс, соль, известняки и доломиты (то есть химические и органические осадки). Из магматических пород наименее стойкими являются породы глубинного происхождения, например граниты, диориты, ультраосновные породы.
Химическое выветривание особо интенсивно проявляется в условиях жаркого и влажного климата. Например, в Африке имеются значительные по площади так называемые коры выветривания, мощностью в десятки метров, сложенные продуктами выветривания магматических пород – бокситами (важнейшая руда на алюминий).
Процессы биологического (органического) выветривания очень разнообразны, в них участвуют как микроорганизмы, так и растительность. Растения действуют на горные породы как механическим способом (распирание пород растущими корнями, разрушение от раскачивания деревьев) так и химическим (с помощью органических кислот, выделяемых корнями). Особенно активно действуют мхи и лишайники, которые разъедают даже самые твердые породы. Роль микроорганизмов очень велика как активаторов химических процессов.
Основное значение выветривания, как инженерно-геологического процесса заключается в ослаблении подвергшихся выветриванию пород, связанном с их расчленением (дезинтеграцией) и разложением. Сопротивление нагрузке выветрелых скальных пород во всех случаях понижается. Этот фактор отражается, прежде всего, в повышенной трещиноватости. Обычно в приповерхностной части выделяют так называемую зону повышенной трещиноватости или зону выветривания мощностью от нескольких метров до нескольких десятков метров, например у гранитов.
В областях тектонического дробления, разрывов, в ядрах складок зона активного выветривания может распространяться по этим тектоническим нарушениям на значительную глубину.
Неоднородность затронутой выветриванием толщи, связанная с различными породами или с тектоническими нарушениями, влечет за собой неравномерность осадки различных частей сооружения, построенного на этой толще.
Характерно, что выветривание водоустойчивых пород происходит лишь на горизонтах, лежащих выше уровня поверхностных и подземных вод. То есть, подземные воды прекрасно защищают породы от выветривания. Например, под покровом разрушенных выветриванием древних глин, ниже УГВ эти глины настолько хорошо сохранились, что на них была построена высокая (93м) плотина Минчегаурской ГЭС в Азербайджане.