Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Лекции по карстологии - файл Карстология_лек1.doc


Лекции по карстологии
скачать (8520.2 kb.)

Доступные файлы (6):

Карстология_лек1.doc143kb.15.03.2009 12:26скачать
Карстология_Лек2.doc2273kb.11.02.2009 22:47скачать
Карстология_Лек3.doc37kb.01.03.2009 11:03скачать
Карстология_Лек4.doc4234kb.10.03.2009 23:28скачать
Карстология_Лек5.doc2785kb.22.03.2009 23:03скачать
Карстология_Лек6.doc991kb.23.03.2009 00:52скачать

содержание

Карстология_лек1.doc

Очное отделение

(12 час.)

Инженерно-строительная

карстология

(конспект лекций)

Лекция 1


Введение.


Дисциплина ИСК в нашем ВУЗе читается уже 5 лет. Это единственный ВУЗ в РФ, где введена такая дисциплина благодаря дальновидности деканата и ректората. Острая потребность в такой дисциплине возникла во второй половине 20 века, поскольку оказалось, что карстово-суффозионные процессы проявили себя как опасные, угрожающие геостойкости, сохранности, надёжности зданий и сооружений.

Геологический аспект карста реализуется в спелеологии – науке о пещерах и их использовании человеком. Мы же с вами будем изучать инженерно-строительный аспект карстологии. Выпускнику АСФ грех не знать эту дисциплину, просто не прилично, поскольку Башкирия – страна классического карста. Это природный карстовый полигон во всех без исключения проявлениях. Это естественное состояние земной коры и обращаться с этим природным достоянием надо деликатно.


  1. Карст – опасный геологический процесс




    1. Общие сведения

В СНиПе 22-02-2003 перечислены зарегистрированные опасные геологические процессы и явления (ОГПиЯ). Таковых в РФ – 11, в РБ – 4, в т.ч.:



  1. Подтопление – подъём уровня подземных вод под застроенными, освоенными территориями;




  1. Оползни – Смещение грунтовых масс в склоновых условиях без нарушения контакта по подошве оползня;







  1. Карст – растворение горных пород. Наблюдается в растворимых толщах, сопровождается образованием в них пустот, «всплывающих» на земную поверхность, в т.ч. застроенную;







  1. ^ Пучение морозное грунтов – миграция фильтрующейся воды в зону отрицательных температур по объёму, значительно превышающему влажность грунтов с последующим превращением в лёд и поднятием земной поверхности в обратимом режиме.

Этимология. В Словении имеется плато обнажённых карстующих пород, которое называется на местном наречии «крас», как синоним - безжизненная территория. В немецком языке такие территории назывались schlechtland, а потом karstland, karst, в английском sinkholes, karstholes, karst. В отечественной литературе термин карст появился в 1882 г. Карст – ед. число!

Карст – совокупность геологических процессов и явлений, вызванных растворением подземными и (или) поверхностными водами горных пород и проявляющихся в образовании в них пустот, нарушении структуры и изменении свойств.

Карстовый процесс сопровождается размывом пород, суффозией, деформациями поверхности земли и оснований зданий и сооружений (провалы, оседания, воронки), изменением свойств грунтов покрывающей толщи, формированием особого характера циркуляции и режима подземных и поверхностных вод и специфического рельефа местности.


    1. ^ Растворимые минералы

  • Карбонаты – соли угольной кислоты, очень широко распространены, включают кальцит CaCO3, доломит CaCO3*MgCO3, малахит Cu2(CO3)*(OH)2, магнезит MgCO3. Относятся к мало- либо труднорастворимым породам (Р=0,07г/л). Это скальные осадочные породы по ГОСТ 25100-95.

  • Сульфаты – соли серной кислоты, так же широко распространены в осадочных породах, включают гипс CuSO4*2H2O, ангидрит CaSO4, барит BaSO4, мирабилит Na2SO4*10H2O. Растворимость сульфатов изменяется в широком диапазоне от 2 до 160 г/л, т.е. в 30..2500 раз больше, чем растворимость карбонатов. Это полускальная осадочная порода.

  • Галоиды – соли соляной кислоты, галит – NaCl, сильвин KCl, сильвинит NaCl*KCl. Растворимость огромная – 357 г/л; распространённость широкая. Полускальная осадочная порода.

  • Сульфиды природные – класс минералов, представляющих сернистые соединения металлов. Рассматриваются как соли сероводородной воды H2S, ранее называвшейся кислотой. Сульфиды щёлочных металлов (K,Na) хорошо растворимы в воде, а щёлочно-земельных (Ca,Ba) – малорастворимы. Легко окисляются, превращаясь в сульфаты. Сульфаты тяжёлых металлов практически нерастворимы – благодаря ковалентному типу химической связи. Обнаружены в метеоритах и в лунных образцах. Профессор И.И. Черкасов (1912-1988) впервые в СССР исследовал лунный грунт. (Мой научный консультант).

    1. ^ Растворимые горные породы и грунты

Вышеназванные 4 группы солей имеют все показания к растворению подземными водами при наличии 5 обязательных условий для развития карстового процесса. Типы карста различаются по наличию в недрах соответствующих солей: карбонатный, сульфатный, сульфатно-карбонатный, соляной, сульфидный. Минеральные соли в природе бывают и в раздробленном состоянии (от песка до щебня) и в процессе диагенеза (осадконакопления) входят в глинистые толщи в виде конкреций (включений) размером от долей мм до десятков см.

глина нерастворимая (основа)

Составная часть:

Растворимые минеральные соли в виде щебня, песка, муки


Разновидности смешанных глинистых композиций:

Мергель = глина+карбонаты (кальцит+доломит: 25..30%);

Гипс землистый (мел озёрный, луговой мергель) = глина + сульфаты либо

глина + кальцит + песок.

Признаки растворения таких композиций подземными водами обнаруживаются в виде кластокарста (ложного псевдокарста).

Замачивание лёссовых грунтов проявляется в виде просадки I-го и II-го типов.

    1. ^ Подземные карстопроявления

Подземные карстопроявления встречаются в виде раскарстованых трещин, пор (до 2мм), каверн (2...20мм), полостей, каналов, галерей, пещер, воклюзов (источник воды).



    1. ^ Поверхностные карстопроявления



Уфимский карстовый косогор от Южного автовокзала до Дежнёвки представляет собой полье.



    1. ^ Карстоопасность территорий

Территория районируется по 6-ти категориям по интенсивности провалов



Р
В РБ наблюдаются, как правило, категории В, Г
айонирование выполняется также по средним диаметрам возможных карстовых провалов:

Категория

Диаметр провала

А

> 20м

Б

10..20 м

В

3..10 м

Г

< 3 м

Д

Исключаются провалы




    1. ^ Особенности пород в РБ

Карбонаты: 1) скальная достаточно прочная, плотная, преимущественно с ковалентным типом связи, что обеспечивает низкую растворимость; в РБ распространена в горной части преимущественно

2) Значительные по размеру устойчивые старые полости (пещеры)

3) Редкая провальность – благодаря высокой прочности сводов, исключающая образование новых полостей за расчётный срок службы строений.

Сульфаты: 1) Полускальная малопрочная порода, волокнисто-рыхлая с ионным типом связи, что объясняет растворимость в широком диапазоне, распространена в равнинной части РБ.

2) значительная активность из-за соответствующей повышенной растворимости.

3) небольшие по размеру полости

4) частая провальность по II категории устойчивости

5) возможность реализации новых полостей за амортизационные сроки

^ Галоиды – галит, соль NaCl в РБ практически отсутствуют

Сульфиды – в юго-восточной окраине.






Скачать файл (8520.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации