Материал: Инженерная геология. методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов 3-го курса, обучающихся по специальности «Проектирование зданий». Шевцов А.Я

Химические и биохимические породы

Классификация биохимических и химических пород основана на разделении их по химическому составу (П.4.2).

Структура химических пород - крупно-, средне-, мелкозернистая, афанитовая (плотная), кристаллическизернистая; биохимических пород -органотипная (порода состоит из целых раковин или обломков скелетов организмов).

Макротекстура химических и биохимических пород - слоистая, пористая.

Породообразующие минералы представлены кальцитом, опалом, глинистыми минералами, гипсом, кварцем, галитом.

Цвет. Преобладают светлоокрашенные породы (белые, серые, розовые).

В табл. П.4.2 приведена краткая характеристика химических и биохимических пород.

Вулканогенные (пирокластические) породы

Продукты извержения вулканов (обломки вулканического стекла, кристаллы различных минералов, обломки застывшей лавы), перемешиваясь с осадочными породами, образуют специфическую группу рыхлых пирокластических пород (вулканический пепел, песок, бомбы), которые в процессе диагенеза преобразуются в плотные сцементированные породы (туфы, туфопесчаники, туфоконгломераты).

Вулканогенные породы, содержащие до 50 % обломочных частиц осадочного происхождения, образуют ряд переходных пород между обломочными и вулканогенными породами. Это рыхлые (пеплы глинистого, алевритового и песчаного состава) и сцементированные (туффиты) породы.

Структуры и текстуры у этих пород - осадочные.

Структура - средне-, мелкообломочная и тонкодисперсная.

Текстура - слоистая, пористая.

Цвет очень разнообразен с преобладанием бурых, зеленоватых и серых тонов.

4.4. Порядок выполнения работы

4.4.1. Разделить осадочные породы на группы: обломочные, химические, биохимические и вулканогенные (см .п.4.2).

4.4.2. Определить подгруппу обломочных пород по структурным признакам: размеру обломков, их форме и наличию цемента (табл. П.4.1).

16

17

3. Разделить биохимические и химические породы на группы по химическому составу (см.табл.П.4.2): карбонатные - по реакции с соляной кислотой; галогенные - по соленому вкусу; сульфатные - по невысокой твердости.

4. Работу оформить в виде табл. 4.1, при заполнении которой придерживаться последовательности табл. П.4.1 и П.4.2.

Таблица 4.1 Характеристика осадочных пород

Название породы	Цвет породы	Минералогический и петрографический состав	Структура	Текстура

Контрольные вопросы

1. Понятие осадочных горных пород.

2. Понятие текстуры осадочных пород.

3. Структурные признаки осадочных пород.

4. Классификация обломочных пород.

5. .Классификация химических и биохимических пород.

6. Понятие вулканогенных пород, их структура, текстура и состав.

Литература: [ 2,4].

Лабораторная работа № 5 Описание метаморфических горных пород

5.1. Цель работы

Изучить метаморфические горные породы.

5.2. Приборы, оборудование и материалы

Учебная коллекция пород, лупа, 5-процентная соляная кислота.

5.3.Краткие теоретические сведения

Метаморфические горные породы образуются в результате преобразования ранее существовавших осадочных и магматических горных пород под воздействием высоких температур и давлений.

Перекристаллизация пород происходит в твердом состоянии и выражается в изменении их минерального состава, структуры и текстуры.

Структура - полнокристаллическая (кристаллобластовая). По размеру минеральных зерен выделяют следующие полнокристаллические структуры:

мелкокристаллическая - диаметр зерен меньше 0,25 мм;

среднекристаллическая - диаметр зерен от 0,25 до 1 мм;

крупнокристаллическая - диаметр зерен более 1 мм.

Текстура - наиболее характерный признак метаморфических горных пород.

Сланцеватая текстура - параллельное расположение чешуйчатых или таблитчатых минералов (рис. 5.1).

Полосчатая текстура - чередование полос различного минерального состава (рис. 5.2).

Рис. 5.1. Сланцеватая текстура Рис. 5.2. Полосчатая текстура

Плойчатая текстура - присутствие в породе мелких складок (рис. 5.3). Массивная текстура - закономерности в расположении минералов отсутствуют (рис. 5.4).

18

19

Рис. 5.3. Плойчатая текстура

Рис. 5.4. Массивная текстура

Главные породообразующие минералы. Преобладают минералы устойчивые к высоким температурам и давлению: кварц, полевые шпаты, слюды, роговая обманка, авгит, кальцит; минералы типичные только для этих пород: тальк, серицит, хлорит.

Цвет пород определяется преобладающим тоном минералов.

В табл. П.5.1 приведена краткая характеристика метаморфических пород, относящихся к региональному типу метаморфизма.

5.4. Порядок выполнения работы

1. Определить структуру, текстуру, минеральный состав и цвет породы (см. п.5.2).

2. По совокупности признаков установить тип метаморфизма и название исходных пород.

5.4.3. Работу оформить в виде табл. 5.1.

Таблица 5.1 Характеристика метаморфических пород

Название породы	Цвет породы	Структура	Текстура	Минеральный состав

Контрольные вопросы

1. Понятие метаморфических пород.

2. Факторы метаморфизма.

3. Какие структуры и текстуры характерны для метаморфических пород?

4. Перечислить главные породообразующие минералы.

Литература: [4,6].

ТЕМА «ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КАРТЫ И РАЗРЕЗЫ»

Лабораторная работа № 6

Построение инженерно-геологического разреза

6.1. Цель работы

Усвоить методику построения разреза по данным инженерно-геологических изысканий.

6.2. Приборы, оборудование и материалы

Топографический план с контурами строительной площадки, материалы бурения скважин, лист миллиметровой бумаги формата А4, карандаш, линейка.

6.3. Краткие теоретические сведения

По результатам инженерно-геологических изысканий строят карты и разрезы, служащие основой для выбора и оценки участка (площадки) под строительство гражданских и промышленных зданий, сооружений и дорог.

Геологическая карта представляет графическое изображение геологического строения участка земной коры, выполненное на топографической основе в определенном масштабе.

Геологические карты разделяют на типы в зависимости от того, какие геологические данные на ней изображены: литологические (состав пород), стратиграфические (возраст и происхождение пород), нженерно-геологические (с данными физико-механических характеристик).

В зависимости от масштаба геологические карты разделяют на группы: мелкомасштабные - 1:500000 и мельче; среднемасштабные - 1:2000001:100000; крупномасштабные - 1: 50000 и 1:25000; детальные - 1: 25000 и крупнее.

21

20

Для геологических карт разработана международная система условных обозначений. Возраст пород указывают цветом и буквенным индексом в соответствии с условными обозначениями геохронологической шкалы. Штриховыми знаками на карте изображается состав пород. Индексацию интрузивных и эффузивных пород по петрографическому составу производят с помощью букв греческого алфавита.

По геологической карте можно определить условия залегания породы, но она не дает полного представления о строении земной коры, поэтому геологическая карта дополняется геологическими разрезами.

Геологический разрез - это вертикальное сечение земной коры на заданную глубину. Разрезы строят по геологическим картам и материалам бурения скважин.

На карте разрез проводится вкрест простирания пород (в направлении перпендикулярном к простиранию) или вдоль простирания пород и обозначается тонкой сплошной линией с буквенными или цифровыми обозначениями ее начала и конца.

Разрез строят в определенном горизонтальном и вертикальном масштабе.

По геологическим картам и разрезам определяют условия залегания пород: горизонтальное, наклонное и складчатое (рис. 6.1).

Так как основанием и средой для возведения зданий и сооружений служит верхний слой земной коры, представленный породами горизонтального залегания, подробно рассмотрим этот тип залегания.

Горизонтальное залегание слоев пород

Слой - относительно однородный, первично обособленный осадок (или горная порода), ограниченный поверхностями наслоения (рис. 6.2).

Горизонтальное залегание характеризуется общим горизонтальным расположением слоев на всем своем протяжении.

Рис. 6.1. Условия залегания пород: а) горизонтальное; б) наклонное;

в) складчатое

а б . в

Рис. 6.2. Элементы слоя: 1- кровля, 2 - подошва, 3 - толщина слоя

Горизонтальное залегание грунтов называют первичным (ненарушенным). Исходя из этого, каждый нижележащий слой является более древним, чем слой, его перекрывающий.

На геологической карте горизонтальное залегание слоев можно определить по следующим признакам: геологические границы совпадают с линиями горизонталей или повторяют их рисунок; при расчлененном рельефе на участках с высокими абсолютными отметками наблюдаются наиболее молодые по возрасту породы, с низкими абсолютными отметками - более древние.

6.4. Порядок выполнения работы

1. На топографическом плане масштаба 1:1000 обозначен сплошной линией контур здания. Линия разреза проведена по оси проектируемого здания и обозначена цифрами I-I.

2. Выбрать масштабы разреза.

3. Построить топографический профиль. Для этого с левой стороны листа миллиметровой бумаги провести линию вертикального масштаба длиной, равной глубине разреза. Разграфить линию в соответствии с выбранным масштабом.

От окончания линии вертикального масштаба провести вправо условную базисную линию, равную длине разреза. Приложить к линии разреза вспомогательную полоску бумаги и отметить на ней точки пересечения горизонталей с линией разреза, подписав их значения. Перенести эти точки со вспомогательной полоски на базисную линию и восстановить из каждой перпендикуляры до соответствующих абсолютных отметок по линии вертикального масштаба. Полученные точки соединить плавной линией (профиль рельефа).

6.4.4. Нанести на топографический профиль скважины. Для этого вспомогательную полоску бумаги приложить к линии разреза на карте и отметить на ней точки скважин. Перенести эти точки со вспомогательной полоски на базисную линию и восстановить из каждой перпендикуляры до пересечения с линией профиля. Затем по линии восстановления

22

23

перпендикуляра в глубь разреза сплошной жирной линией в соответствии с масштабом провести глубину скважины (рис. 6.3).

6.4.5. Отметить по каждой скважине толщины слоев (рис. 6.4), используя колонки скважин.

6.4.6. По данным колонок скважин (состав, происхождение, возраст, значения физико-механических характеристик грунтов) выделить инженерно- геологические элементы (ИГЭ) и нанести их на разрез.

6.4.7. На разрезе обозначить условными знаками и буквенными индексами состав, происхождение, возраст и ИГЭ грунтов.

6.4.8. Оформление разреза (рис. 6.4): вверху - подписать его название и масштабы;

внизу - нарисовать таблицу (номер скважины, абсолютные отметки устья скважины, расстояние между скважинами);

справа или внизу - условные обозначения состава, происхождения, возраста и ИГЭ грунтов.

Контрольные вопросы

1. Понятие геологической границы.

2. Понятие геологической карты.

3. Типы геологических карт.

4. Масштабы геологических карт.

5. Условные обозначения на геологических картах.

6. Понятие геологического разреза.

7. Характеристика горизонтального залегания пород.

8. По каким признакам определяется горизонтальное залегание на карте?

1. Порядок построения топографического профиля и геологического разреза.

Ю.Отличие инженерно-геологического разреза от литологического.

11 .Понятие слоя.

12.0сновные элементы слоя.

13.0тличие инженерно-геологических карт от литолого-стратиграфических.

14.Понятие инженерно-геологического элемента.

15.Принципы выделения инженерно-геологических элементов.

Литература: [4,6].

Рис

6.3. Пример построения

ПРОФИЛЯ