Содержание Стр.
1. Введение 2
2. История исследования 3
3. Минералогический состав лессовых пород. 4
4. Химический состав лессовых пород. 5
5. Структурно-текстурные особенности лессовых пород. 6
6. Вопросы формирования лессовых пород. 8
7. Физические и водные свойства. 10
8. Анализ факторов влияющих на просадочность. 11
9. Методика изучения изменчивости состава и свойств при подтоплении. 13 Изменение состава и структур лессовых пород при подтоплении.
10. Опыт эксплуатации зданий и сооружений на просадочных лессовых 14 породах.
11. Выводы. 15
12. Список используемой литературы 17
Введение
Сложный узел проблем, возникающих при взаимодействии современных строительных объектов с окружающей, в том числе и с геологической средой, определяет необходимость для инженера-строителя обладать знаниями в инженерной геологии. Также иметь четкое представление о геологической среде родной местности. На территории Нижегородского Поволжья распространены породы лессового покрова.
Главная цель инженерной геологии – изучение природной геологической обстановки местности до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде, и в первую очередь в породах, в процессе строительства и при эксплуатации сооружений. В современных условиях ни одно здание или сооружение не может быть спроектировано, построено и надежно эксплуатироваться (а в последствии может быть ликвидировано или реконструировано) без достоверных и полных инженерно-геологических материалов.
Основные задачи, которые я ставлю в своей работе, следующие:
- распространения лессовых пород, генезис, состав, структура, физико-механические свойства;
- комплексная оценка просадочности лессовых пород с выявлением роли ряда факторов и установлением преобладающего типа грунтовых условий по просадочности.
- обоснование рациональных направлений строительства на лессовых породах на базе установленных инженерно-геологических закономерностей.
История исследования
Крупнейшим исследователем лессовых пород по праву считается В.А.Обручев, который обосновал теоретические положения формирования лессовых и лессовидных пород. В 1940 г. Вышла в свет работа А.И.Москвитина «Лесс и лессовидные отложения Сибири», в которой обобщалось геологическое изучение данного типа четвертичных отложений.
Монография А.К.Ларионова, В.А.Приклонского, В.П.Ананьева «Лессовые породы ССР и их строительные свойства» в ней суммированы данные о распространении лессового покрова и его связи с геоморфологическим строением территорий, обобщены сведения по литолого-петрографическим особенностям и физико-механическим свойствам, при этом подчеркнуты региональные признаки. Главное внимание в работе уделено оценке просадочности лессов и лессовидных образований.
Природа недоутопленности, свойственная всем лессам, рассмотрена в работах Н.Я.Денисова.
Значительную роль в познании процессов литогенеза сыграли работы В.Д. Ломтадзе и Н.И. Кригера, отмечая влияние генезиса, с физико-механических позиций раскрывает значение этапа литификации, который является ведущим в формировании внешнего облика и специфических свойств лессовых пород.
На карте распространения лессовых пород России территории всех анализируемых регионов отнесены к трем районам:
1) эолово-делювиальных нерасчлененных субаэральных лессовидных пород и лессов водораздельных равнин и склонов, обладающих просадочными деформациями преимущественно при дополнительных нагрузках;
2) лессовых пород(преимущественно лессовидных) различных генетических типов и комплексов, способных давать незначительные просадочные деформации при дополнительных нагрузках;
3) четвертичных отложений с участками лессовидных пород, неоднородных по просадочности.
В распространении лессовых пород проявляется один общий признак: они имеют преимущественно прерывистое, островное развитие, залегая невыдержанными по мощности слоями на различных геоморфологических элементах (водораздельных пространствах, выположенных склонах и поверхностях высоких речных террас).
Минералогический состав лессовых пород.
Минералогический состав лессовых пород отличается рядом региональных особенностей.
Среди элювиально-делювиального комплекса Т.Г. Рященко выделяет петрографические провинции, увязанные с подстилающими породами. В области распространения кембрийских пород – рудная. Она характеризуется содержанием магнетита, ильменита, в меньшей степени лимонита до 80-90%, в качестве примесей присутствуют зерна апатита, циркона, гранатов, редко – роговой обманки и эпидота. На ордовикских песчаниках и алевролитах – эпидот-гранато-рудная минеральная ассоциация. Количество рудных составляет 40-60%, гранатов – 15-30%, эпидота – 15-20%, среди второстепенных типичны циркон, турмалин, роговая обманка, сфен, апатит, дистен. В поле юрских пород преобладают цирконо-гранато-рудное, реже рудно-амфиболовое сообщества.
Основные минеральные ассоциации делювиальных лессовидных образований среди среднеплейстоценовых – цирконо-гранато-рудная либо эпидот-рудная, а верхнеплейстоценовых – амфиболо-эпидотовая с увеличением рудных минералов в районах высоких речных террас. К второстепенным минералам относятся гранат, циркон, рутил, апатит, пироксены, турмалин и др. Преобладание зеленоцветных минералов – основная отличительная черта лессовидных делювиальных суглинков. В вертикальном разрезе лессовой толщи наблюдается выдержанность минерального состава.
Облессованный аллювий отличается заметным обогащением минералов тяжелой фракции. Преобладают эпидот, амфиболы, рудные, цоизит, кроме того, присутствуют циркон, гранат, сфен, таз, пироксены и др.
При сопоставлении минералогических данных лессовидных суглинков и пород коренной основы Т.Г.Рященко выявлено присутствие коррелирующих минералов (пироксены и гранат) и «минералов-пришельцев» (амфиболы и эпидот). В результате сделан вывод о существовании двух источников терригенного материала и некотором участии эолового фактора в накоплении его. Низкий коэффициент выветрелости, повышенное содержание полевых шпатов, свежесть зерен кварца, их слабая окатанность и наличие апатита свидетельствуют об относительной близости областей сноса.
Химический состав лессовых пород.
Химический состав лессовых пород помогает распознать те процессы, которые протекают в осадках при их литификации.
Важнейшей чертой лессовых пород является карбонатность. Содержание карбонатов от 0 до 20 %, редко более. Среди них выделяются сингенетичные, обычно тонкие зерна, и вторичные, чаще в виде разнообразных скоплений.
В молодых аллювиальных образованиях чаще всего встречаются вторичные карбонаты, накапливающиеся под влиянием почвенных процессов в условиях интенсивной дегидратации. Вседствие этого наблюдается повышение карбонатности с высотой террас. Элювиально-делювиальные лессовые разности отличаются широким диапазоном изменения карбонатности. Карбонаты встречаются в различных формах, как первичные терригенные, так и вторичные, аутигенные. Вид и количество их в первую очередь зависит от состава коренных пород.
В процессе выветривания и делювообразования происходит некоторый вынос солей. Количество воднорастворимых солей в составе лессовидных отложений различных типов не превышает 1%, в в распределении же их проявляется влияние климатических условий, состава материнских пород и процессов диагенеза.
В лессовидных суглинках и супесях верхнего делювиального горизонта легкорастворимых солей встречается от 0,06 до 1,7%.
В степных и лесостепных частях фиксируется прогрессивное накопление легкорастворимых соединений. Совершенно другая картина наблюдается на участках значительного увлажнения. Под действием атмосферных осадков делювиальные породы опресняются за счет выноса хлоридных и сульфатных солей.
Делювиальные среднеплейстоценовые и аллювиальные породы относятся к незасоленным. В делювиальных суглинках встречается 0,1-0,2% солей, а в аллювии обычно 0,06-025%.
Основным источником материала служили местные коренные и четвертичные породы. Разнообразие исходного материала, региональные природные и местные геоморфологические особенности определили отличия в составах. Они выражаются в характере распределения карбонатов и их количестве, емкости поглощения, валовом химическом составе. Но в тоже время близость многих черт: слабая засоленность и единство типа засоления, преобладание вторичных карбонатов в аллювиальных образованиях и породах среднеплейстоценового возраста, щелочная реакция среды, одинаковый комплекс поглощенных катионов, что свидетельствует об однозначности и единонаправленности протекающих процессов литификации.
Структурно-текстурные особенности лессовых пород.
На основании полевых исследований выделены следующие разновидности текстур:
1. пористая, характеризуется однообразием состава, равномерным распределением зерен и включений. Встречается большей частью у эолово-делювиальных и делювиальных верхнеплейстоценовых разностей;
2. скрытослоистая (после удара молотком кусок раскалывается по параллельным плоскостям); обычна для делювиальных нижнеплейстоценовых, реже наблюдается эолово-делювиальных и делювиальных верхнеплейстоценовых отложений;
3. слоистая, чаще всего параллельная, реже косая; слоистость особенно типична для флювиогляциальных, аллювиальных и озерно-аллювиальных образований и прослеживается по всему разрезу, у пород делювиального рода встречается только по отдельным частям слоя;
4. полосчатая и пятнистая- наблюдаются в зоне элювиально-делювиальных лессовидных отложений; обусловлена изменениями пород под влиянием окислительных процессов при гипергенезе.