В природных условиях в результате гидратации и дегидратации они часто переходят друг в друга. Ангидрит при взаимодействии с водой переходит в гипс, при этом происходит увеличение объема породы, возникает значительное давление набухания (до 0,5 МПа), что ведет к деформациям инженерных сооружении. Залегают сульфатные породы в форме слоев, линз и жил в скальных породах. Плотность — 2,4—2,7 т/м3, предел прочности 5—10 МПа.

При взаимодействии с водой происходит интенсивное растворение с образованием карстовых пустот. Применяются в качестве вяжущих.

27 Осадочные породы кремнистого, хлоридного и углисто-битуминозного составов. Основные свойства.

Кремнистые породы

Породы этой группы сложены кремнеземом (опалом, халцедоном) хемогенного и биогенного происхождения. Они образуются в процессе коагуляции кремнистых коллоидных растворов или в ре-зультате жизнедеятельности организмов, потреблявших кремнезем для построения скелетов. К ним относятся кремень, имеющий особенный механизм образования и формы залегания, а также морские химические и биогенные породы — опока, трепел и диатомит. Эти три породы отличаются микропористостью, которая, будучи невидимой глазом, распознается по малому весу породы. Они состоят из мельчайших скорлупок опала и халцедона, внешне совершенно не похожи на эти минералы, имеют преимущественно землисто-раковистый излом.

Применяется в качестве облицовочного и поделочного материала.

Кремень — плотная, монолитная, твердая порода с матовым блеском, халцедоно-опалового состава. Выделяется из подземных вод и постепенно накапливается в пустотах трещиноватых и кавернозных карбонатных пород, образуя желваки, секреции и даже небольшие пласты.

Хлоридные породы

Соляные породы хлоридной группы весьма разнообразны, но абсолютно преобладает каменная соль (эта порода является ведущей по объему и среди всех соляных пород вообще), в значительно меньшем количестве образуется сильвин Для соляных галогенных пород характерны весьма крупные размеры кристаллов, часто значительно превосходящие размеры кристаллов других осадочных пород.

Наиболее чистая соль -- белая и водяно-прозрачная, но из-за наличия примесей чаще всего серая, реже красная. Порода относительно легкая (плотность галита 2,2 г/см3), не прочная (твердость галита по шкале Mooca 2--2,5), соленая на вкус. Сильвин -породы легкие, не твердые, горько-соленые на вкус.

Углисто-битуминозного

К углисто-битуминозным породам относятся ископаемые угли (бурый, каменный, антрацит), торф, асфальт, горючие сланцы. В отличие от других ОГП, это темные породы от бурого до черного цвета. Основное значение перечисленные породы имеют как полезные ископаемые; свойства торфа – основного типа отложений болот – важны также для строительства, особенно транспортного.

Битуминозные породы представляют собой, по существу, песчаники, пропитанные вязкой тяжелой нефтью, аналогичной по составу битуму, который получается в качестве одного из конечных продуктов переработки нефти. По своему химическому составу это обычные для нефтепереработки тяжелые углеводороды.

Цвет битуминозных пород бывает коричневато-серый, темно-серый, буроватый до черного. При ударе битуминозные породы издают характерный запах.

28 Тектонические складкообразовательные процессы. Геосинклинали. Виды складок. Влияние складчатости на условия строительства.

Тектонические процессы: Колебательные, складкообразовательные (грунтовые слои не меняют сплошность), дислокационные процессы (разрыв слоев). Складкообразование— широко распространенный процесс, проявляющийся в земной коре под влиянием тект. движений и отчасти экзогенных процессов и приводящий к возникновению в пластах г. п. изгибов разного масштаба и формы. Складкообразовательные (складчатые) движения создают необратимые изгибы пластов горных пород, называемые складками. Основой классификации складок является положение их изгиба.

Геосинклиналь - участок с высокой подвижностью, где происходит интенсивное складкообразование. Линейная часть - крылья, перегибы - замки. Складки встречаются в геосинклиналях, в платформах не идет складкообразование.

Складки делят еще: Стоячие, лежачие, наклонные, изоклинальные(крылья ll), моноклинные, флексура (похожа на z по форме). Хар-ся: угол падения, азимут падения (направление падения складки, направленной на север).

Под трещиноватостю понимают совокупность трещин (разрывов сплошности в массиве горных пород) любого происхождения, всех размеров и направлений. Трещиноватость является важнейшей характеристикой породного массива, оказывающей существенное влияние на выбор системы разработки, на параметры буровзрывных работ. Трещины разделяют на закрытые (с плотно сомкнутыми стенками) и открытые. Ширина раскрытия изменяется от долей миллиметра до десятков сантиметров. Трещины с раскрытием более 1 м относятся к разрывам. Чем больше трещиноватостей, тем выше модуль деформации и меньше прочность пород, следовательно грунт не может выдерживать большие нагрузки. Эту проблему можно устранить с помощью цементации. При этом трещины заполняются цементным раствором, который после схватывания увеличивает сопротивление породы деформациям. В среднем модуль деформации скальных пород после цементации возрастает в 1,5 раза.

29 Тектонические дислокационные процессы. Платформы. Виды разрывных дислокаций, их влияние на условия строительства.

Тектонические движения в земной коре проявляются постоянно. Они относятся к эндогенным процессам, поскольку вызваны внутренней энергией Земли.

Подвижность земной коры в значительной степени зависит от характера ее тектонических структур. Наиболее крупными структурами являются платформы и геосинклинали.

Платформы относятся к устойчивым, жестким, малоподвижным структурам. Им свойственны выровненные формы рельефа. Снизу они состоят из жесткого неподдающегося складчатости участка земной коры (кристаллического фундамента), над которым горизонтально залегает толща ненарушенных осадочных пород. Типичным примером древних платформ служат Русская и Сибирская.

Геосинклинали представляют собой подвижные участки земной коры. Располагаются они между платформами и представляют собой как бы их подвижные сочленения. Для геосинклиналей характерны разнообразные тектонические движения, вулканизм, сейсмические явления.

Тектонические движения земной коры можно разделить на три основных типа:

• колебательные, выражающиеся в медленных поднятиях и опусканиях отдельных участков земной коры и приводящие к образованию крупных поднятий и прогибов. Различают следующие виды колебательных движений земной коры: 1) прошедших геологических периодов; 2) новейшие, связанные с четвертичным периодом; 3) современные.

• складчатые, обусловливающие смятие горизонтальных слоев земной коры в складки;

Все формы складчатых дислокаций образуются без разрыва сплошности слоев (пластов). Это их характерная особенность. Основными среди этих дислокаций являются: моноклиналь, флексура, антиклиналь и синклиналь.

Моноклиналь является самой простой формой нарушения первоначального залегания пород и выражается в общем наклоне слоев в одну сторону. Флексура — коленоподобная складка, образующаяся при смещении одной части толщи пород относительно другой без разрыва сплошности. Антиклиналь - складка, обращенная своей вершиной вверх, и синклиналь - складка с вершиной, обращенной вниз. Бока складок называют крыльями, вершины - замком, а внутреннюю часть - ядром.

• разрывные, приводящие к разрывам слоев и массивов горных пород.

К разрывным дислокациям относят сбросы, взбросы, горсты, грабены и надвиги.

Сброс образуется в результате опускания одной части толщи относительно другой (рис. 20, а). Если при разрыве происходит поднятие, то образуется взброс (рис. 20, в). Иногда на одном участке образуется несколько разрывов. В этом случае возникают ступенчатые сбросы

Грабен возникает, когда участок земной коры опускается между двумя крупными разрывами (рис. 20, д). Таким путем, например, образовалось озеро Байкал.

Горст - форма, обратная грабену (рис. 20, е).

Надвиг в отличие от предыдущих форм разрывных дислокаций возникает при смещении толщ в горизонтальной или сравнительно наклонной плоскости (рис. 20, г). В результате надвига молодые отложения могут быть сверху перекрыты породами более древнего возраста

Залегание пластов. При изучении инженерно-геологических условий строительных площадок необходимо устанавливать пространственное положение пластов. Определение положения слоев (пластов) в пространстве позволяет решать вопросы глубины, мощности и характера их залегания, дает возможность выбирать слои в качестве оснований сооружений, оценивать запасы подземных вод и т. д.

Для строительных целей наиболее благоприятными условиями является горизонтальное залегание слоев, большая их мощность, однородность состава. В этом случае здания и сооружения располагаются в однородной грунтовой среде, создается предпосылка для равномерной сжимаемости пластов под весом сооружения. В таких условиях сооружения получают наибольшую устойчивость

Наличие дислокаций усложняет инженерно-геологические условия строительных площадок - нарушается однородность грунтов оснований сооружений, образуются зоны дробления, снижается прочность грунтов, по трещинам разрывов периодически происходят смещения, циркулируют подземные воды.

При крутом падении пластов сооружение может располагаться одновременно на различных грунтах, что иногда приводит к неравномерной сжимаемости слоев и деформации сооружений. Для зданий неблагоприятными условиями являются сложный характер складок. Нежелательно располагать сооружения на линиях разломов.

30 Метаморфизм. Виды метаморфизма и метаморфических горных пород. Строительная оценка.

На земной поверхности одним из важнейших процессов является процесс выветривания (разрушение горных пород). Глубже располагается зона цементации. В этой зоне рыхлые породы уплотняются, цементируются. Ниже этих зон, примерно с глубины 0,8 км и далее на многие километры располагается зона метаморфизма. При метаморфозе интенсивно изменяются первичный состав, строение и сложение пород.

В целом под метаморфизмом горных пород понимают существенные изменения их минерального состава, структуры и текстуры, происходящие под воздействием эндогенных процессов в земной коре с сохранением твердого состояния породы, без расплавления или растворения.

Изменение минералов и горных пород вызывается воздействием основных факторов метаморфизма: температуры и давления с одновременным воздействием флюидов. Флюидами называют жидкие или газообразные компоненты магмы или циркулирующие в глубинах Земли насыщенные газами растворы.

В результате метаморфизма изверженные и осадочные горные породы изменяют характеристики своего состава, меняют свою структуру и текстуру, а вследствие этого свойства, степень же и особенности этих изменений зависят от интенсивности, характера и продолжительности метаморфических процессов.

Классификация метаморфизма проводится по петрографическому и генетическому принципу. Первый акцентирует внимание на метаморфических факторах: давлении, температуре или их совместном действии, второй – на общие условия и место протекания процесса метаморфизма.

Метаморфизм по петрографической классификации: • катакластический, • термальный, • динамотермальный.

Метаморфизм по генетической классификации: • региональный, • контактовый, • динамометаморфизм.

Катакластический метаморфизм по своему существу является дислокационным, поэтому для него часто и употребляют это название. Этот тип метаморфизма приурочен к участкам развития дизъюнктивных нарушений (дислокаций) типа сбросов и развит в их границах. Метаморфизм в данных условиях совершается при сравнительно небольших давлениях и довольно низкой температуре.

При формировании термально-метаморфизованных пород главным фактором является температура, источником которой является магма. Под действием температуры на границах (контакте) интрузий образуются ореолы, сложенные особыми контактово-метаморфизованными породами. Наиболее типичными породами термального метаморфизма являются контактовые роговики, скарны, породы кремнистого состава. Для них характерна полная перекристаллизация исходного материала.

Динамотермальный метаморфизм дает самое большое разнообразие пород с очень широким их распространением в земной коре. В зависимости от условий протекания процесса различают региональный и локальный динамотермальный метаморфизм. Самостоятельным видом регионального динамотермального метаморфизма является ультраметаморфизм

Метаморфические породы по внешнему виду и условиям залегания занимают промежуточное положение между магматическими и осадочными породами. По минеральному составу они ближе к магматическим породам. Типичными минералами являются слюды, кварц, хлорит, тальк. Метаморфическим породам в целом присуща кристаллическая структура. Наиболее характерны следующие текстуры: сланцеватая — однообразное расположение (параллельно друг другу) пластинчатых минералов и полосчатая — обособление минеральных скоплений в форме полос, в виде слоев. Для пород типа кварцита характерны массивные текстуры.

Классификация метаморфических пород основана на структурных признаках и минеральном составе. Среди них выделяют породы: • массивные — (зернистые) — кварцит, мрамор; • сланцеватые — гнейс и кристаллические сланцы различного минерального состава.

Строительные свойства: метаморфические гп располагаются между магматическими и осадочными гп, основной недостаток - анизотропия. Сланцы (горючие) - топливо, (кровельные) - строительство. Кварцит - для мощения мостовых, мрамор - для отделки стен, грейзен - индикатор полезных ископаемых.