BUDOWLANE ASPEKTY OPISU I BADANIA SKAŁ
Lite skały okruchowo-ilaste
W zależności od spoiwa właściwości ulegają zmianie.
- spoiwo krzemionkowe: duża wytrzymałość na obciążenia
- spoiwo ilaste: niska
Skały o teksturach łupkowych mają różne właściwości w kierunku prostopadłym i równoległym do powierzchni oddzielności. Są to skały podatne na rozwój procesów osówiskowych.
Skały chemiczne i niektóre organiczne
- wapienie, opoki, margle gezy
Wartość tego podłoża obniżają spękania skał i możliwość rozwoju procesów krasowych.
- kreda jeziorna, gipsy
Podłoże słabonośne.
Skały metamorficzne
Charakteryzują się znaczną wytrzymałością na ściskanie i ścinanie. Jednak wytrz. Jest ściśle związana z kierunkiem działania siły (np.: łupki łyszczykowe). Należy też uwzględnić ich podatność na działanie wody (marmury). Zwraca się szczególną uwagę na:
- rodzaj skały
- teksturę
- szczelinowatość
- orientację przestrzenną powierzchni oddzielności
- orientację szczelin
- stopień zwietrzenia
- podatność na działanie wody
Skały okruchowe sypkie i skały ilaste
Cechy wytrzymałościowe b.niskie. Zależą od:
- składu min.
- składu granulometrycznego
- stopnia zagęszczenia
- zawodnienia
- stopnia plastyczności
Skały spoiste z dużą zawartością minerałów ilastych:
Minerały ilaste zmieniają swoje właściwości fizykomechaniczne w zależności od stopnia zawilgocenia. Grunty zawierające minerały ilaste mogą w wodzie pęcznieć i rozmakać, a wilgotne stają się nieprzepuszczalne albo słabo przepuszczalne dla wody.
SKAŁY JAKO MATERIAŁ BUDOWLANY I SUROWIEC DO PRODUKCJI MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH
Skały magmowe
Są stosowane jako
- materiał konstrukcyjny (mosty, wiadukty, fundamenty, mury oporowe, nawierzchnie drogowe, obiekty hydrotech, itp.)
- materiał dekoracyjny (płyty okładzinowe, posadzki, parapety, itp.)
- kruszywo do betonów (zmielone)
Skały osadowe
- skały zwięzłe (lite) mają podobne zastosowanie jak skały magmowe, z tym, że wytrz jest zdecydowanie mniejsza; mogą służyć jako materiał budowlany, są wykorzystywane jako surowiec do produkcji innych, sztucznie wytwarzanych materiałów (np.: wapień to podst. surowiec do prod. wapna oraz cementu; do prod cementu wykorzystywany jest tez margiel)
- skały okruchowe sypkie (luźne) - są podst składnikiem stosowanym do produkcji betonów, zapraw bud. (noszą nazwę kruszyw). Parametry jakości: zawartość ziarn wydłużonych i płaskich, zawartość ziarn słabych i zwietrzałych, skład granulometryczny, skład petrograficzny.
POJĘCIE CZASU W GEOLOGII INŻYNIERSKIEJ
W geologii czas traktowany jest jako:
a) wykładnik historii zjawisk i procesów geologicznych;
mówi się tutaj o:
- czasie trwania procesów geologicznych,
- czasie jaki miął od zakończenia procesów mających miejsce w przeszłości,
- czasie jako wieku skał
- czasie jako ogólnym kryterium porównywania tego „co starsze a co młodsze” bez podawania dat
b) czynnik warunkujący określone skutki działania zasadniczych przyczyn rozwoju procesów geolog (procesy górotwórcze, wietrzenia, diageneza, kształtowanie się właściwości skał, itp.)
W datowaniu geologicznym stosowane są dwa sposoby określania czasu:
a) bezwzględny
- polega na przypisaniu każdej chwili konkretnej liczby rzeczywistej w ten sposób, że każdemu zjawisku, które nastąpiło wcześniej odpowiada większa liczba; mianem tej liczby są lata, a w geologii zwykle są to tysiące i miliony lat.
- obecnie do określania wieku bezwzględnego służą dwie metody: określanie czasu narastania niektórych typów osadów albo na określeniu czasu połowicznego rozpadu pierwiastków promieniotwórczych
b) względny
- polega na podawaniu kolejności chronologicznej zjawisk bez uwzględnienia dat w latach; mówi się tylko o tym, które zjawiska lub skały są starsze względem innych.
- dotyczy przede wszystkim skał osadowych i opiera się na dwóch zasadach: zasadzie następstwa warstw (superpozycji), i
ewolucji świata organicznego
ZJAWISKA KRASOWE
Krasem nazywamy całokształt geologicznych procesów zachodzących pod wpływem rozpuszczania chemicznego skał.
Rozpuszczanie skał prowadzi do:
- powstania jaskiń
- zmiany struktury i składu mineralnego skał
- zmian cyrkulacji wód podziemnych
- powstania specyficznej rzeźby terenu
-zmiany układu sieci rzecznych
- osłabienia wytrzymałości górotworu
Zjawiska krasowe rozwijają się w skałach węglanowych (wapienie, dolomity, margle, marmury), gipsach i innych skałach solnych (chlorki)
Charakter zjawisk krasowych, ich rozmiary, szybkość i głębokość rozwijania się w masywie skalnym zależy od:
- budowy geologicznej skał
- klimatu
- warunków zasilania
- przepływu i odpływu wód podziemnych
- rzeźby terenu
- stopnia zaangażowania tektonicznego skał (spękania, szczeliny, uskoki, itp.)
Podział ze względu na warunki przepływu wód gruntowych:
a) kras wokółdolinny - związany z drenującym wpływem pobliskich rzek
b) kras związany z drenującym wpływem oddalonych rzek lub zbiorników wodnych
c) kras związany z ruchem wód naporowych i swobodnych w obrębie stref tektonicznych
AKUMULACJA LODOWCOWA I WODNOLODOWCOWA
Morena boczna - powstaje w rezultacie osypywania się na brzegi cyrku i jeziora lodowcowego produktów wietrzenia skał, z których jest zbudowane otoczenie cyrku i zbocza doliny. Po stopieniu lodu tworzą one wały w dolnych partiach zboczy dolin.
Morena środkowa - powstaje gdy jęzory lodowcowe połączą się ze sobą, wewnętrzne moreny boczne obu jęzorów także łączą się i tworzą jeden wał biegnący środkiem jęzora głównego. Po stopieniu lodu może zachować się w dnie doliny; na ogół jest ona jednak szybko rozmywana przez wody wypływające z lodowca.
Morena czołowa - wał który tworzy się u czoła jęzora lodowcowego lub u czoła lądolodu, w miarę wytapiania się z lodu zawartego w nim materiału skalnego. Powstaję wówczas, gdy czoło lodowca przez dłuższy czas stoi w miejscu. Dzięki temu wytapiany z lodu materiał skalny może być cały czas zsypywany w jedno miejsce. Gdy czoło lodowca cofa się etapami, może powstać kilka wałów moren czołowych, znaczących stadia postoju jego czoła.
Drumliny - to wąskie wzgórza zbudowane z osadów lodowcowych. Mogą one osiągać ponad 50m wysokości i ponad 1km długości. Wzgórze jest wydłużone w kierunku ruchu lodu, a stok zwrócony w kierunku przeciwnym do kierunku ruchu lodu jest zwykle bardziej stromy. Bardzo często występują one w grupach tworząc swoiste pola drumlinowe. Wiele z nich powstało w wyniku żłobienia osadów morenowych przez poruszający się lodowiec.
Sandry - wielkie stożki napływowe, łączące sięze sobą, zbudowane z materiału piaszczysto żwirowego. Wody pochodzące z topnienia lodowca wynoszą na przedpole materiał skalny, werodowany z podłoża lub wytopiony z lodu. Pod lądolodem znajduje się sieć strumieni którymi jest transportowany erodowany i wytopiony materiał. Po wypłynięciu spod lodowca siła wód maleje i następuje osadzenie niesionego materiału, przy czole lodowca osadzają się okruchy grubsze a dalej od niego drobniejsze. Występowanie: Puszcza Kurpiowska, Bory Tucholskie, Puszcza Piska.
Ozy - długie wały piaszczyste powstałe po ustąpieni lodowca z koryta rzek płynących pod lodowcem lub w środku lodowca zasypuje materiał piaszczysty którego woda nie miała siły unieść. Występują często na przedłużeniu jezior rynnowych.
Kemy - pagórki o nierównej powierzchni podobne do ozów zbudowane z warstwowanych piasków i żwirów. Utworzyły się w otwartych szczelinach lodowcowych gdy lodowiec stał w miejscu lub rozpadał się na małe bryły lodowe zwane bryłami martwego lodu.
Jeziora morenowe - powstałe w wyniku zatamowania wód przez wały moren czołowych.
Oczka polodowcowe - występują w zagłębieniach moreny dennej powstałe w skutek wytopienia się brył martwego lodu.
Jeziora cyrkowe - (np. stawy tatrzańskie) powstają po stopieniu lodu w cyrkach.
Jeziora rynnowe - większe formy powstałe w wyniku erozji wód podlodowcowych, są to długie i wąskie jeziora o wysokich brzegach, głębokie do 100m. Występują na Pomorzu i Mazurach.
GEOLOGICZNA DZIAŁALNOŚĆ WIATRU
Deflacja - wywiewanie cząstek min gdy wiatr uderza o powierzchnię skał luźnych (np. piasku)
Korazja - występuje gdy wiatr unosi ziarna piasku uderzając nimi o skały, rysuje je ściera, poleruje i drąży
Suspensja - transport ziaren min przez wiatr w stanie zawieszonym (dot cząstek <0,2mm)
Saltacja - transport ziaren min przez wiatr przesuwając je skokowo
CECHY SKAŁ W ASPEKCIE BUDOWLANYM
Chemiczne
siarczany - a) Gips - miękki, rysuje się łatwo nożem (tw2), nie burzy HCl, b) Baryt - krystaliczny, bały, ciężki, własności izolacyjne promieniowania ,,γ
ilaste chem - a) Margiel - prod cementu, min ilaste pod wpływem wody lasują się
[+] param wytrz 5-150Mpa [-] zwietrzelina, szczeliny, zjawisko krasu
Okruchowe sypkie
Dobr podłoże ze wzgl na łatwość zagęszczania i odwadniania, a tym samym zwiększenie param wytrz, im bardziej drobnoziarnisty materiał tym gorzej go zagęścić i odwodnić (gorsza wytrz)
[-] kapilarność, sufozja
Okruchowe zwięzłe
[+] grunty skaliste >150Mpa, [-] zwietrzenie, szczelina, lasowanie, pseudo kras
Ilaste spoiste (glina, iłł, less)
Grunty trudne dla budownictwa bo zawartość frakcji iłowej (wrażliwa na zmiany wilgotności gruntu), wzrost wilgotności to zmiana stanu gruntów spoistych (bardziej rozmakają, pęcznieją, są tiksotropowe), ceramika bud (cegły, dachówki, kostki, armatura sanitarna), less (nie wykorzystywany w ceramice, osiadanie zapadowe), słaby wodonosiec gdy zawiera frakcję grubszą, izolatory warstw wodonośnych
Ilaste zwięzłe (iłowce, mułowce)
[+] grunt skalisty do 80Mpa (suchy), [-] woda powoduje rozmakanie, utwór powstały z iłu, zwietrzenie, szczeliny, wyrobiska górnicze
Skały magmowe
[+] grunt skalisty (np. granit), wysoka wytrz, nie ma problemu z posadowieniem budynku, [-] zwietrzelina, spękania, możliwość istnienia obiektów górniczych
surowiec: kruszywa, materiał okładzinowy, kostki brukowe, krawężniki, słupki, płyty nagrobne, wodonosiec (tak gdy jest spękany, zbiornik wód szczelinowy)
TYPY OSUWISK
Asekwentne - tworzą się w jednorodnych, niewarstwowanych utworach (gliny, iły, lessy) powierzchnia, po której nastąpiło osunięcie się mas skalnych jest wklęsła i uzależniona wyłącznie od spoistości i tarcia wewn budujących zbocza
Konsekwentne - powstają wskutek przemieszczania się mas skalnych po powierzchni strukturalnej (pow warstwy, pow spękania), w zależności od charakteru powierzchni wyróżnia się: kosekwentno-strukturalne, konsekwentno-szczelinowe, konsekwentno-zwietrzelinowe
Insekwentne - tworzą się gdy przemieszczenie następuje w poprzek pow strukturalnych
Periodyczne - powstają po obfiych opadach wprawiane w ruch wielokrotnie
Chroniczne - działają dopóki spadek zbocza nie stanie się minimalny
Dolinne - powstają w obszarach źródłowych rzek, gdzie erozja wsteczna wytwarza duże spadki terenu
Zboczowe - powstają w stokach podcinanych w wyniku działalności erozji bocznej rzek