Geologia - wyk 1 (02.10.2008)

Literatura

1. Kowalski W.C. Geologia inżynierska wyd. geologiczne warszawa 1998
2. Glazer Z, Malinowski J. Geologia i geotechnika dla inżynierów. PWN Warszawa 1998

3. Koszela J. Teisseyre B. Geologia inżynierska Materialy pomocnicze do wykładów i ćwiczeń.

Historia rozwoju geologii

OD chwili kiedy człowiek przystąpił do budowy pierwszych obiektów znaczenie gruntownictwa stale wzrasta.

Do dzisiaj tak naprawde nie wiadomo jakimi kryteriami posługiwali się ówczesni konstruktorzy i budowniczowie przy lokalizacji obiektów.

Wraz z rozwojem techniki stawiane SA nowe dokładne określone wymagania w stosunku do podloza na których ma być budowany obiekt. Przelomowym pod tym względem był wiek XVIII gdzie po raz pierwszy stawia się wymagania w zakrsie nośności i stateczności.

Wymagania w stosunku do podłoża wzrosly w XIX w przy budowie kolei. Prekursorem w tej dziedzinie był inżynier budowlany W. Smith (1769 - 1836)

Z kolei C.A. Coulomb sformułowal prawo klasycznej mechaniki gruntów natomiast na przełomie wieku XIX powstaje nowa dziedzina nauki - mechanika gruntów, której twórcą był. K. Terzaghi - do dnia dzisiejszego stanowi ona podstawe działalności geotechnicznej.

Geotechnika w Polsce rozwinęła się w okresie międzywojennym (budowa zapory w Porębce) W roku 1936 powstały w Polsce komitet badania gruntów. Po II wojnie swiatowej nastąpił dalszy rozwój polskiej geotechniki którą zajmowal się K. Pomianowski. Współpracowali z nimi geolodzy K. Guzik , R. Krajewski. Spośród wieli dziedzin nauk geologicznych najważniejsze znaczenie dla geotechniki maja: geologia dynamiczna, tektonika, mineralogia, petrografia, hydrogeologia, geofizyka i geologia inżynierska.

Wyniki badań geotechnicznych SA podstawowymi danymi do projektowania fundamentów konstrukcji, budowlanych, inżynierii lądowej i wodnej, prowadzenia robót budowlanych tj. wykopy ziemne, drogowe nasypy i obwałowania, zagęszczenia skarp i ich wzmacnianie.

Do prawidłowego i ekonomicznego prowadzenie prac projektowych i robót budowlanych nie zbędna jest ogólna wiedza geologiczna.

Każdy obiekt współdziała ze skałami stanowiącymi jego podłoże. Budowa obciążając grunty i skały powoduje ich odkształcania które będzie mialo wpływ na prace obiektu i może zmieniać stan naprężeń w jego elementach.

Taki stan może prowadzić do :

- nierównomiernych osiadań - pękniecie fundamentów

- wypieranie skal spod fundamentów

- szkodliwe przemiany właściwości fizycznych i mechanicznych skał - obniżenie wytrzymałości i w konsekwencji dodatkowe osiadanie lub wypietrzanie podłoza osuwanie skarp, powstanie wysadzin drogowych itp.

Zasadniczy wpływ na bezpieczeństwo budowli ma prawidłowa ocena współdziałania obiektu budowlanego z podłożem gruntowym.

Do głownych zadań geologii można zaliczyc;

- rozpoznanie budowy geologicznej terenu przeznaczonego pod zabudowe

- ustalenie właściwości fizycznych i mechanicznych skal i gruntów występujących w podłozu gruntowym.

- podzial skal i gruntów na zespoly poprzez badania laboratoryjne i polowe, w celu określenia zachowania się podczas współpracy z obiektem

- ocena i prognoza wpływu czynników geologicznych nad bezpieczną prace obiektów budowlanych i wskazanie srodków zaradczych.

- prognoza współdziałania budowli z podłozem

Ważne definicje:

Skała - w ujeciu geologicznych jest to naturalny zaspół minerałow w postaci stalej, plynnej lub gazowej o określonych stosunkach ilościowych i roznym stopniu ich spójności powstałych w wyniku procesów geologicznych.

Grunt - jest to skala rozpatrywana jako podloze budowy oraz jako tworzywo z którego wykonuje się rozne obiekty np. zapory nasypy, obwałowania

Podłoże budowlane - jest to strefa gruntów bezpośrednio współpracujących z obiektem budowlanym

Procesy geologiczne - są to zmiany zachodzące w środowisku geologicznym pod wpływem naturalnych czynników wew. I zew.

Procesy geologiczno - inżynierskie - są to zmiany wywolane wzajemnym oddziaływaniem obiektu i podłoza

Prognoza geologiczno - inżynierska - jest to ilościowe określenie rodzaju i rozmarów procesów które będą występować w trakcie wznoszenia i eksploatacji obiektu.

SKAŁY SKORUPY ZIEMSKIEJ JAKO PODŁOZE BUDOWLANE

Geologia - jest to nauka o Ziemi, która jest obecnie w trakcie dużego rozwoju spowodowanego poszukiwaniem surowców stalych pylnych i gazowych. Przy tych poszukiwania stosuje się głębokie wiercenia i skomplikowane metody geofizyczne dzieki którym możemy uścislać poglądy na tematy budowy Ziemi.

Głębokość w km

30 skorupa ziemska

400 plaszcz górny

1000 płaszcz zewnętrzny

2900 płaszcz wewnętrzny

5000 jądro metaliczne stałe

6370 jądro metaliczne płynne

Ziemia przechodzila w histori rózne etapy rozwoju w którym powstawaly skaly o bardzo zróżnicowanym składzie i budowie

Skorupa ziemska zbudowana jest z skal:

Skały magmowe swoje powstanie zawdzięczają zjawiskom wulkanizmu i plutonizmu, podczas których magma zastyga pod albo na powierzchni Ziemi (pod postacią lawy). Skały powstające pod powierzchnią Ziemi będą więc nazywane plutonicznymi, a powstające na jej powierzchni - wulkanicznymi. Skład obydwu będzie się różnił, ponieważ zastygająca lawa oddaje do atmosfery związki lotne (np. jak wodę), a więc nie mogą w niej powstawać minerały zawierające takie związki. O tempie wzrostu kryształów decyduje też czas zastygania magmy.

Skały osadowe powstają w wyniku sedymentacji, czyli gromadzenia się materiału okruchowego, organicznego lub chemicznego w zbiornikach wodnych lub - rzadziej - w środowisku lądowym. Osady te podlegają następnie procesowi diagenezy, podczas której zmniejsza się odległość pomiędzy poszczególnymi składnikami osadu. Diageneza jest związana z cementacją - procesem, który polega na połączeniu składników spoiwem, którym najczęściej jest krzemionka, węglany, związki żelaza czy ił. Lityfikacja powoduje z kolei przejście ze skały luźnej do skały zwięzłej.

Skały metamorficzne tworzą się w wyników procesów metamorficznych oddziałujących na istniejące już formacje skalne. Działanie poszczególnych czynników metamorfizmu (temperatura, ciśnienie, roztwory hydrotermalne) jest uzależnione od głębokości, na których zjawisko to zachodzi, temperatury, ciśnienia, składu chemicznego i mineralnego skał wyjściowych oraz chemizmu wód (roztworów) dopływających z głębi ziemi.

Skały skorupy ziemskiej powstały w roznych okresach tworzenia się Ziemi i dlatego ich wiek jest różny. Wiek Ziemie szacuje się na około 4mld lat

Do określania wieku ziemi stosuje się np. metodę wieku bezwzględnego polegajaca na zjawisku okresowego połowicznego rozpadu pierwiastków promieniotwórczych. Jest do czas, w którym ulega rozpadowi połowa ilości atomów danego pierwiastka.

Natomiast wiek względny skaly (mlodsza czy starsza) można określać metodami paleontologicznymi. Polega ona na badaniu szczątków organizmów zwierzęcych i roślinnych zwanymi skamieniałościami.

---