В книге приведены сведения о строении Земли, минералах и горных породах, изложены основы грунтоведения и гидрогеологии. Рассмотрены процессы внутренней и внешней динамики Земли, а также физико-геологические процессы, влияющие на устойчивость склонов и сооружений. Большое внимание уделено методам оценки и прогнозирования возможного влияния этих процессов на безопасность движения поездов. Освещены вопросы инженерно-геологических изысканий и эксплуатации железных дорог, геоэкологии и экономики природопользования. Учебник предназначен для студентов вузов, будет полезен в практической работе инженерам-путейцам, инженерам-проектировщикам, строителям железных дорог, а также преподавателям и студентам техникумов и колледжей железнодорожного транспорта. Также будет интересна всем лицам, интересующимся влиянием природной среды на искусственные сооружения.
https://drive.google.com/file/d/1Zpe...ew?usp=sharing
Содержание
От авторов........................................... . 3
Глава 1. Значение инженерной геологии для строительства и эксплуатации железных дорог........ 5
Глава 2. Строение Земли, минералы и горные породы..... 12
2.1. Основные сведения о Земле................... 12
2.1.1. Форма и общая характеристика Земли.... 12
2.1.2. Исследование глубин Земли геофизическими методами............. 14
2.1.3. Внутренние и внешние сферы Земли............ 16
2.2. Минералогия....................................... 26
2.3. Горные породы..................................... 35
2.3.1. Общие сведения.............................. 35
2.3.2. Магматизм и магматические горные породы .. 36
2.3.3. Осадочные горные породы..................... 45
2.3.4. Метаморфизм и метаморфические горные породы ............. 53
2.3.5. Применение горных пород в строительстве .... 57
2.4. Понятие о геологическом возрасте пород (геохронология)...... 60
2.4.1. Относительный возраст пород и методы его определения........ 61
2.4.2. Метод абсолютного летоисчисления возраста горных пород...... 62
Контрольные вопросы по главе 2........................ 63
Глава 3. Основы грунтоведения............................... 66
3.1. Понятие о грунтах................................. 66
3.2. Гранулометрический состав грунтов................ 69
3.3. Структурные связи в грунтах....................... 74
3.4. Физико-химические свойства грунтов................ 76
3.4.1. Удельная поверхность частиц грунта.......... 76
3.4.2. Обменная и поглотительная способности грунтов 81
3.5. Физические свойства грунтов....................... 85
3.5.1. Плотность грунтов........................... 86
3.5.2. Влажность................................... 87
3.5.3. Пористость грунтов.......................... 88
3.5.4. Пластичность и консистенция грунтов... 90
3.5.5. Набухание глинистых грунтов................. 93
3.6. Физико-механические свойства грунтов........ 94
3.6.1. Сжимаемость грунтов....................... 94
3.6.2. Просадочность грунтов..................... 97
3.6.3. Сопротивление грунтов сдвигу............. 103
3.7. Классификация грунтов....................... 107
3.8. Методы мелиорации грунтов в строительных целях .115
Контрольные вопросы по главе 3.......................... 122
Глава 4. Процессы внутренней динамики Земли........... 123
4.1. Общие понятия об эндогенных процессах....... 123
4.1.1. Колебательные движения................... 124
4.1.2. Складчатые деформации.................... 127
4.1.3. Разрывные нарушения...................... 131
4.2. Землетрясения................................. 134
4.2.1. Типы землетрясений....................... 134
4.2.2. Причины землетрясений.................... 138
4.2.3. Оценка силы землетрясений................ 142
4.2.4. Сейсмическое районирование............... 147
4.2.5. Строительство сооружений в сейсмических районах и в районах с нарушением залегания пород... 155
Контрольные вопросы по главе 4.................... 162
Глава 5. Процессы внешней динамики Земли.............. 163
5.1. Выветривание................................ 163
5.1.1. Виды выветривания........................ 163
5.1.2. Продукты выветривания и их характеристика 168
5.1.3. Профилактические мероприятия в районах
проявления выветривания................... 170
5.2. Геологическая работа текучих вод.............. 171
5.2.1. Овражно-балочные явления................. 171
5.2.2. Селевые потоки........................... 177
5.2.3. Геологическая деятельность рек........... 188
5.2.4. Оценка инженерно-геологических условий речных долин при изысканиях....... 199
5.2.5. Геологическая деятельность моря.......... 200
5.2.6. Болота и их типы......................... 208
5.2.7. Геологическая деятельность ледников...... 217
Контрольные вопросы по главе 5.......................... 220
Глава 6. Основы гидрогеологии........................... 221
6.1. Общие сведения о подземных водах............ 221
6.2. Виды воды в горных породах.................... 223
6.2.1. Парообразная вода....................... 224
6.2.2. Физически связанная вода................ 225
6.2.3. Капиллярная вода........................ 227
6.2.4. Гравитационная (свободная) вода......... 229
6.3. Свойства подземных вод...................... 231
6.3.1. Химический состав растворенных в подземных водах компонентов........ 233
6.3.2. Способы выражения химического состава подземных вод................ 236
6.3.3. Классификация подземных вод по химическому составу................... 236
6.3.4. Оценка качества питьевой воды и воды для технических целей .................. 237
6.4. Классификация подземных вод по гидравлическим свойствам................. 239
6.4.1. Верховодка.............................. 240
6.4.2. Грунтовые воды.......................... 242
6.4.3. Напорные (артезианские) воды............ 250
6.5. Основные законы движения подземных вод........ 256
6.5.1. Линейный закон фильтрации (закон Дарси) ....257
6.5.2. Нелинейный закон фильтрации (закон А.А. Краснопольского)........ 258
6.5.3. Коэффициент фильтрации и методы его определения ..................... 258
6.6. Определение притока воды в горные выработки. 261
6.6.1. Приток воды к совершенной канаве........ 262
6.6.2. Приток воды к несовершенному грунтовому колодцу................. 263
6.7. Методы борьбы с грунтовыми водами............. 264
6.7.1. Открытый водоотлив...................... 265
6.7.2. Горизонтальный дренаж................... 266
6.7.3. Вертикальный дренаж..................... 266
Контрольные вопросы по главе 6.......................... 269
Глава 7. Физико-геологические процессы, влияющие на устойчивость склонов и сооружений.....270
7.1. Движение пород на склонах..................... 272
7.1.1. Осыпи................................... 272
7.1.2. Обвалы.................................. 276
7.1.3. Оползни.........:....................... 288
7.2. Процессы, связанные с воздействием воды на горные породы...............312
7.2.1. Плывуны................................... 312
7.2.2. Суффозия.................................. 320
7.2.3. Карст..................................... 324
7.2.4. Основные принципы проведения инженерно- геологических изысканий в районах развития карста........... 337
7.3. Процессы, обусловленные действием отрицательных температур.......................... 339
7.3.1. Многолетняя мерзлота...................... 339
7.3.2. Морозное пучение грунтов.................. 349
7.3.3. Наледные явления.......................... 364
7.3.4. Солифлюкция............................... 383
Контрольные вопросы по главе 7........................... 386
Глава 8. Инженерно-геологические изыскания железных дорог 388
8.1. Значение инженерно-геологических изысканий......388
8.1.1. Задачи и состав инженерно-геологических изысканий железных дорог................... 388
8.1.2. Стадийность проектирования железных дорог.....391
8.1.3. Инженерно-геологические изыскания для разработки предпроектной документации............... 392
8.1.4. Инженерно-геологические изыскания для разработки проекта строительства................... 394
8.1.5. Инженерно-геологические изыскания для разработки рабочей документации (рабочего проекта)........ 397
8.1.6. Инженерно-геологические изыскания в период строительства зданий и сооружений.......... 398
8.1.7. Инженерно-геологические изыскания в период эксплуатации железных дорог, зданий и сооружений...............399
8.1.8. Инженерно-геологические изыскания в период ликвидации зданий и сооружений............. 402
8.2. Организация инженерно-геологических изысканий....402
8.3. Виды работ и комплексных исследований при инженерно-геологических изысканиях железных дорог......404
8.3.1. Сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет................. 404
8.3.2. Дешифрирование аэро-и космоматериалов и аэровизуальные наблюдения.............. 405
8.3.3. Маршрутные наблюдения.................. 410
8.3.4. Геофизические исследования............. 413
8.3.5. Гидрогеологические исследования........ 416
8.3.6. Стационарные наблюдения.............. 417
8.3.7. Лабораторные исследования грунтов...... 417
8.3.8. Обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений......... 418
8.3.9. Камеральная обработка результатов инженерно-геологических изысканий..................... 418
8.4. Перспективы развития инженерно-геологических изысканий железных дорог...................... 420
8.4.1. Современные программные комплексы...... 420
8.4.2. Аэрокосмический мониторинг геотехнических систем................................... 422
8.4.3. Развитие методов принятия решений в проектировании железных дорог....................... 423
Контрольные вопросы по главе 8......................... 424
Глава 9. Инженерно-геологические вопросы эксплуатации железных дорог................................ 425
9.1. Особенности эксплуатации земляного полотна в регионах Сибири............................. 425
9.2. Основные закономерности изменения природной обстановки в процессе строительства и эксплуатации железнодорожного пути...... 428
9.3. Опасные деформации земляного полотна......... 431
9.4. Земляное полотно длительно эксплуатируемых линий и его деформации............................... 432
9.5. Неблагоприятные последствия преобразования поперечных профилей выемок........................... 434
9.6. Повреждение основной площадки земляного полотна 436
9.7. Эксплуатация пути в карстовых районах........ 437
9.8. Виды и способы ремонта земляного полотна..... 440
9.9. Разработка оперативного плана по предупреждению снежных заносов................................ 445
9.10. Защита железнодорожного пути от воздействия песчаных заносов.............................. 448
9.11. Организация и планирование работ по пропуску ливневых и паводковых вод в речных долинах...452
9.12. Основное содержание системы инженерно-геокреологического мониторинга железнодорожного пути.... 456
Контрольные вопросы по главе 9........................... 463
Глава 10. Инженерная геоэкология и экономика природопользования ................................................. 464
10.1. Экология, геоэкология......................... 464
10.1.1. Экология, связь с другими науками...... 464
10.1.2. Объекты исследования, экологические факторы и системы.................................. 466
10.2. Экология железной дороги...................... 474
10.2.1. Влияние строительства железной дороги на окружающую среду....................... 474
10.2.2. Эксплуатируемая железная дорога и окружающая среда.................................... 479
10.2.3. Экологическая опасность транспортных аварий.................................... 483
10.3. Природоохранные мероприятия при строительстве, реконструкции и эксплуатации железных дорог .................... 484
10.4. Экономика природопользования................. 488
10.4.1. Концепция разделенной ответственности. 488
10.4.2. Экономическая оценка природоохранных мероприятий ...................................... 494
10.5. Государственная природоохранная деятельность. 498
10.6. Моделирование планетарных экологических процессов ............................................. 499
Контрольные вопросы по главе 10.......................... 500
Список использованной литературы......................... 502
