Київський національний університет будівництва і архітектури
Кафердра "Основ і фундаментів"
Кафедра "Основ і фундаментів"
Контрольная работа
З дисципліни: "Інженерна геологія і основи механіки ґрунтів".
Виконав:
студент групи ЗПЦБ-33
Яремчук Д.В.
Перевірив: Петренко Е.Ю.
Київ 2011 р
Тема 1. Що таке "магнітний уклон" і "магнітне відхилення" та їх практичне використання?
Магнітне відхилення (відхилення магнітної стрілки), кут між напрямком магнітного поля Землі й горизонтальною площиною, обмірюваної вільно плаваючим магнітом. На північному магнітному полюсі це відхилення дорівнює нулю; на магнітному екваторі дорівнює 90°.
Магнітний уклон це кут між напрямками горизонтальної лінії й магнітної стрілки, що вільно обертається на горизонтальній осі й розташованої в площині магнітного меридіана. М. на магнітних полюсах дорівнює 90°, - магнітна стрілка приймає вертикальний напрямок. При цьому на магнітному полюсі північної півкулі вниз звернений північний кінець стрілки, а на магнітному полюсі південної півкулі вниз звернений її південний кінець. У міру видалення від магнітних полюсів у напрямку до екватора нахил магнітної стрілки, тобто М., зменшується. Изогона з нульовим нахиленням, тобто лінія, на якій стрілка нахилення займає горизонтальне положення, наз. магнітним екватором. Вона не співпадає з земним екватором, але перетинає його у двох точках, а в проміжку між ними відходить від земного екватора на відстань до 15°.М. н., як і магнітне схилення , піддається віковим змінам.
Магнітне поле сучасної Землі характеризується: відмінюванням D, нахиленням I і напруженістю Н, вимірювану в теслах (див. мал). Основні компоненти магнітного поля Землі. М.П. - напрямок на магнітний полюс; Г.П. - напрямок на географічний полюс. А - вертикальна площина; В - поверхню Землі на обмеженій ділянці; З - магнітна силова лінія. Складові повного вектора Т магнітного поля: Н - горизонтальна; Z - вертикальна; I - магнітне нахилення; D - магнітне відмінювання Існують карти ліній рівних величин магнітних відмінювань изогон і ліній рівних магнітних нахилень ізоклін. На північному магнітному полюсі нахилення дорівнює +90о ПРО (на південному відповідно - 90о). У межах магнітного екватора, що не збігає з географічним, нахилення дорівнює нулю. Сучасне магнітне поле Землі краще усього описується полем геоцентричного зміщеного диполя з нахилом по відношенню до осі обертання Землі в 11,5°. Напруженість сучасного магнітного поля становить близько 0,5 ерстед або 0,1 а/м, і вважається, що в геологічному минулому величина напруженості могла коливатися, але максимум на порядок. Геомагнітне поле Землі останні 2,0-3,5 млрд. років принципово не змінювалося, як це встановлено палеомагнітними дослідженнями, а це більше половини її геологічної історії. Ще в XV столітті була виявлена зміна магнітного відмінювання згодом. Так звані вікові варіації всіх інших елементів магнітного поля зараз установлені вірогідно й регулярно складаються спеціальні карти изопор, тобто ліній рівних річних змін якого-небудь елемента магнітного поля. Такі карти можна використати тільки в певний, не більше 10 років, інтервал часу, у зв'язку з періодичністю вікових, особливо “швидких” варіацій. Всі магнітні материкові аномалії, наприклад, ізогони, повільно, зі швидкістю 22 (0,2 % у рік) км, зміщаються в західному напрямку. Західний дрейф обумовлений процесами, пов'язаними з генерацією магнітного поля Землі.
Тема 2. Які хімічні елементи переважають в складі Земної кори і Землі? Назвіть 9-10 найбільш поширених хімічних елементів.
У твердій земній корі переважають такі хімічні елементи :
кисень (47,0 %), - кремній (29,0 %),
алюміній (8,05 %), - залізо (4,65 %),
кальцій (2,96 %), - натрій (2,5 %),
магній (1,87 %), - калій (2,5 %),
титан (0,45 %), які в сумі складають 98,98 % складу земної кори.
У складі Землі переважає залізо (34.6 %), кисень (29.5 %), кремній (15.2 %), магній (12.7 %). Земна кора, мантія і внутрішня частина ядра тверді (зовнішня частина ядра вважається рідкою). Від поверхні Землі до центру зростають тиск, густина й температура.
Внутрішнє ядро, за припущенням, має діаметр 2600 км і складається з чистого заліза чи нікелю, зовнішнє ядро товщиною 2250 км із розплавленого заліза або нікелю, мантія близько 2900 км товщиною складається переважно з твердих гірських порід, відділена від земної кори поверхнею Мохоровича .
Вважають, що верхня мантія за складом близька до ультраосновних порід, в яких переважає О (42,5 %), Mg (25,9 %), Si (19,0 %) і Fe (9,85 %). Нижню мантію вважають аналогом кам'яних метеоритів (хондритів). Ядро 3емлі за складом аналогічне залізним метеоритам і містить бл.80 % Fe, 9 % Ni, 0,6 % Co. На основі метеоритної моделі розрахований середній склад З., в якому переважає Fe (35 %), О (30 %), Si (15 %) і Mg (13 %).
Тема 3. Які процеси ведуть до утворення метаморфічних гірських порід? Наведіть приклади.
Метаморфічні гірські породи виникли внаслідок перетворення магматичних або осадових порід під дією високого тиску, температури та гарячих газоводних розчинів. Ці гірські породи утворилися внаслідок метаморфізму осадових і магматичних порід і характеризуються зернистою будовою, здебільшого сланцюватою текстурою. До них відносять глинисті сланці , філіти , гнейси , кварцити тощо.
Метаморфізм:
процес твердофазної мінеральної і структурної зміни гірських порід під впливом температури, тиску, підземних розсолів, часто в присутності флюїду . Виділяють ізохімічний метаморфізм - при якому хімічний склад породи змінюється неістотно, і неізохімічний метаморфізм (метасоматоз ) для якого характерна помітна зміна хімічного складу породи, в результаті перенесення компонентів флюїдом .
це суттєва зміна текстури, структури і мінерального складу осадових і магматичних г. п. в результаті дії т-ри, тиску, глибинних розчинів чи інших факторів. Метаморфізм звичайно відбувається при зміні т-ри в діапазоні 1100-300°С і тискові в діапазоні 1-6000 атм. Метаморфізм включає перекристалізацію, мінералогічні і хімічні перетворення гірських порід, в результаті яких вони перетворюються в метаморфізовані гірські породи .
При регіональному метаморфізмі речовинні і структурно-текстурні зміни в породах відбуваються у діапазоні температур від 300-400°С до 900-1000°С і зміні тиску в межах від 3-5.108 до 10-15.108 Па. При цьому породи різного первинного складу по різному реагують на зміни фізико-хімічних умов. Метаморфізм простих за хімічним складом порід, таких як наприклад кварцові пісковики або вапняки, полягає тільки у змінах структури і текстури, а сам мінеральний склад майже не змінюється. Кварцові пісковики та інші багаті кремнеземом породи при метаморфізмі перетворюються у кварцити, в яких кварц є основним породоутворюючим мінералом. Вони характеризуються повнокристалічною, здебільшого, дрібнозернистою структурою і масивною текстурою. Колір кварцитів буває найрізноманітнішим, але в природі переважають світлобарвні відміни цих порід.
Метаморфічні гірські породи характеризуються повнокристалічними структурами та орієнтованими текстурами. До останніх відносяться: сланцювата, обумовлена взаємно паралельним розташуванням мінеральних зерен призматичної, пластинчастої або лускуватої форми; гнейсова і гнейсоподібна, характерною властивістю яких є чергування смуг різного мінерального складу; смугаста для якої властиве чергування смуг, складених з зерен світло - і темнобарвних мінералів.
Карбонатні породи (вапняки, доломіти та інші) в процесі метаморфічних змін перетворюються у мармури, які являють собою повнокристалічні мономінеральні агрегати кальциту або доломіту з масивною текстурою. При метаморфізмі карбонатних залізисто-магнезіальних порід, а також основних і, частково, середніх магматичних утворюються, відповідно, параамфіболіти і ортоамфіболіти. Як перші так і другі, складені, головним чином, з рогової обманки і середнього плагіоклазу та характеризуються повнокристалічною структурою і сланцюватою текстурою. Колір породи, здебільшого, брудно-зелений, сірий з зеленуватим відтінком.
Тема 4. Поясніть зв'язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами? Як це відображається на формуванні рельєфу Землі?
Ендоге́нні проце́си - це геологічні процеси , пов'язані з енергією, яка виникає у надрах Землі . До ендогенних процесів відносять тектонічний рух земної кори , магматизм , метаморфізм , сейсмічна активність .
Екзогенні процеси - геологічні процеси , що відбуваються на поверхні Землі та в її приповерхневих шарах (вивітрювання , денудація , абразія , ерозія , діяльність льодовиків , підземних вод ); зумовлені, головним чином, енергією сонячної радіації, силою тяжіння і життєдіяльністю організмів; тісно пов'язані з ендогенними процесами. Протилежне - ендогенні процеси . Екзогенний - зумовлений зовнішніми причинами; який утворився на земній поверхні й у верхній частині земної кори під впливом процесів вивітрювання, діяльності води й організмів (про мінерал і мінеральний комплекс ).
Процеси, що впливають на формування твердої оболонки Землі по своєму положенню щодо її поверхні підрозділяються на ендогенні й екзогенні.
Ендогенні процеси протікають в умовах високих температур і тисків. Гравітаційне поле Землі і сили обертання можуть впливати на форму планети, викликати вертикальні і горизонтальні переміщення фрагментів літосфери різної щільності, процеси діапіризму і т.д.
Для рельєфоутворення найбільше значення мають механічні рухи літосфери, магматизм і метаморфізм. Один з найважливіших результатів - формування первинних нерівностей твердої поверхні Землі - тектонічно обумовлених підняттів і западин. Екзогенні процеси поділяються на 3 групи: вивітрювання, денудація (знос) і акумуляція (нагромадження). Денудація й акумуляція по ефекті впливу на рельєф є що нівелюють. Під ендогенними рельєфоутворюючими факторами розуміються процеси, обумовлені внутрішнім розвитком літосфери і нерівності земної поверхні, що створюють, в умовах приповерхнього гравітаційного полючи Землі і під впливом її рухів у просторі. Структурні форми, виражені в рельєфі - полігенні утворення, тому що завжди в різному ступені перекручені екзогенними процесами.
Ендогенні й екзогенні процеси діють на земну поверхню одночасно, але з різною інтенсивністю в часі й просторі . При провідному значенні ендогенних процесів виникають переважно великі, структурні форми рельєфу суші, дна морів й океанів. Утворення найбільших (планетарних) форм пов'язане також із силами космічного характеру - обертанням Землі, сонячно-місячним тяжінням тощо. Екзогенні процеси звичайно формують дрібніші, скульптурні форми, ускладнюючи ними форми великого масштабу. Залежно від переважання того або іншого екзогенного фактора розрізняють:
флювіальні форми, зобов'язані своєю появою роботі річок і тимчасових потоків;
льодовикові, обумовлені діяльністю сучасних і древніх льодовиків ;
мерзлотні (кріогенні);
аридні, у створенні яких головну роль грають процеси фізичного вивітрювання , робота вітру та інші.
Області тектонічного підняття й опускання зазнають протилежного по морфологічній спрямованості впливу з боку зовнішніх процесів: піднесені й ділянки, що піднімаються, земної кори розчленовуються, зрізуються зверху й з боків, тобто піддаються денудації , а знижені й ті, що опускаються, заповнюються продуктами руйнування й зносу, тобто є областями акумуляції .
Перевага тектонічних підняттів над сукупним впливом зовнішніх сил призводить (згідно з В. Пенком ) до висхідного розвитку рельєфу, для якого характерне збільшення абсолютних і відносних висот, глибини розчленовування, крутості схилів; при висхідному розвитку рельєфу енергійно протікають процеси річкової ерозії й денудації. Приклад висхідного розвитку рельєф - високогірний тип рельєфу, властивий молодим гірським країнам (Альпам , Гімалаям ). Перевага деструктивних екзогенних факторів веде до руйнування позитивних елементів рельєфу, до його спадного розвитку: зменшення абсолютних і відносних висот, появи ввігнутих форм схилів, ослаблення процесів ерозії й денудації. У гірських країнах спадному розвитку відповідає середньовисотний тип рельєфу (Урал , Аппалачі ). Середньовисотні гори, знижуючись, переходять у низькогірський тип рельєфу (наприклад, окремі масиви Казахського дрібносопковика ); на кінцевій стадії спадного розвитку рельєфу формується майже рівнина, або пенеплен .
Якщо відбувається тектонічне опускання, то залежно від інтенсивності впливу зовнішніх сил виникаючі депресії рельєф або збільшуються в розмірах, або вирівнюються завдяки нагромадженню принесеного з боку пухкого матеріалу.
Із плином геологічного часу співвідношення рельєфотворчих факторів на кожній ділянці земної поверхні неодноразово змінюється, накладаючи відбиток на характер рельєфу. Сучасний рельєф суші включає різновікові елементи зі слідами й висхідного, і спадного розвитку, тому для правильного розуміння рельєфу його прийнято розглядати в палеогеографічному аспекті. Так, показником зміни в часі висхідного й спадного розвитку рельєф у горах служить ярусність, вивчення якої сприяє з'ясуванню історії розвитку гірської країни в цілому.
Комбінація й відносна роль у рельєфотворенні того або іншого екзогенного фактора залежать від клімату . У зв'язку із цим розміщення на Землі форм рельєфу, створених головним чином при участі екзогенних процесів, підкоряється закону географічної зональності . У межах рівнинних країн суші чітко простежуються морфокліматичні зони, що відповідають територіальній диференціації сучасних екзогенних процесів.
Тема 5. Як формується морський берег? Що таке "абразія"?
Хвилі, впливаючи на береги, з одного боку, руйнують їх, а з іншого боку сприяють акумуляції матеріалу, формуючи широкі й протяжні пляжі.
Якщо хвиля підходить до стрімчастому берегу й пляжі відсутні або вони дуже вузькі, то вона всією своєю масою обрушується на берег, руйнуючи його під впливом ряду факторів:
1) удару багатонною масою води, що містить пісок, гальку й навіть валуни;
2) стиску повітря в порах і порожнинах породи, що розриває їх, подібно вибуховій речовині. Сила удару великих хвиль досягає десятків тонн на м2, що здатне зруйнувати міцні породи й бетонні спорудження набережних, пристаней, молів. Багаторазові удари хвиль зрештою вибивають нішу в підставі крутого берега, називану хвилеприбійної. Коли ніша стає занадто глибокою - навислі над нею частини крутого схилу обрушуються, уламки роздрібнюються хвилями і перетворюються в гальку й пісок. У теж час починає формуватися нова хвилеприбійна ніша й берег відступає.
Крім руйнівного, дії хвилі приводять до акумуляції опадів, доутворенню пляжів. хвиля, Що набігає, несе із собою гальку й пісок, які залишаються на березі при відступу хвилі. Хвиля руйнується при глибині прибережного дна в 1,5 разу більше висоти хвилі й швидкість набігання хвилі в цей момент різко зростає.
Будова пляжу: 1 - верхній пляж; 2 - нижній пляж; 3 - береговий вал; 4 - підводний бар.
Улітку пляж розширюється, узимку скорочується
Короткі й високі хвилі, набігаючи на змілілий беріг, забруднюються на глибинах у перші метри, відкладаючи піщаний матеріал під водою у вигляді підводного піщаного вала, що, руйнуючись, згодом може примкнути до пляжу. Підводні вали добре маркіруються хвилями, що розбиваються над ними. Іноді підводний акумулятивний вал, виростаючи, виступає з води, простягаючись паралельно берегу іноді на десятки км. Такі вали називаються барами. Класичним прикладом протяжного на 200 км баром, є Арабатська стрілка в Східного узбережжя Криму, що відокремлює Азовське море від Сиваської затоки.
Бари відшнуровують від океану простір води, називають лагуною.
Якщо хвилі низькі і довгі, то набігаючи на берег і, несучи із собою пісок і гальку, вони формують пляж або, точніше, нижній пляж, у якого добре виражений верхній уступ і фас пляжу. У зимовий час, коли часто штормить, а висота хвиль збільшується утвориться верхній пляж з декількома уступами або бермами й підводний вал при цьому переміщається ближче до берега, а влітку, при більше спокійному океані й невисоких хвилях, підводний вал відступає мористее. З боку моря берма обмежена чітким уступом, який називається гребенем берми. Це лінія найвищого заплескоту хвиль при нормальному хвилюванні в 3-4 бала.
Пляжі бувають не тільки піщані, вони можу бути утворені галечниками,
валунами, роздробленим ракушняком, вапняним біогенним матеріалом, як, наприклад, на пляжах тропічної зони. Піски на пляжах особливо на фасах, як правило, добре відсортовані, на бермах - гірше. У відкладеннях пляжу розвинена майже горизонтальна шаруватість, а в барах і підводних валах коса шаруватість.
Поводження піску й гальки на пляжі визначається характером набігання хвилі. Якщо хвилі йдуть перпендикулярно берегу, то пісок рухається нагору й униз по однієї лінії, при цьому за зоною прибою виникають вздовж берегового плину, які вертаються в океан у вигляді вузької смуги - сулоя - скороминучої - 2 м/с води, згасаючої за прибійною зоною. Там, де сулой зустрічається із хвилями за зоною прибою, відбувається забурунювання хвиль, тому такі ділянки добре видні.
Абра́зія (лат. abrasio - зіскоблювання) - процес руйнування берегів і знесення гірських порід у береговій зоні водойм хвилями і прибоєм. Суттєва абразія характерна для великих водойм - океанів , морів , озер чи великих водосховищ. Швидкість абразії залежить від геологічної будови берегів та сили прибою; крім того, вона зростає, якщо піднімається рівень моря або опускається узбережжя шириною кілька метрів.
магнітне поле геологічний порода
В результаті абразії створюються специфічні форми рельєфу; абразійні уступи (кліфи), хвилеприбійні ніші, підводні абразійні тераси або платформи (бенчі) та інші. Довжина абразійних ділянок на берегах водоймищ земної кулі біля 400 тисяч кілометрів (51 % загальної довжини). У середньому з кліфів у водоймища надходить 3,45 млрд м3 уламкового матеріалу на рік, з бенчів - 7,4 млрд м3. Пісок, галька, ґравій та інші, які виникають при абразії, утворюють різноманітні берегові і підводні форми рельєфу (коси, пересипи тощо), з якими пов’язані прибережно-морські розсипи та родовища будівельних матеріалів. При розробці прибережних покладів ґравію і піску необхідно погоджувати масштаби їх видобутку з швидкістю надходження уламкового матеріалу.
Тема 6. Що входить в поняття "елементи рельєфу"?
До елементів рельєфу відносяться поверхні, лінії і точки, які складають форми рельєфу.
Поверхні утворюють форми рельєфу. Вони можуть бути горизонтальними, нахиленими, випуклими, вогнутими і складеними. Лінії являються результатом пересіченої поверхні. Відрізняють лінії водороздільну, водозливну, підошвену, зливну. До характерних точок відносять вершини (найбільша висота на даній ділянці місцевості), перевальні (дно знижень гребнів хребтів), устеві (устя річок) і донні (найбільш низькі точки зниження рельєфу).
На будь-якій ділянці земна поверхня являє собою нескінченне чергування підйомів та знижень, які утворюють опуклі та увігнуті об'ємні тіла, що називаються формами рельєфу.
За своїми особливостями форми рельєфу можуть бути замкнутими (горб, западина) або відкритими (яр, балка), додатними (підняття) або
29-04-2015, 00:44