Верховодкой называют временные скопления подземных вод в зоне аэрации. Эта зона располагается на небольшой глубине от поверхности, над горизонтом грунтовых вод, где часть пор пород занята связанной водой, другая часть – воздухом. Верховодка образуется над случайными водоупорами (или полуводоупорами), в роли, которых могут быть линзы глин и суглинков в песке, прослойки более плотных пород. При инфильтрации вода временно задерживается и образует своеобразный водоносный горизонт. Чаще всего это бывает связанно с периодом обильного снеготаяния, периодом дождей. В остальное время вода верховодки испаряется и просачивается в нижележащие грунтовые воды. Другой особенностью верховодки является возможность ее образования даже при отсутствии в зоне аэрации каких-либо водоупорных пропластков. В целом для верховодки характерно: временный, чаще сезонный характер, небольшая площадь распространения, малая мощность и безнапорность. В легко водопроницаемых породах, например в песках, верховодка возникает сравнительно редко. Для нее наиболее типичны различные суглинки и лессовые породы. Верховодка представляет значительную опасность для строительства. Залегая в пределах подземных частей зданий и сооружений (подвалы котельные) она может вызвать их подтопление, если заранее не были предусмотрены меры дренирования или гидроизоляции. В последнее время в результате значительных утечек воды (водопровод, бассейны) отмечено появление горизонтов верховодок на территории промышленных объектов и новых жилых районов, расположенных в зоне расположения лессовых пород. Это представляет серьезную опасность, так как грунты оснований снижают свою устойчивость, затрудняется эксплуатация зданий и сооружений. При инженерно-геологических изысканиях, проводимых в сухое время года, верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появление для строителей может быть неожиданным.
Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре.
Сверху грунтовые воды обычно не перекрываются водонепроницаемыми породами, а водопроницаемый пласт они заполняют не на полную мощность, поэтому поверхность грунтовых вод является свободной, ненапорной. На отдельных участках, где всё же имеется местное водоупорное перекрытие, грунтовые воды приобретают местный напор (величина последнего определяется положением уровня грунтовых вод на прилегающих участках, не имеющих водоупорного перекрытия).
Когда буровая скважина или копаный колодец достигают грунтовых вод, их уровень (т. н. зеркало грунтовых вод) устанавливается на той глубине, где они были встречены. Области питания и распространения грунтовых вод совпадают. Вследствие этого условия формирования и режим грунтовых вод обладают характерными особенностями, отличающими их от более глубоких артезианских вод: грунтовые воды чувствительны ко всем атмосферным изменениям.
В зависимости от количества выпадающих атмосферных осадков поверхность грунтовых вод испытывает сезонные колебания: в сухое время года она понижается, во влажное - повышается, изменяются также дебит, химический состав и температура грунтовых вод.Различия условий формирования грунтовых вод обусловливают зональность их географического распределения, которая тесно связана с зональностью климата, почвенного и растительного покрова.
В лесных, лесостепных и степных районах распространены пресные (или слабоминерализованные) грунтовые воды; в пределах сухих степей, полупустынь и пустынь на равнинах преобладают солёные грунтовые воды, среди которых пресные воды встречаются лишь на отдельных участках.
Наиболее значительные запасы грунтовых вод сосредоточены в аллювиальных отложениях речных долин, в конусах выноса предгорных областей, а также в неглубоко залегающих массивах трещиноватых и закарстованных известняков (реже в трещиноватых изверженных породах). В низинах, оврагах, долинах и др. отрицательных участках рельефа ниже уровня грунтовых вод происходит их истечение на поверхность в виде родников. Они в значительной степени питают собой пруды, озёра и реки.
Артезианская вода - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.
В отличие от грунтовых вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие являются древними, и их химический состав обычно отражает условия формирования.
Различают артезианский бассейн и артезианский склон. В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания
На освещенной солнцем лицевой стенке почвенного разреза можно легко выделить почвенные горизонты, сменяющие друг друга в вертикальном направлении и отличающиеся по цвету, структуре, механическому составу, влажности и другим признакам. Общий вид почвы со всеми почвенными горизонтами называется строением почвы. Правильное выявление и описание генетических горизонтов возможно только в случае понимания исследователем сущности процессов почвообразования в различных частях исследуемого почвенного профиля. Для облегчения понимания строения почв приведем краткую характеристику функциональных особенностей различных, образующих почву горизонтов.
Почвенный профиль можно условно разделить на четыре функциональных зоны:
аккумулятивную зону (зону накопления, горизонт А),
элювиальную зону (зону вымывания, горизонт А2),
иллювиальную зону (зону "вмывания", горизонт В)
зону, незатронутую почвообразованием (горизонты С и D).
В первой зоне происходят процессы накопления органических остатков, их превращение в гумус и накопление гумуса. Во второй зоне происходит разрушение органических и минеральных веществ и вымывание их в нижележащие слои почвы. В третьей зоне происходит закономерное (слоями) накопление вымытых из второй зоны веществ.Четвертая зона представляет собой не преобразованную почвообразовательным процессом минеральную основу почвы. Таким образом, признаки слоев почвенного профиля определяются, с одной стороны, процессом накопления, трансформации и перемещения сверху вниз органических веществ, а с другой стороны - изначальным составом минеральной части почв и процессами, связанными с ее преобразованиями.
В первой функциональной зоне почвы выделяются два слоя: верхний - органогенный слой (горизонты А0, Ад, Т,П), состоящий из органических остатков растений и животных, и нижний (горизонты А или А1) - состоящий из органических и минеральных веществ, причем органическое вещество представлено гумусом. Верхний, органогенный слой почвы, в зависимости от условий почвообразования может быть представлен: в сухих условиях горизонтами А0 или Ад, а во влажных условиях - торфяным Т или перегнойным П.
Нижний слой первой функциональной зоны почвенного профиля представлен либо горизонтом А - или гумусово-аккумулятивным (если процесс накопления гумуса в почве преобладает над процессами его разрушения и вымывания), либо горизонтом А1 - или гумусово-элювиальным (если наряду с накоплением гумуса выражен еще и процесс его разрушения и вымывания). Ко второй функциональной зоне почвы относится горизонт А2 – элювиальный (горизонт вымывания). Это горизонт, из которого в процессе почвообразования выносится ряд веществ в нижележащие горизонты или за пределы почвенного профиля. В результате этот горизонт обедняется глинистыми минералами, полуторными окислами и относительно обогащается кремнеземом. Это сильно осветленный, бесструктурный или слоеватый рыхлый горизонт. В разных типах почв элювиальный горизонт имеет различное наименование (подзолистый - в подзолистых и дерново-подзолистых почвах, осолоделый - в солодях).
В третьей функциональной зоне почвенного профиля, как уже говорилось ранее, происходит послойное накопление вымытых из второй зоны веществ. Горизонты, входящие в эту часть почвы, обозначаются индексомВ и называются иллювиальными. В них частично откладываются вещества, которые вымываются из почвенных горизонтов, расположенных выше, а иногда приносятся боковым током почвенно-грунтовых вод с повышенных элементов рельефа.
Четвертая функциональная зона почвенного профиля может быть представлена одним или несколькими горизонтами, в зависимости от однородности свойств минеральной основы почвы на разных глубинах.
Чаще всего выделяют два горизонта (сверху вниз) материнскую (С) и подстилающую породы (D).
Загрязнение поверхностных вод на всех участках происходит за счет поступления загрязняющих веществ с поверхности, то есть инфильтрации в водоносные горизонты сточных вод из приемников жидких отходов, либо атмосферных осадков через твердые промот-ходы с выносом растворенных загрязняющих веществ в подземные воды. Загрязнению подвержены водоносные горизонты, залегающие в районе размещения техногенных объектов первыми и вторыми от поверхности земли. В большинстве случаев установленные очаги загрязнения подземных вод связаны с промышленностью, на их долю приходится 51% Источником загрязнения подземных вод могут быть атмосферные осадки, загрязняющиеся на территориях, занятых промышленными отходами, солеотвалами, на участках хранения нефтепродуктов, сырья и готовой продукции предприятий химической промышленности, складов ядохимикатов и удобрений.
При бурении кустовых и одиночных скважин источником загрязнения подземных вод могут стать утечки отходов бурения и буровые растворы из шламовых амбаров, емкостей и накопителей вследствие плохой изоляции.
Железнодорожный транспорт постоянно воздействует на природную среду.
Уровень воздействия может лежать в допустимых равновесных и кризисных
границах.
Характер воздействия транспорта на окружающую среду определяется
составом техногенных факторов, интенсивностью их воздействия, экологической
весомостью воздействия на элементы природы. Техногенное воздействие может
быть локальным от единичного фактора или комплексным – от группы различных
факторов, характеризующихся коэффициентами экологической весомости, которые
зависят от вида воздействия, их характера, объекта воздействия.
Факторы воздействия объектов железнодорожного транспорта на окружающую
среду можно классифицировать по следующим признакам: механические (твердые
отходы, механическое воздействие на почвы строительных, дорожных, путевых и
других машин); физические (тепловые излучения, электрические поля,
электромагнитные поля, шум, инфразвук, ультразвук, вибрация, радиация и
др.); химические вещества и соединения (кислоты, щелочи, соли металлов,
альдегиды, ароматические углеводороды, краски и растворители, органические
кислоты и соединения и др.), которые подразделяются не чрезвычайно опасные,
высоко опасные, опасные и малоопасные; биологические (макро- и
микроорганизмы, бактерии, вирусы).
Трещиноватость массива горных пород — одна из важнейших характеристик, влияющая практически на все процессы горного производства. модель массива, нарушенного системами трещин, дает возможность наглядно и с достаточной степенью точности оценить напряженно-деформированное состояние трещиноватого массива, определить его обобщенные механические свойства, обеспечив тем самым возможность проектирования и строительства сооружений, взаимодействующих с таким массивом. оценка влияния трещин на массив скальных пород является одной из основных задач геомеханики. Отрицательное влияние трещиноватости горных пород состоит в понижении устойчивости массивов горных пород. Прочностные характеристики массива трещиноватых горных пород повышают цементацией,
силикатизацией, битумизацией и смолоинъекционным упрочнением
Землетрясения — подземные толчки и колебания поверхности Земли, вызванные естественными причинами (главным образом тектоническими процессами) или искусственными процессами (взрывы, заполнение водохранилищ, обрушением подземных полостей горных выработок). Небольшие толчки могут вызывать также подъём лавы при вулканических извержениях.
Сильные землетрясения оставляют множество следов, особенно в районе эпицентра: наибольшее распространение имеют оползни и осыпи рыхлого грунта и трещины на земной поверхности. Характер таких нарушений в значительной степени определяется геологическим строением местности. При сильных землетрясениях вода, жидкая грязь или песок могут фонтанами выбрасываться из грунта. При смещении по разломам происходят повреждения автомобильных и железных дорог, зданий, мостов и прочих инженерных сооружений. Однако качественно построенные здания редко разрушаются полностью.
Магматические горные породы — горные породы, сформировавшиеся в результате застывания прорвавшегося в слои земной коры или на земную поверхность вещества мантии.
К важнейшим характеристикам магматических пород относятся: структурно-текстурные особенности, химический состав, минеральный состав.
Существует несколько видов классификаций магматических горных пород по составу. В основу каждой из них обычно положена оценка содержания в породе того или иного оксида. Чаще всего разделение магматических горных пород проводится по содержанию в них кремнезёма SiO2 и щелочей (Na2O + K2O).
Породообразующие минералы магматических горных пород это, главным образом:
-оливины,
-пироксены,
-амфиболы,
-слюды,
-полевые шпаты и фельдшпатоиды,
-кварц.
По глубине кристаллизации плутонические (интрузивные) магматические горные породы подразделяются на абиссальные и гипабиссальные; в соответствии с этим породы обладают рядом структурных и текстурных особенностей. Абиссальные горные породы - продукты глубинной кристаллизации магмы. Гипабиссальные магматические горные породы- малоглубинные, по структурно-текстурным особенностям являются переходными от плутонических горных пород к вулканическим. К гипабиссальным относятся и многие жильные породы.
Эффузивные горные породы по степени сохранности (и вне зависимости от геологического возраста) подразделяются на кайнотипные (обычно содержат неизмененное вулканическое стекло) и палеотипные.
Эффузивные и интрузивные породы одного ряда не всегда являются полными аналогами. Для некоторых плутонитов эффузивных аналогов нет.
Магматизм — термин, объединяющий эффузивные (вулканизм) и интрузивные процессы в развитии складчатых и платформенных областей. Под магматизмом понимают совокупность всех геологических процессов, движущей силой которых является магма и её производные.
Грани́т — кислая магматическая интрузивная горная порода. Состоит из кварца,плагиоклаза, калиевого полевого шпата и слюд — биотита и/или мусковита. Граниты очень широко распространены вконтинентальной земной коре. Эффузивные аналоги гранитов — риолиты. Плотность гранита — 2600 кг/м³, прочность на сжатиедо 300 МПа.
База́льт — основная эффузивная горная порода нормального ряда, самая распространённая из всех кайнотипных пород.
Палеотипными аналогами базальта являются диабаз и базальтовый порфирит. Интрузивными аналогами базальта являютсягаббро, габбро-нориты, нориты, троктолиты.
Обычно базальты это тёмно-серые, чёрные или зеленовато-чёрные породы, обладающие стекловатой, скрытокристаллической афировой или порфировой структурой