Занимательная инженерная геология (Ларионов) 1974 год - печать СССР

Скачать Советскую научную и учебно-техническую литературу

Занимательная инженерная геология (Ларионов) 1974 

Назначение: Настоящая книга рассказывает о грозных геологических явлениях, о путях покорения человеком природы, о поисках и неудачах об успехах и ошибках. Ее главная задача — ознакомить широкий круг читателей с читателей с молодой наукой - инженерной геологией.

Первые два издания быстро разошлись, что свидетельствует о значительном интересе читателей к настоящей книге.

«Занимательная инженерная геология» не только имеет познавательное значение, но и оказывает помощь молодежи в выборе профессии. Она, несомненно полезна геологам и строителям, в той или иной степени соприкасающимся с решением инженерно-геологических задач.

Третье издание книги подверглось некоторой переработке и дополнениям, связанным с развитием инженерной геологии.

© "Недра" Москва 1974

Авторство: Анатолий Константинович Ларионов

Формат: PDF, Размер файла: 16.4 MB

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие , 5

ПРЕЖДЕ ЧЕМ СТРОИТЬ

Прочна ли поверхность Земли   . 8

Биография грунтов 14

Роль биографии грунтов в строительстве 17

ИНТЕРЕСНЫЕ ГРУНТЫ

Поговорим о песках ........ 20

Путешествие песчинки . . 20

Почти кругосветное плавание . .   . 23

По воздуху и вприпрыжку   . 25

Бич побережий .   23

Моря песка . * 30

Как остановить движение песка? ......... 33

Двуликий Янус * . * 37

Дом, построенный на песке    37

Поразительный опыт 41

ОТКРЫТЬ:  оглавление полностью...

Поющие, лающие, всхлипывающие Пески, наводящие ужас .... Как образуются зыбучие пески? Плывущие и текущие ..... Выручила ржаная мука .... Грунт плывет

Загадочные пески 44

Катастрофические потоки грунта 56

Как образуются плывуны? ' 53

Какое давление может выдержать плывун? .].'** 62

Можно ли бороться с плывунами? * * 63

На помощь приходит мороз 67

Мысль человека работает 69

Глинистые грунты. Глины 71

"Невидимые" минералы 71

Коварные свойства глин . 74

Падающая башня ,. 76

Трещит, а держится 79

Удивительная история . . . . ........ 80

"Растворяющаяся" порода 82

Спор, продолжающийся 140 лет ж 82

Поразительное действие воды 85

Неприятные казусы    86

Провалы поверхности в лёссах 90

Почему лёссы дают просадки? 91

С просадками можно бороться 94

"Огненный" меч 95

Другие пути борьбы с просадками 97

Взрыв в Голодной степи    99

Конфуз помог   101

Самые слабые . . ЮЗ 

Мягкий, как подушка   103

Совсем жидкий грунт 105

Загадка Мехико . . , . . 105

ЗЕМЛЯ СОДРОГАЕТСЯ

Наблюдения и факты ......... 110

120 сотрясений поверхности в час 110

Таинственные явления 113

Когда больше выделяется энергии - при атомном взрыве

или землетрясении? ........ 115

Что же сотрясает Землю? 116

Можно ли землетрясение, происходящее в Австралии,

обнаружить в Москве? * , . . 119

Гибель городов и стран . 121

Максим Горький рассказывает , , . 123

Катастрофа в Греции . . . * 123

Свидетельство Марка Гвена 124

6 октября 1948 г. в Ашхабаде   125

26 апреля 1966 г. в Ташкенте 126

Бывают ли землетрясения в Москве 127

Внимание! Цунами! , 128

Можно ли предсказать землетрясение? 131

Когда можно ожидать землетрясение? 133

Поиски, поиски, поиски * 134

Бури наклонов и шепот пород 136

Предсказание цунами 137

Один удар - разные последствия 139

Где больше сила удара; на гранитной скале или на песке? 139

Факты подтверждают теорию . . . . * 141

Строители находят выход . 142

Опыт зодчих древности . . " 145

Как строят дома, не боящиеся землетрясений? ... 147

"Подвешенный" дом ..... 148

Возможна ли борьба с цунами? 149

Несколько слов о малых сотрясениях поверхности . . 150

Человек использует для своих целей сотрясения земли . 151

ЭКЗОГЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ, СВЯЗАННЫЕ С НИМИ

Оползни       154

По пожелтевшим страницам летописи 154

Оползни в Саратове 156

"Вулкан" в Саратове 157

Волгоградские оползни 159

Бич Черноморского побережья 151

Катастрофические оползни   165

Неприятные сюрпризы 166

Почему возникают оползни? 158

Вода - враг склонов 171

Вода подмывает и перерабатывает берега 172

Предупреждение оползания 177

Можно ли задержать размыв берегов? 180

Можно ли удержать оползень? 182

Грандиозные обвалы и лавины   186

Обуздание горного дьявола 189

Как возникают обвалы? 190

Способы борьбы с обвалами 192

Берегись! Лавины! 193

Как образуются лавины? 195

Каменные и грязевые потоки 198

Потоки и реки из каменного материала 198

Каменная река из скал 202

Грязевые потоки   203

Катастрофа в Лос-Анжелесе 203

Алма-Атинский сель   205

Борьба с селями 206

Мир подземных дворцов 208

Вода-строитель 208

По пути водяной струйки 211

Вода "съедает" породу 213

Неутомимая труженица 215

Подземный мир 219

Большие и малые пещеры 222

Пропасти 224

Поющие горы 227

Текущие вспять реки и исчезающие озера 228

Великолепие подземного мира 229

Благоустроенные пещеры 232

Ледяные пещеры   234

В недрах Кунгу рекой пещеры 236

Провалы поверхности 239

"Полуостров" на суше 242

Как образуются провалы поверхности? 243

Подземные горные выработки и поверхность земли . . 245

Как строить в карстовых районах? 245

Как определяют наличие пустот? 248

Холод в земле 251

"Вечная мерзлота" 251

Есть ли мерзлота на юге? 254

Три "этажа"   256

Ледяной панцирь 259

Бугры-булгунняхи 261

Другие явления, связанные с мерзлотой 263

"Вечная мерзлота" побеждена 264

Природа в опасности 267

Цивилизация и природа 267

Куда девать мусор?   269

Землетрясение вызывается человеком 271

Город и среда 273

Будущее инженерной геологии (Вместо послесловия) .... 275

Рекомендуемая литература 277

Скачать бесплатно научно-учебно-техническое издание времен СССР - Занимательная инженерная геология (Ларионов) 1974 года

СКАЧАТЬ PDF

ОТКРЫТЬ: - отрывок из КНИГИ...

 СТРОИТЕЛИ НАХОДЯТ ВЫХОД

Подземные толчки, даже одинаковой силы и на одних и тех же грунтах, могут вызывать разные разрушения.

Это обстоятельство было известно уже древним грекам. Но объяснить его они не могли.

В средние века невежественные церковники объясняли сохранение одного и разрушение другого, рядом стоящего дома проявлением "воли бога".

Сейчас мы знаем, что характер разрушения построек зависит от их конструктивных особенностей.

Известны случаи, когда при сравнительно небольших землетрясениях кирпичные или каменные здания получают сильные повреждения, в то время как в соседних, иногда менее прочных постройках, не обнаруживается даже тонких трещин.

Это с первого взгляда непонятное явление возникает вследствие резонанса.

Вспомним элементарную физику. Известно, что если толкнуть свободно висящий маятник, то он начнет качаться, или, как говорят, 

начнет совершать свободные колебания, характер которых зависит от его размера и веса. Если после этого толчок не возобновить, то колебания через некоторое время прекратятся. Чтобы они продолжались, необходимо толчки периодически повторять. В этом случае колебания будут зависеть не только от характера маятника, но и от внешней силы, поэтому они будут не свободными, а вынужденными.

Если толчки маятнику будут сообщаться через промежутки времени, равные его собственному периоду колебания, то размах колебания маятника начнет быстро возрастать. Это явление и представляет собой резонанс.

Таким образом, для возникновения резонанса необходимо совпадение частоты воздействий внешней силы с собственными колебаниями того или иного предмета.

Крупнейший русский механик А. Н. Крылов рассказывает: "... Кажется во времена наполеоновских войн в Испании, через какой-то мост шел отряд войска, твердо отбивая шаг... Мост был цепной, лихо отбиваемый шаг как раз пришелся в такт с периодом колебаний моста, размахи увеличились настолько, что цепи оборвались и мост обрушился в реку... Лет тридцать тому назад в тогдашнем Петербурге был через Фонтанку цепной мост, который назывался Египетским, шел через него эскадрон гвардейской кавалерии, не помню какого полка, лошади, хорошо обученные особенно стройному церемониальному маршу, шли в ногу, отлично отбивая шаг, который и совпал в такт с колебаниями моста - цепи лопнули, мост обрушился в воду, погибло чуть ли не 40 человек..."

Вернемся к землетрясениям. Если при землетрясении частота сейсмических колебаний совпадает с частотой собственных колебаний дома, возникает явление резонанса В таких случаях здания даже при слабых толчках могут получить сильные повреждения.

Известны случаи, когда в результате резонанса кирпичные дома рассыпались чуть ли не до кирпичиков.

Современный инженер, проектирующий здания в районах землетрясений, рассчитывает размеры, конструкцию и вес зданий так, чтобы их собственные коле- 

 

бания были значительно больше или меньше сейсмических колебаний.

Характер воздействия подземного толчка зависит не только от его силы, но и от угла, под которым приходит сейсмическая волна к поверхности земли.

Иногда сильные вертикальные удары, приходящие из недр земли, мало опасны для домов. С другой стороны, даже небольшой подземный толчок, пришедший под углом к поверхности, может вызвать значительные разрушения.

Дело в том, что сила подземного удара может быть по правилу параллелограмма разложена на две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Самой опасной для построек является часть силы, действующая по горизонтали (рис. 67). Именно ее воздействие является причиной опрокидывания труб и обрушения стен.

Помимо растрескивания, обрушений, она вызывает иногда вращение отдельно стоящих предметов: скульптур, памятников, обелисков (рис. 68).

Часты случаи, когда при землетрясениях скульптуры поворачиваются на 180 градусов. Вот почему строители при проектировании построек все расчеты ведут с учетом действия горизонтальной составляющей.

Н4 

История борьбы человека с последствиями землетрясений берет свое начало в глубине веков. Древние зодчие достигли успехов в создании устойчивых при землетрясении построек, или, как их называют, антисейсмических сооружений.

Высокого искусства такого строительства, основанного на опыте многих поколений, достигли среднеазиатские строители.

Исследователь истории антисейсмического строительства в среднеазиатских республиках Н. М. Бачинский пишет, что старые зодчие Средней Азии были убеждены в том, что у человека нет средств противостоять мощи землетрясений, что только эластичные строительные материалы и конструкции являются действенными антисейсмическими факторами. Строительство X-XVI вв. в этих районах велось из обожженного кирпича, скрепляемого местным алебастром, носящим название "ганча". Ган- ча - эластичный и упругий раствор, придающий антисейсмичность постройкам.

Среднеазиатские зодчие пользовались и еще одним оригинальным способом повышения устойчивости сооружений: устройством под фундаментами подушек из чистой глины. Такие подушки высотой 60-80 сантиметров укладывались на дно котлована, а уже на них возводился фундамент. Они создавали требуемую упругость и эластичность основания.

Оригинальный антисейсмический фундамент устроен под мавзолеем султана Санджара в Мерве. Он не расширяется, как обычно, с глубиной, а, наоборот, представляет собой усеченный конус, повернутый вершиной вниз.

Много построек III-VII вв. в Средней Азии возведено на песке, на камышовых подушках. Последние представляют собой слой камыша, укладываемого поверх кирпичной кладки, выведенной на поверхность земли. На таких подушках возводились стены. Присутствие слоя камыша давало возможность независимого перемещения фундамента и надземной части постройки.

Среднеазиатские зодчие совершенно исключили из своего строительства неустойчивые каменные колонны, но зато большое распространение получили оригинально устроенные деревянные колонны (рис. 69). 

Народы Средней Азии с древних времен широко используют для жилых домов каркасные деревянные стены (рис. 70).

Во всех этих случаях опасность возникновения резонанса резко уменьшается; мудрость народных зодчих помогла сохранить до наших дней такие высокохудожественные постройки, как мавзолей Фарх ад-пин Рази в Куня-Ургенче Туркменской ССР, построенный в XI в., мечеть в Чор-Бахре в Узбекской ССР и сотни других монументальных зданий (рис. 71). Они оказались сильнее землетрясений.

Инсянская пагода, возведенная в 1056 г. в провинции Шаньси (КНР) на месте частых и разрушительных землетрясений, достигает высоты 64 метра. Она нерушимо стоит более 900 лет, невзирая ни на какие сотрясения земли. Китайские зодчие создали высокоустойчивый тип здания "дянь" - одноэтажный четырехугольный павильон. Он строится из деревянных стоек и балок, устанавливаемых на прочном каменном фундаменте. Стены являются только перегородками и не играют никакой роли

в создании прочности всего здания. Мы сейчас знаем, что подобная каркасная форма является одной из самых устойчивых при землетрясениях.

Опыт антисейсмического строительства народов Востока тщательно изучается учеными и используется для создания современных сейсмостойких построек.

КАК СТРОЯТ ДОМА,

НЕ БОЯЩИЕСЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ:

Наука сумела вооружить строителей всеми необходимыми знаниями для возведения прочных и безопасных сооружений.

Созданы специальные правила, нормы и конструктивные схемы для постройки домов в районах, подверженных землетрясениям.

Опыт показывает, что наиболее сейсмостойкими являются дерево и железобетон. Несравненно хуже ведет себя кирпичная кладка. Самыми плохими материалами для строительства в условиях возможных подземных толчков являются саман, необожженный глиняный кирпич и некоторые другие местные материалы.

Для строительства желательно выбирать участки, сложенные прочными породами: известняками, песчаниками, плотными маловлажными глинами и др. Желательно, чтобы грунтовые воды залегали как можно глубже от поверхности.

Архитекторы и строители, создавая постройки, должны стремиться к возможно простым очертаниям их в плане, без всяких входящих углов. Нельзя строить очень высокие дома. Если на территории строительства возможно 9-балльное землетрясение, то каркасные дома лучше всего строить трех-, максимум четырехэтажные. Высота железобетонных сооружений должна быть не более 30 метров.

Для повышения "жесткости" сооружения дома снабжаются прочными железобетонными каркасами, междуэтажными железобетонными поясами (их также называют антисейсмическими поясами), охватывающими и скрепляющими здания по периметру.

В некоторых случаях под фундаментами устраиваются песчаные или гравийные подушки.

"ПОДВЕШЕННЫЙ" ДОМ

Что, если здание не ставить на фундамент, а подвесить? Такому дому-качелям не страшны никакие землетрясения.

Советский инженер Ф. Д. Золеньков разработал и осуществил проект подобного здания-маятника. Впервые в мире в центре Ашхабада был возведен "подвешенный" трехэтажный дом. Жители, населяющие его, совершенно не замечают этой подвешенное™. Интересно устройство дома. Главное отличие его от других построек заключено в оригинальном устройстве фундамента. Он как бы разрезан на 2 части. Нижняя часть, представляющая собой жесткую железобетонную плиту, неподвижно покоится на грунте. На ней установлены трапециевидные тумбы, на которые положены 2 железобетонные балки. К верхней балке при помощи системы металлических тяжей и пружин подвешена третья балка. Это вторая - подвижная часть фундамента. На нее опираются стены здания. Если такое здание будет испытывать подземные толчки, то нижняя - жесткая часть фундамента будет под их воздействием перемещаться. Верхняя подвешенная часть фундамента в силу инерции тяжести стен, перекрытий, кровли и других надземных конструкций здания будет медленно приходить в движение. При этом часть сейсмического импульса будет гаситься в эластичной пружинно-тяговой подвеске. Даже при сильных землетрясениях жители дома будут ощущать лишь плавное покачивание.

Эта новая антисейсмическая постройка является прообразом будущих сооружений в районах землетрясений.

ВОЗМОЖНА ЛИ БОРЬБА С ЦУНАМИ?

Много бед доставляют цунами побережьям морей и океанов. Казалось бы, что люди бессильны остановить или хотя бы затормозить грозные валы, напоминающие горы, неумолимо движущиеся из недр океана.

Однако и с этим катастрофическим явлением человек может бороться.

Учеными и инженерами были предложены многие способы борьбы с цунами. Среди них большое место занимают механические методы: на пути движения гигантских волн создаются защитные насыпи, железобетонные молы и волноотбойные стенки (рис. 72).

Очень хорошо зарекомендовал себя метод создания искусственных отмелей. Созданная вдоль берегов песчаная отмель не только задерживает движение цунами, но и резко уменьшает зону затопления.

В некоторых случаях для уменьшения разрушительной силы волны сооружаются железобетонные волнорезы, но их действие в большинстве случаев малоэффективно, поэтому дальнейшее строительство их сейчас прекращено.

Широкое применение в Японии получила высадка вдоль берегов лесных полос. С одной стороны, они несколько снижают силу ударов волн, а с другой - задерживают при откапывании волн предметы, увлекаемые ими.

Сейчас ученые работают над созданием новых эффективных способов защиты берегов от разрушительных набегов цунами.

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О МАЛЫХ СОТРЯСЕНИЯХ ПОВЕРХНОСТИ

Имеет ли какое-либо практическое значение для строительства изучение неощутимых колебаний поверхности земли?

На этот вопрос мы должны ответить положительно.

По мере развития науки и техники требования, предъявляемые к основаниям, на которых располагаются высокоточные приборы и механизмы, повышаются.

Вспомните, какая необходима точность при возведении синхрофазотронов или отправлении ракет с поверхности Земли для того, чтобы они достигли того или иного небесного тела.

Во-первых, как известно, производится ускорение заряженных частиц. Такие частицы под действием непрерывно усиливающегося магнитного поля все с большей и большей скоростью мчатся по узкому каналу. Достаточно каналу получить малейший наклон, как несущиеся с космической скоростью частицы могут быть потеряны. Это предъявляет очень высокие требования к основаниям, на которых возводятся синхрофазотроны. При их проектировании принимаются во внимание самые незначительные колебания поверхности, амплитуда которых измеряется сотыми долями миллиметра.

Можно назвать довольно много точных приборов, на которые оказывают действие неощутимые человеком колебания поверхности.

Быстрое развитие науки и техники заставляет нас все больше внимания уделять мелким - микросейсмическим - сотрясениям поверхности земли.

ЧЕЛОВЕК ИСПОЛЬЗУЕТ ДЛЯ СВОИХ ЦЕЛЕЙ СОТРЯСЕНИЯ ЗЕМЛИ

Землетрясения являются извечным врагом человечества. Они приносили в прошлом и приносят сейчас много горя и большой материальный ущерб.

Можно ли сейсмические явления поставить на службу человеку?

Оказывается, можно. Геофизики разработали и широко применяют сейсмические способы разведки полезных ископаемых. Они основаны на изучении распространения сейсмических волн, вызванных искусственными взрывами.

Мы уже знаем, что в разных породах скорость распространения сейсмических колебаний различна. Различие это в распространении волн и используется для целей практики.

Это делается так. В какой-то точке поверхности производится взрыв, который порождает сейсмические волны. На некотором расстоянии устанавливается сейсмограф. При известной длине пути и времени пробега сейсмической волны легко устанавливается скорость распространения сотрясения. Если мы будем менять расстояние между сейсмографом и точкой взрыва, то получим сведения о строении толщи, выясним глубину залегания прочных пород, а также решим ряд других практических задач.

В последнее время особенно успешно сейсмический метод применяется для обнаружения месторождений железных руд.

Этим методом пользуются при исследовании строения грунтовых толщ, при строительстве плотин и промышленных сооружений.

Изучение земных толщ ведется с помощью не только искусственных сотрясений, но используются и могучие естественные подземные удары. Исследуя характер распространения сейсмических волн при землетрясениях, ученые смогли получить данные о внутреннем строении Земли, о наличии в земных недрах слоев разной плотности и разного состава.

Крупнейший русский сейсмолог Б. Б. Голицын по этому поводу говорил, что землетрясения являются своеобразным фонарем, который, вспыхивая на мгновение, освещает нам глубокие недра Земли.

Наконец, наблюдения за колебаниями поверхности земли помогают обнаружить атомные взрывы. Это делает сейсмический метод важнейшей формой контроля над проведением испытаний атомных бомб.

Величественные и грозные проявления могучих подземных сил шаг за шагом познаются человеком. Наука уже накопила большой объем сведений о землетрясениях, научилась регистрировать и оценивать их силу, выявила причины и механизм сотрясений земной коры.

Сейчас мы научились возводить в сейсмических районах прочные и надежные здания и постройки.

Недалек тот день, когда будет создана система предварительного оповещения населения о приближающемся землетрясении, а затем встанет вопрос и о разработке методов борьбы с этими явлениями.

Человек, несомненно, найдет пути для покорения могучих проявлений внутренних сил Земли. 

Расширения для Joomla

В помощь сайту!

С этой книгой читают

Яндекс.Метрика