«Физико-механические свойства мерзлых горных пород»

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано		Утверждаю
Руководитель ООП		Зав. кафедрой ГиИГ проф.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«Физико-механические свойства мерзлых горных пород»

Специальность: 130101 «Прикладная геология»

Специализация: «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания»

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: очная

Санкт-Петербург

2012

1. Цели и задачи дисциплины

Учебная дисциплина «Физико-механические свойства мерзлых горных пород» - дисциплина по выбору рабочего учебного плана подготовки специалистов.

Основная цель образования по дисциплине «Физико-механические свойства мерзлых горных пород» состоит в приобретении студентами основных теоретических и практических знаний о свойствах пород зоны многолетней мерзлоты, необходимых для разработки приемов производства строительных и горных работ и инженерных мероприятий, обеспечивающих устойчивость и долговечность сооружений в сложных геокриологических условиях.

2. Место дисциплины в структуре ООП по направлению подготовки 130101 «Прикладная геология»

Дисциплина «Физико-механические свойства мерзлых горных пород» относится к дисциплине по выбору профессионального цикла образовательной программы.

Содержание дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении дисциплин естественнонаучного и профессионального циклов, а знания, умения и навыки, полученные при её изучении, будут использованы в процессе освоения специальных дисциплин, при прохождении учебных и производственных практик, при подготовке и защите выпускной работы, в профессиональной деятельности.

3. Требования к результатам освоения дисциплины

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих общекультурных компетенций (ОК) выпускника:

- готовность обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути их достижения (ОК-1);

профессиональных компетенций (ПК):

в производственно-технологической деятельности:

- готовность выбирать технические средства для решения общепрофессиональных задач и осуществлять контроль их применения (ПК-11);

- готовность проводить инженерно-геокриологические наблюдения и осуществлять их документацию на объекте изучения (ПК-12);

- готовность осуществлять привязку своих наблюдений на местности, составлять карты, схемы, планы, разрезы инженерно-геокриологического содержания (ПК-13);

в научно-исследовательской деятельности:

- готовность устанавливать взаимосвязи между фактами, явлениями, событиями и формулировать научные задачи по их обобщению (ПК-21);

- умение подготавливать данные для составления обзоров, отчетов и научных публикаций (ПК-25).

В результате изучения дисциплины студент должен:

знать:

- распространение, состав, строение многолетнемерзлых пород (ММП) и в целом мерзлой зоны;

- свойства мерзлых пород в естественном состоянии и их изменение при изменении температурных условий;

- методы и приборы для исследования физико-механических свойств мерзлых пород;

- условия и закономерности взаимодействия различных сооружений с многолетнемерзлыми горными породами;

- принципы использования многолетнемерзлых пород в качестве грунтов основания;

- общие условия строительства и условия разработки твердых полезных ископаемых в зоне многолетней мерзлоты;

уметь:

- грамотно обработать результаты инженерно-геокриологических исследований;

- пользоваться нормативной литературой и выполнять инженерные расчеты;

- прогнозировать мерзлотные геологические процессы и их направленность при инженерном освоении территорий;

- собирать и обрабатывать фондовую и опубликованную геологическую, геохимическую, геофизическую, гидрогеологическую, инженерно-геологическую, геокриологическую, эколого-геологическую, техническую и экономико-производственную информацию;

- ставить цели и формулировать задачи, связанные с реализацией профессиональных функций;

владеть:

- понятийно-терминологическим аппаратом в области инженерного мерзлотоведения;

- приемами производства строительных и горных работ и инженерных мероприятий, обеспечивающих устойчивость и долговечность сооружений в зоне многолетней мерзлоты;

- системными знаниями для принятия проектных и технологических решений при строительстве и эксплуатации различных зданий и сооружений в зоне многолетней мерзлоты;

- методами графического изображения геокриологической информации;

- способностью анализировать и обобщать фондовые геологические, геохимические, геофизические, гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, эколого-геологические, технические и экономико-производственные данные.

4. Объём дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
VII
Аудиторные занятия (всего)	51	51
В том числе:
Лекции	34	34
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	17	17
Самостоятельная работа (всего)	21	21
В том числе:
Контрольная работа
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Коллоквиум
Оформление лабораторной работы	21	21
Вид промежуточной аттестации: зачет и экзамен		Зач.
Общая трудоемкость 72 часов 2 зач. ед.	72	72

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	Строение, состав, свойства мерзлых пород	Границы распространения ММП. Общие понятия и терминология. Компонентный состав ММП. Структурные и текстурные особенности ММП. Физические свойства ММП: влажность, льдистость, плотность, пористость. Теплофизические свойства ММП: теплоемкость, теплопроводность, коэффициент температуропроводности, скрытая теплота плавления/замерзания. Состав и свойства основных компонентов ММП. Внутренние связи в ММП. Зарождение и развитие реологических процессов в ММП. Факторы, обуславливающие нестабильность механических свойств. Прочностные свойства ММП. Прочность смерзания и пучинистость ММП. Деформационные свойства ММП. Виды деформации ММП при сохранении их температуры и при оттаивании.
2	Особенности использования многолетнемерзлых пород в качестве основания и вмещающей среды сооружений	Принципы использования ММП в качестве грунтов основания. Общие условия строительства на мерзлоте. Гидротехнические сооружения в районах распространения мерзлоты. Линейные сооружения на мерзлоте (дороги, аэродромы, трубопроводы). Условия разработки твердых полезных ископаемых в районах развития многолетнемерзлых пород.

5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1	2
1.	Инженерная геодинамика	+	+
2.	Инженерно-геологические изыскания	+	+
3.	Инженерная геология месторождений полезных ископаемых	+	+
4.	Инженерное мерзлотоведение	+	+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лек- ций	Практ. зан.	Лаб. зан.	СРС	Всего часов
1	Строение, состав, свойства мерзлых пород	24	-	4	17	45
2	Особенности использования многолетнемерзлых пород в качестве основания и вмещающей среды сооружений	10	-	13	4	27

6. Лабораторные работы

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика лабораторных работ	Трудо-емкость (час.)
1	1	1. Расчет показателей физических свойств мерзлых пород 2. Расчет показателей теплофизических свойств	4
2	2	1. Расчет нормативной глубины сезонного оттаивания по СНиП 2.02.04-88 2. Расчет нормативной глубины сезонного промерзания по СНиП 2.02.04-88 3. Расчет оснований и фундаментов на ММП 4. Расчет чаши оттаивания под сооружением по СНиП 2.02.04-88 5. Расчет ореола оттаивания вокруг подземного трубопровода	13

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

а) основная литература

1.  Ершов геокриология. – М.: Изд. Моск. ун-та. 2002.

2.  СНиП 2.02.04-88. Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах. – М.: 1990.

3.  СП . Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть IV. Правила производства работ в районах распространения многолетнемерзлых грунтов. М.: 1999.

4.  Механика мерзлых грунтов и принципы строительства нефтегазовых объектов в условиях Севера: Учебник/ , , / Под. ред. . М.: Изд-во «ЦентрЛитНефтеГаз». 20с.

б) дополнительная литература

5.  Инженерная геокриология /Под ред. : Справочное пособие. М.: Недра.1991.

6.  ГОСТ . Грунты. Классификация. М.: 1996.

6. Механика мерзлых грунтов. Высшая школа, 1973.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Методические указания к выполнению самостоятельной и лабораторных работ.

9. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

Рабочая программа предусматривает возможность обучения в рамках традиционной групповой системы обучения.

На практические занятия студенты должны приходить подготовленными, предварительно ознакомившись с материалом по методическим указаниям или иным способом.

Самостоятельная работа должна выполняться студентом в установленный преподавателем срок.

Разработчик:

доцент кафедры гидрогеологии

и инженерной геологии