Инженерная геология (стр. 4 )

Расчетные формулы: число пластичности: JP = WL - WP, где

WL – влажность грунта на границе текучести;

WP – влажность грунта на границе пластичности.

Согласно ГОСТу по числу пластичности грунты подразделяются: если 0,01 < JP < 0,07 – супесь,

если 0,07 < JP < 0,17 – суглинок,

если 0,17 < JP – глина.

Показатель консистенции: JL = (W0-WP)/JP, где

W0– естественная влажность. В соответствие с ГОСТом по показателю консистенции (текучести) грунты подразделяются:

если JL < 0 – твердые,

если 0 < JL < 1 – пластичные,

если JL >1 – текучие.

Линейная усадка: me = (Н-Н1)/ Н, где

Н – начальная высота образца, см.;

Н1 – высота образца после высушивания, cм.

Объемная усадка: mV = (V-V1)/V, где

V – первоначальный объем образца, см;

V1 – объем образца после высушивания, см.

Для вычисления первоначального объема и объема после усадки применяют следующую формулу: V = πd²Н/4, т. к. образец цилиндрической формы, где Н – высота, см; d – диаметр, см.

Практическая работа № 5.

Изучение геологических разрезов.

Задание: изучить геологический разрез и дать его описание по следующему плану:

1) возраст, название горных пород, слагающих территорию;

2) между какими геологическими периодами произошла

тектоническая деформация;

3) название изображенной на разрезе дислокации (линза,

складка, смещение пород и т. д.);

4) какие слои залегают между собой согласно и какие

несогласно;

5) наблюдается ли в разрезе стратиграфический перерыв.

Варианты схематических геологических разрезов:

Практическая работа № 6.

Построение и описание геологических разрезов.

Задание: по геологической карте масштаба 1:2000 построить геологический разрез по линии 1-1, приняв вертикальный масштаб 1:100, горизонтальный 1:2000. После построения дать письменные ответы на вопросы:

1) какая форма залегания осадочных горных пород

представлена в разрезе?

2) каков геологический возраст каждой литологической

разности горных пород, развитых в пределах карты?

3) на какие периоды пришелся стратиграфический перерыв?

Порядок построения геологического разреза: на горизонтальной

линии отмечают начало и конец разреза в принятом масштабе. У начала разреза в заданном масштабе строят вертикальную шкалу абсолютных отметок в пределах, встречающихся на карте. Далее строят топографический профиль путем переноса точек пересечения горизонталей с линией разреза в плоскость координат и их плавного соединения. На полученный топографический профиль проектируют стратиграфические границы слоев, попадающих в разрез, и карандашом справа и слева от стратиграфических границ отмечают индексами возраст пород. Проведение границ слоев начинают с линий, имеющих максимальное количество точек на топографическом профиле. Размытую часть границы показывают пунктиром. В заключении штриховкой обозначают литологический состав пород, индексами – возраст.

Варианты геологических карт:

Практическая работа № 7.

Описание геологического разреза речной долины или

прибрежной полосы моря.

Задания: 1) изучите геологический разрез;

2) выделите основные элементы речной долины или морского побережья в поперечном разрезе с указанием их на схеме;

3) объясните возможные условия их образования

(подъем, опускание, боковая эрозия, накопление отложений и т. д.);

4) какие геологические процессы преобладали в разные

периоды формирования речной долины или прибрежной полосы?

Варианты поперечных разрезов речных долин и морских побережий:

Практическая работа № 8.

Расчет основных количественных показателей селей и обвалов.

Задание: вычислить основные количественные показатели селей (плотность селевой массы, расход твердого стока, расход селевого потока) и обвалов (начальная скорость отлета камней, скорость падения обломков, разрушающая сила обломков, дальность падения обломков, коэффициент угрожаемости обвалов) при заданных параметрах.

Расчетные формулы: плотность селевой массы

ρс = 100ρн / [ρн(100-Р)+Р](т/м³), где

ρH – плотность твердого материала, т/м³, ρH = 0,3 т/м³;

Р – содержание твердого материала, % (по весу), Р= 45%.

Расход твердого стока

Qн = [(100 /ρc(100- Р))-1]Qв (м³/с), где

Qв – расход воды в селевом потоке, м³/с, Qв = 150 м³/с.

Расход селевого потока

QC = αQв (м³/с), где

α = 100/ρC (100-Р)

Начальная скорость отлета камней

vH = (2gH/k)½ (м/с), где

g – ускорение силы тяжести, м/с²;

Н – высота склона, м, Н = 150 м;

К – коэффициент сопротивления склона падению камней, т. е. отношение фактического времени падения камней к теоретическому времени их свободного падения, К=0,7.

Скорость падения обломков

v = (2gН) ½ (м/с).

Разрушающая сила обломков

Р = mV²/2 (кг м²/c²), где

m – масса горных пород, кг, m = 35000 кг

Дальность падения обломков

Х =[(α+45º)/ 450]Н (м), где

α – крутизна откоса в градусах, α = 60º Коэффициент угрожаемости обвалов

Kу=Хф/X, где

ХФ – ширина фактически существующей или проектируемой площадки, м, ХФ = 200 м.

Если КУ ≤ 1 – площадка находится под угрозой обвала, если К > 1, то строительство не опасно.

Практическая работа № 9

Расчет водопритока в строительные котлованы.

Задание: строительный котлован глубиной 10 м и размерами в плане 16м х 64м закладывается на расстоянии L = 70м от реки. Водонепроницаемые грунты залегают на глубине 9,9 м от поверхности. Уровень грунтовых вод (Н) находится на расстоянии 1 м от поверхности, а коэффициент фильтрации водоносного слоя Кф = 4 м/сут. Котлован осушается полностью (h0=0). Схематически изобразить расчетную схему и вычислить величину притока воды в котлован.

Расчетные формулы: величина водопритока в котлован

Q=1,366КФ [(H²-h²0) / (lgR-lgr0)] (м³/ сут), где

R – радиус влияния котлована на понижение уровня грунтовых вод, вычисляемый по формуле

R = 2(Н –h0) (НКФ) ½ (м);

r0 – условный радиус выработки, который определяется по следующей формуле:

r0 = 0,564 F½ (м), где

F – площадь выемки, м².

Практическая работа № 10

Инженерно – геологические процессы и явления.

Задание: каждому студенту выдается карточка с индивидуальным заданием, которое выполняется в тетради для практических работ.

Практическая работа № 11

Охрана геологической среды и ее рациональное использование.

Задание: студенты также получают индивидуальные задания.

Практическая работа № 12

Инженерно-геологическое районирование территории России.

Задание: изучить схему инженерно- геологического районирования территории России по многотомному изданию «Инженерная геология СССР» под редакцией 1978 г.

Практическая работа № 13

Инженерно-геологические изыскания.

Задание: по приведенным ниже данным построить совмещенные

графики изменения с глубиной скорости упругих волн при измерениях в массиве по результатам сейсмического каротажа и на образцах, отобранных из буровой скважины (по результатам ультразвукового просвечивания).

Наименование породы	Измерения выполнены	Значения скорости, м/с для глубин, м
2	6	10	14	18	22
Глина	образец	1110	1280	1390	1450	1520	1690
массив	1100	1350	1350	1700	1800	1850
Песок мелкий	образец	240	300	290	320	330	280
массив	250	400	500	580	630	670
Песок средней крупности	образец	330	320	300	350	1560	1550
массив	300	390	480	570	1520	1570
Песчаник	образец	1650	1600	1680	1750	1620	1650
массив	2100	2210	2150	2200	2300	2180
Известняк	образец	3000	3050	2950	2970	3050	3130
массив	3100	3150	3100	3080	3100	3150
Сланец	образец	2250	2600	2200	2650	2270	2770
массив	2500	2620	2600	2580	2650	2700

Наличием каких факторов следует объяснить возможное различие в скоростях для одних и тех же пород, измеренных на образцах и в массиве (пористость, трещиноватость, влажность, напряженное состояние, обводненность, засоленность, неоднородность и т. д.)?

Как это можно объяснить для разных пород?

5. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ.

Контрольные вопросы и литература по темам самостоятельного изучения:

Тема 11. Инженерно-геоэкологические карты.

1. В чем состоит отличие аналитических и синтетических инженерно-геоэкологических карт?

2. Особенности составления карты развития просадочных грунтов.

3. Методические основы создания карт развития оползней.

4. Специфика карт инженерно- геологических условий.

5. Методика составления карт районирования городских территорий по степени геоэкологических изменений геологической среды при строительстве.

Литература: Справочник по охране геологической среды / Войткевич

Г. В. Т.1. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

Тема 12. Природные геологические и инженерно-геологические процессы и явления в пределах Западно-Сибирской равнины.

1. Какие эндогенные геологические процессы и явления наиболее

характерны для территории Западно-Сибирской равнины?

2. Какие экзогенные процессы и явления в пределах Западно-Сибирской

равнины получили широкое распространение? Чем это объясняется?

3. Прогноз природных геологических процессов и явлений.

4. Коренные и профилактические мероприятия по борьбе с природно-

геологическими процессами и явлениями.

5. Виды антропогенного воздействия на геологическую среду на терри -

тории Западно-Сибирской равнины.

6. Масштабы техногенных изменений геологической среды в условиях

Западно-Сибирской равнины.

7. Влияние инженерных сооружений на геологическую среду в пределах

Западно-Сибирской равнины.

8. Какие существуют возможности управления инженерно-геологически-

ми процессами и явлениями в пределах Западно-Сибирской равнины?

Литература: 1. , Потапов геология. М.:

Высшая школа, 2005.

2. Золотарев геодинамика. М.: Изд-во

МГУ, 1983.

3. Инженерная геология СССР/ Т.2.М.:Изд-во

МГУ, 1978.

4. Справочник по охране геологической среды / Войткевич

Г. В. Т.1. Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

6. ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ.

1. Инженерная геология как наука: цель и задачи, связь с другими наука -

ми, этапы развития и современное состояние, роль в решении хо –

зяйственных и природоохранных задач.

2. Методы исследований в инженерной геологии.

3. Твердая составляющая грунта.

4. Жидкая, газовая и живая составляющая грунта.

5. Структура и текстура грунтов.

6. Физические свойства грунтов.

7. Физико-химические свойства грунтов.

8. Физико-механические свойства грунтов.

9. Классификационные, косвенные и расчетные показатели грунтов, их

корреляция.

10. Виды классификаций грунтов.

11. Скальные грунты.

12. Дисперсные грунты.

13. Грунты дна морей и океанов. Грунты планет Солнечной системы.

14. Искусственное изменение свойств грунтов, рекультивация грунтов.

15. Эндогенные геологические процессы и явления. Профилактические

мероприятия.

16. Выветривание, геологическая деятельность ветра, явления, связан-

ные с деятельностью поверхностных вод. Профилактические меро-

приятия.

17. Явления, связанные с деятельностью сил гравитации, поверхност –

ных и подземных вод на склонах. Мероприятия по борьбе с этими

явлениями.

18. Явления, связанные с промерзанием и оттаиванием горных пород.

Карст, суффозия, плывуны. Методы борьбы с этими явлениями.

19. Техногенное воздействие на геологическую среду. Прогноз геологи-

ческих и инженерно- геологических процессов и явлений.

20. Инженерно-геологические явления: деформация грунтов в осно –

вании инженерных сооружений, просадка в лессовых грунтах.

Мероприятия по защите инженерных сооружений.

21. Инженерно-геологические явления: деформация откосов карьеров

и других выемок, выпирание дна котлованов, явления в горных

выработках. Профилактические мероприятия.

22. Инженерно - геологические явления: подтопление городских

территорий. Инженерно - геологическое состояние территории г.

Тюмени.

23. Инженерно-геологические явления, связанные с загрязнением

окружающей среды и гидротехническим строительством.

Профилактические мероприятия.

24. Теоретическое и хозяйственное значение региональной

инженерной геологии. Принципы и признаки инженерно -

геологического районирования.

25. Инженерно-геологическое районирование России.

26. Основные этапы инженерно-геологических изысканий, их

характеристика.

27. Виды и объемы инженерно-геологических изысканий для

различных видов строительства.

28. Расчет водопритока в строительные котлованы.

29. Расчет основных количественных показателей селей.

30. Расчет основных количественных показателей обвалов.

31. Вычисление показателей пластичности, консистенции грунта,

линейной и объемной усадки.

32. Построение интегральной кривой зернового состава и

определение степени неоднородности грунта.

33. Определение плотности, влажности и пористости грунта.

34. Состав, строение и свойства опоки, известняка-ракушечника,

песчаника, доломита, мергеля, лесса, базальта, талькового сланца.

35. Состав, строение и свойства слюдяного и хлоритового сланца,

габбро, конгломерата, мрамора, лабрадорита, гравелита, обсидиана 36. Состав, строение и свойства гранита, глинистого сланца, кварцита,

роговика, липарита, пегматита, перидотита, серпентинита.

37. Методика составления инженерно-геоэкологических карт.

38. Природные геологические процессы и явления на территории Запад-

но-Сибирской равнины, их прогноз и меры борьбы с ними.

39. Инженерно-геологические процессы и явления в условиях Западно-

Сибирской равнины и возможности управления ими.

7. ЛИТЕРАТУРА.

Основная литература:

, Потапов геология. М.: Высшая школа, 2005.

Грунтоведение. М.: МГУ, 2005

Переладова геология. Тюмень: ТюмГУ, 2006.

Дополнительная литература:

Грунтоведение/ , и др. М.: Изд-во МГУ, 1983.

Инженерная геология СССР/ Т.1, т.2. М.: Изд-во МГУ, 1978.

Трофимов геология массивов лессовых пород. М., 2008

, , Ревелис и упражнения по инженерной геологии. М.: Высшая школа, 2001.

Интернет - ресурсы:

http://geo.com.ru/

http://www.geobus.ru/

http://www.finanalis.ru/