МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ...

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ульяновский государственный технический университет

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Методические указания к курсу и задания к контрольной работе

Составители: З.К. АзизовС.А. ПьянковА.А. Шкляр

Ульяновск - 2001

1

УДК 551 (076)ББК 26.3 я 7 И 62

Рецензент – доцент кафедры географии УлГПУ, кандидатгеографических наук Э.А. Часовникова.

Одобрено секцией методических пособийнаучно-методического совета университета

И 62Инженерная геология: методические указания к курсу и

задания к контрольной работе./ Сост.: З.К. Азизов, С.А. Пьянкови А.А. Шкляр – Ульяновск, 2001. – 24 с.

Методические указания составлены в соответствии с учебнымпланом по курсу «Инженерная геология» для студентовстроительных специальностей всех форм обучения.

Работа подготовлена на кафедре «Строительные конструкции»

УДК 551 (076)ББК 26.3 я 7

© Ульяновский государственный технический университет, 2001

2

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Общие указания……..……………………………………………………...4Методические указания к разделам курса ……………………………….5Введение…………………………………………………………………….5Раздел I. Основы общей геологии………………………………………...5 Тема I. Строение и физические свойства Земли……………………….5 Тема 2. Породообразующие минералы и горные породы…………….6 Тема 3. Условия и физические агенты формирования морских и

континентальных отложений и их генетическаяклассификация…………………………………………………………………7

Раздел П. Основы структурной геологии………………………………8Раздел Ш. Основы гидрогеологии………………………………………9 Тема I. Подземные воды и их режим…………………………………9 Тема 2. Динамика подземных вод……………………………………10Раздел IV. Основы динамической геологии……………………………11 Тема I. Эндогенные процессы…………………………………………11 Тема 2. Экзогенные процессы…………………………………………12Раздел V. Инженерно-геологические процессы и явления…………….14Раздел VI. Инженерно-геологическое обоснование проекта

сооружения……………………………………………………………………..15 Тема 1. Инженерно-геологические изыскания для промышленных и

гражданских сооружений………………………………….…………………15 Тема 2. Разведочные работы………………………………………….16Задания к контрольной работе…………………………………………18Литература………………………………………………………………24

3

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

В нашей стране прогнозируется рост капитального строительства.Объем капиталовложений для развития ведущих отраслейпромышленности, жилищного и сельскохозяйственного строительствавозрастает с каждым годом. В связи с этим повысилось значение быстрого,правильного и экономически обоснованного проектирования, не-возможного без широкого применения тщательных инженерно-геологических исследований, дающих основной материал о природныхусловиях территорий, в пределах которых планируется строительство.

Несмотря на то, что основные работы по инженерно-геологическомуизучению территории, предназначенной для того или иного вида строи-тельства, проводят специалисты-геологи, за инженером-строителемостается право окончательного выбора участков, наиболее благоприятныхдля возведения инженерных сооружений. Инженер-строитель должен уметьправильно анализировать и использовать данные, полученные в результатеинженерно-геологических изысканий, что требует достаточных знаний вобласти инженерной геологии и в смежных с ней геологическихдисциплинах.

Курс «Инженерная геология» студенты изучают в четвертом семестре всоответствии с программой для специальностей: "Промышленное и граж-данское строительство" и "Теплогазоснабжение и вентиляция". Длялучшего усвоения материала изучение курса следует вести по разделам споследующей проверкой полученных знаний путем ответов на вопросы,приведенные после каждой темы.

Предусмотренную учебным планом контрольную работу выполняют впроцессе усвоения теоретической части курса. Номер варианта контрольнойработы студент выбирает в соответствии с последней цифрой шифра.Контрольная работа должна быть написана разборчиво и содержать четкие,исчерпывающие ответы на все поставленные в ней вопросы, причемпоследовательность ответов должна соответствовать последовательностипоставленных вопросов. В необходимых случаях ответы должны сопро-вождаться поясняющими их схематическими рисунками и чертежами.Выполненную контрольную работу высылают на факультет или передает накафедру «Строительные конструкции» для рецензирования.

Студенты, получившие положительную рецензию на контрольнуюработу и выполнившие все лабораторные работы, получают зачет. Зачет покурсу может быть принят только при наличии положительной рецензии наконтрольную работу и после успешной сдачи зачета по лабораторнымработам.

4

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАЗДЕЛАМ КУРСАВВЕДЕНИЕ

Инженерная геология как научная дисциплина является отрасльюгеологии - науки о Земле. Геологическая наука в целом изучает состав,строение, историю развития Земли, а также различные процессы,протекающие в ее недрах и на поверхности.

Следует знать, что предметом изучения инженерной геологии являютсясостав, строение и динамика земной коры, которые познаются в связи синженерной деятельностью человека.

Основной задачей инженерной геология является изучение геоло-гических условий, которые в той или иной мере будут влиять на возведениеи эксплуатацию различных промышленных и гражданских сооружений, атакже прогноз изменения этих условий под влиянием деятельностичеловека. При этом под геологическими или инженерно-геологическимиусловиями понимают рельеф местности, ее геологические игидрогеологические особенности, состав и свойства слагающих ее пород, атакже геологические процессы и явления.

При разработке этой темы следует уяснять, что инженерная геология изцикла геологических дисциплин наиболее тесно связана с такими науками,как механика грунтов - наука, изучающая деформации и напряжения,возникающие в породах под действием внешних м внутренних сил;гидрогеология - наука о подземных водах; мерзлотоведение - наука,предметом изучения которой является многолетнемерзлая зона земнойкоры.

Студент должен получить общие сведения об инженерной геологии какнауке; о ее месте в цикле геологических наук, об основных инженерно-геологических дисциплинах: грунтоведении, инженерной геодинамике,региональной инженерной геологии; о роли советских и зарубежныхученых в становлении и развитии этой науки.

Раздел I. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИТема I. Строение и физические свойства Земли

При изучении этой темы необходимо рассмотреть строение Земли каксложного тела, состоящего из ряда геосфер, резко отличающихся по составуи свойствам. При этом особое внимание следует обратить на строение исостав земной коры - литосферы как среды жизни и деятельности человека.

Необходимо получить представление о тепловом режиме Земли (обизменении температуры по мере увеличения глубины) и влиянии измененияэтого режима на условия строительства в различных климатических зонах.

Студенту надо ознакомиться с методами определения относительного иабсолютного возраста горных пород, с помощью которых была составлена

5

геохронологическая шкала. Студенту следует четко усвоить, что толькознание геохронологической шкалы (возрастных единиц, выделяемых в ней,условных обозначений, индексов и т.д.) позволит понять геологические иинженерно-геологические карты и разрезы.

Вопроса для самопроверки

1. Какие существуют современные представления об образовании истроении Земли?

2. Состав и строение геосфер. Объясните их взаимодействие междусобой.

3. Каково строение земной коры? Чем отличается океанический типземной коры от континентального?

4. Как изменяется тепловой режим Земли по глубине и какиепоказатели его характеризуют?

5. Какое практическое значение имеет изучение теплового режима вприповерхностных частях земной коры?

6. Что такое абсолютный и относительный возраст горных пород икакие методы существуют для его определения?

7. На какие эры, периоды и эпохи делятся история земной коры?Какова их продолжительность?

8. Какое практическое значение имеет геологическая хронология дляинженерной геологии?

Тема 2. Породообразующие минералы и горные породы

В строении земной коры принимают участие различные минералы игорные породы, часто очень резко отличающиеся по составу и свойствам.

Горные породы являются одним из основных факторов инженерно-геологических условий территории, определяющих возможность и эко-номичность строительства в изучаемом районе, поэтому на их изучениенужно обратить особое внимание.

Необходимо рассмотреть строение и свойства основных породооб-разующих минералов, от которых в значительной мере зависят и свойствапород.

Следует ознакомиться с генетической и инженерно-геологическойклассификациями горных пород, изучить условия образования различныхгорных пород, их минеральный состав, структуру, текстуру, формызалегания. Необходимо четко уяснить зависимость состава и свойств породот генезиса и постгенетических процессов.

6

Вопросы для_ самопроверки

1. Что называется минералами и горными породами?2. Дайте схематическую классификацию минералов по их химическому

составу.3. По каким физическим свойствам и внешним признакам определяют

минералы? Охарактеризуйте основные породообразующие минералы.4. Как классифицируются горные породы по условиям образования?5. Как подразделяют магматические горные породы по условиям

образования и кислотности (по содержанию SiO2)? Назовите пред-ставителей глубинных и излившихся пород и охарактеризуйте их мине-ралогический состав, структурно-текстурные особенности, физико-механические свойства. Объясните зависимость состава и свойств пород отусловий образования. Каковы формы залегания магматических пород?

6. Как образуются осадочные породы? Назовите представителей породобломочного, химического и смешанного происхождения. Охарактеризуйтеих минералогический состав, структурно-текстурные особенности, физико-механические свойства и объясните зависимость состава и свойств отпроисхождения пород. Каковы формы залегания осадочных пород?

7. Как образуются метаморфические горные породы? Назовите породыконтактового и регионального метаморфизма и охарактеризуйте ихминералогический состав, структурно-текстурные особенности и физико-механические свойства.

Тема 3. Условия и физические агенты формирования морских иконтинентальных отложений и их генетическая классификация

При изучении этой темы необходимо ознакомиться с геологическойработой ветра, рек, озер, морей, ледников. Геологическая деятельность этихпроцессов проявляется при разрушении горных пород, переносе продуктовразрушения и их отложении. В результате этой деятельности возникаютновые породы, которые по составу и свойствам резко отличаются отматеринских и часто образуют новые формы рельефа.

Следует рассмотреть процессы выветривания (физического, хими-ческого и биологического), в результате комплексного воздействия которыхна горные породы формируются элювиальные грунты, характеризующиеся,как правило, сравнительно низкой прочностью. Необходимо уяснить ихроль в подготовке рыхлых продуктов разрушений горных пород,переносимых позже ветром, текучими водами и т.д.

При изучении отложений, образованных в результате геологическойдеятельности указанных процессов, следует особое внимание обратить назакономерности их фациального изменения, состав и физико-механическиесвойства.

7

Вопросы для самопроверки

1. Виды выветривания горных пород. Значение выветривания горныхпород для практики строительства.

2. Охарактеризуйте мероприятия, необходимые для защиты горныхпород от выветривания.

3. Как образуются делювиальные отложения? Как изменяются мощ-ность, состав и физико-механические свойства делювиальных отложенийвниз по склону?

4. Какие условия необходимы для возникновения селевых потоков?Виды селей и методы борьбы с ними. Виды пролювиальных отложений, ихсостав и физико-механические свойства.

5. В чем заключается геологическая деятельность рек? Как образуютсяречные долины? Виды аллювиальных отложений, их состав и физико-механические свойства.

6. В чем заключается геологическая работа волн, возникающих наповерхности воды? Виды морских отложений, их состав и физико-механические свойства.

7. Объясните геологическую деятельность ледников. Как образуютсяледниковые и ледниково-речные отложения? Их состав и физико-механические свойства.

Раздел П. ОСНОВЫ СТРУКТУРНОЙ ГЕОЛОГИИ

При изучении этого раздела следует понять, что земная кора состоит изразличных по форме, прилегавших друг к другу тел, сложенных разнымигорными породами. Основными структурными элементами земной корыявляются платформы и геосинклинали. Студент должен четко уяснитьразличия в их строении и развитии.

При рассмотрении форм залегания горных пород (структурных форм)необходимо помнить, что первичные структурные формы (слой, пласт ит.д.) образуются одновременно с образованием горных пород, а вторичные -возникают в результате деформации первичных структурных форм. Особоевнимание следует обратить на изучение разнообразных форм складчатых иразрывных дислокаций и влияние их на условия строительства различныхсооружений.

Необходимо ознакомиться с современной классификациейтрещиноватости горных пород, методами изучения трещин.

Студент должен понять значение трещиноватости горных пород дляоценки их фильтрационных, прочностных и деформационных свойств.

8

Вопросы для самопроверки

1. Объясните различия в строении земной коры в пределах платформ игеосинклиналей.

2. Каковы формы залегания осадочных пород? Охарактеризуйте раз-личные виды несогласий.

3. Каковы формы залеганий магматических горных пород?4. Каковы формы залеганий метаморфических горных пород?5. Какие основные типы складок встречаются в земной коре и их

влияние на условия строительства?6. Перечислите формы разрывных дислокаций и охарактеризуйте их

влияние на условия строительства в районах их развития.7. Охарактеризуйте основные виды трещиноватости горных пород и их

влияние на прочность оснований различных сооружений.8. Какие существуют виды несогласного залегания горных пород?

Раздел Ш. ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИТема I. Подземные воды и их режим

Подземные воды являются как важнейшим источникомводоснабжения, так и одним из факторов, определяющих инженерно-геологические условия территории. В большинстве случаев подземныеводы затрудняют строительство различных сооружений. Они воздействуютнепосредственно на сооружения, вызывая затопление фундаментов икоммуникаций, коррозию строительных материалов, используемых дляустройства подземных частей сооружения (фундаментов).

В результате взаимодействия подземных вод и горных пород восновании сооружений происходит изменение физико-механическихсвойств пород, как правило, приводящее к уменьшению их прочности.Подземные воды являются одной из причин, вызывающих такие геоло-гические процессы, как просадки лессовых пород, пучение, оползни, карст,суффозию и т.д., в районах развития которых строительство сооруженийсвязано со значительными трудностями.

Следует изучить виды воды, содержащиеся в грунтах в зонах аэрации инасыщения, и их влияние на физико-механические свойства горных пород.

Необходимо уяснить условия образования различных типов подземныхвод и особенности их режима, причем особое внимание следует обратить наверховодку и грунтовые воды. Подземные воды первых от поверхностиводоносных горизонтов чаще всего влияют на инженерно-геологическиеусловия местности.

Следует ознакомиться с методами стационарных наблюдений зарежимом подземных вод, а также с составленными на основании этих

9

наблюдений картами гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат, с помощьюкоторых можно устанавливать направление и скорость движенияподземных вод, глубину их залегания и другие параметры водоносныхгоризонтов.

Необходимо также рассмотреть вопросы, посвященные химическомусоставу подземных вод, их жесткости и агрессивности.


1. Какие виды воды находятся в грунте? Каково влияние различныхвидов воды на свойства грунтов?

2. Сущность конденсационной и инфильтрационной теорий образо-вания подземных вод.

3. Какие типы подземных вод выделяют по условиям их образования?4. Что такое верховодка? Ее режим и влияние на условия строи-

тельства.5. Какие воды называются грунтовыми? Объясните их образование,

распространение, условия питания я влияние на условия строительства.6. Какие межпластовые воды называются артезианскими?7. Что такое режим подземных вод и какие факторы влияют на него?

Виды и цели стационарных наблюдений за режимом подземных вод.8. Каковы принципы составления гидрогеологических карт

(гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат)? Какие задачи решают с ихпомощью?

Тема 2. Динамика подземных вод

В процессе изучения этой темы необходимо получить представление окоэффициенте фильтрация как основном показателе, характеризующемстепень водопроницаемости горных пород; об основных видах и законахдвижения подземных вод.

Следует ознакомиться с классификацией подземных потоков и ихгидродинамическими параметрами.

При изучении плоских потоков подземных вод рекомендуется рас-смотреть методы подсчета расхода ори горизонтальном м наклонномзалеганиях водоупора. Особое внимание необходимо обратить на усвоениеполевых и лабораторных методов определения коэффициента фильтрации,методов расчета водопритока как к отдельным скважинам и котлованам, таки к взаимодействующим вертикальным и горизонтальным дренам.

10


1. Сформулируйте основной закон фильтрации и напишите его ма-тематическое выражение.

2. Методы определения коэффициента фильтрации и факторы, влияю-щие на его величину.

3. Какие виды подземных потоков наиболее часто встречаются пригидрогеологических расчетах?

4. Как определяют расход плоского потока при горизонтальном инаклонном залеганиях водоупоров?

5. Какие скважины (колодцы) называются совершенными?6. Что такое радиус влияния скважины?7. Как определяется дебит совершенных скважин безнапорных и

напорных подземных водах?8. Какие скважины называются взаимодействующими? Объясните

возможность их использования для понижения уровня грунтовых вод.9. Какие колодцы называется поглощающими и с какой целью их

применяют?

Раздел IV. ОСНОВЫ ДИНАМИЧЕСКОЙ ГЕОЛОГИИ

Тема I. Эндогенные процессы

При изучении этой темы следует понять значение тектоническихпроцессов в формировании крупнейших форм рельефа Земли, в возникно-вении землетрясений, разрывных и складчатых нарушений в массивахгорных пород. Необходимо уяснять различия в строении земной коры впределах платформ и геосинклиналей и связанную с этим различнуюинтенсивность проявления тектонических движений.

При рассмотрении новейших и современных тектонических движенийследует оценить их влияние на развитие геологических процессов иустойчивость сооружений.

Студент должен ознакомиться с двумя видами магматизма в земнойкоре и сравнить интенсивность проявления этих процессов в пределахплатформ и геосинклиналей.

При изучении землетрясений необходимо получить представление обих энергии, о приуроченности их к определенным геологическим струк-турам. Студенту следует разобраться в принципах сейсмического рай-онирования и особое внимание обратить на инженерно-геологическиекритерии для оценки сейсмического районирования в равнинных и горно-складчатых областях.

11


1. Какие движения земной коры приводят к возникновению разрывныхи складчатых нарушений в ней.

2. Что такое магматизм? В каких структурных элементах земной корыон наблюдается?

З. Различия в характере тектонических движений и магматизме вразличных структурах земной коры (платформах и геосинклиналях).

4. Перечислите и охарактеризуйте виды землетрясений. К какимгеологическим структурам они обычно приурочены?

5. Каково воздействие продольных, поперечных и поверхностных волнна горные породы и сооружения?

6. Как определяют сейсмическое ускорение, коэффициент сейсмич-ности и балльность землетрясения?

7. Влияние рельефа местности, состава пород, условий залегания иобводненности их на силу землетрясения.

8. Какие мероприятия необходимы при строительстве в сейсмическиактивных районах?

Тема 2. Экзогенные процессы

При изучении этой темы следует ознакомиться с классификациейэкзогенных геологических процессов, рассмотреть зависимость их видов иинтенсивности от типов пород, подземных вод, рельефа и других условий.Особое внимание следует обратить на гравитационные явления на склонах(оползни, обвалы), имеющие, как правило, катастрофический характер.Необходимо получить представление о классификации оползней, обосновных факторах и поводах для их возникновения, мероприятиях поборьбе с ними. Эти знания помогут правильно прогнозировать вероятностьвозникновения оползней в конкретных условиях природного склона илиискусственного откоса.

Следует уяснить исключительно важную роль подземных вод в воз-никновении таких геологических процессов, как суффозия, карст,плывунность и просадки лессовых пород.

Необходимо знать, что воздействие гидродинамического давленияпотока подземных вод на природные склоны, борта карьеров и откосыкотлованов не только уменьшает их устойчивость, но и в определенныхслучаях приводит к суффозии - механическому выносу потоком подземныхвод мелких частиц, образованию пустот, вследствие чего еще болеенарушается устойчивость склона.

При изучении карста - процесса химического растворения горныхпород и образования пустот - надо особое внимание обратить на условия,

12

факторы и различную скорость развития этого процесса в карбонатных,сульфатных и соляных породах.

Следует ознакомиться с методами оценки устойчивости территории вкарстовых районах.

Необходимо разобраться в природе плывунного состояния песчаных иглинистых грунтов. Важно уяснить роль гидродинамического давления вформировании ложных плывунов, состава грунта и биогенного фактора вобразовании истинных (тиксотропных) плывунов.

При изучении просадочных лессовых пород наряду с выяснениемприроды этого явления следует особое внимание обратить на их развитиепри различных видах обводнения пород, возведении сооружений,строительных работах и хозяйственном использовании территорий.Необходимо ознакомиться с основными направлениями по борьбе спросадочностью лессовых пород (предварительное замачивание, обжиг,силикатизация, механическое уплотнение и т.д.).

Надо рассмотреть, как процессы, связанные с сезонным промерзаниеми оттаиванием, так и специфические процессы и явления (наледи,термокарст, солифлюкция и др.), характерные для районов развития мно-голетней мерзлоты. Необходимо ознакомиться с особенностями строитель-ства в этих районах.


1. Что такое оползень? Основные причины, необходимые длявозникновения оползней; типы оползней и мероприятия по борьбе с ними.

2. Перечислите меры борьбы с обвалами и осыпями.3. Какие причины необходимы для возникновения суффозии? Меро-

приятия по борьбе с суффозией.4. Что является причиной просадочности лессовых пород? Какие

существуют методы определения просадочности лессовых пород и какимипоказателями она количественно оценивается? Основные мероприятия поборьбе с просадочностью лессовых пород.

5. Что такое карст? Причины возникновения и условия развития карстав различных геологических условиях.

6. Назовите причины возникновения плывунного состояния грунтов.Чем отличаются истинные плывуны от ложных? Мероприятия по борьбе сплывунами.

7. Какие характерные геологические процессы м явления происходят вобластях развития многолетнемерзлых пород? Особенности их влияния наинженерные сооружения.

13

Раздел V. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ

При изучении этого раздела прежде всего студент должен яснопредставлять, что к инженерно-геологическим процессам относятгеологические процессы, связанные с инженерной деятельностью человека.Необходимо ознакомиться с классификацией инженерно-геологическихпроцессов и особенно внимательно остановиться на существенном отличииэтих процессов от природных геологических процессов, выражающемся вих более быстром протекании во времени и большей интенсивности.

Студент должен детально рассмотреть такие часто встречающиеся припромышленном и гражданском строительстве инженерно-геологическиепроцессы, как уплотнение грунта в основании сооружений; просадочныеявления в лессовых породах вследствие утечек воды из водопроводов,канализации и т.д.; мерзлотных деформация пород в основании сооруженийи другие.

Следует четко усвоить, что для нормальной эксплуатации и сохран-ности сооружений необходим правильный количественный прогноз воз-можного развития инженерно-геологических процессов и что недоучетвлияния этих процессов крайне опасен и очень часто вызывает разрушениесооружений. Студенту необходимо ознакомиться с существующимисовременными мероприятиями, исключающими или уменьшающимивредные воздействия инженерно-геологических процессов пристроительстве и эксплуатации различных сооружений.


1. Объясните различия между геологическими и инженерно-геологическими процессами.

2. Уплотнение пород в основании сооружений. Мероприятия поулучшению прочностных свойств слабых пород.

3. От каких факторов зависит скорость переработки берегов водо-хранилищ? Мероприятия по борьбе с этим инженерно-геологическим про-цессом.

4. Сдвижение горных пород при подземных работах. Влияние геоло-гического строения на развитие этого процесса. Основные методы борьбысо сдвижением горных пород.

5. Мерзлотные деформации пород в основании сооружений имероприятия по борьбе с ними.

14

Раздел VI. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТАСООРУЖЕНИЯ

Тема 1. Инженерно-геологические изыскания для промышленных игражданских сооружений

Основной задачей инженерно-геологических исследований дляпромышленного и гражданского строительства является получениеинформации о инженерно-геологических условиях территории, к которымотносятся: рельеф, породы и их свойства, подземные воды, геологические иинженерно-геологические процессы и явления, а также прогноз измененияэтих условий под влиянием инженерной деятельности человека.

Инженерно-геологические исследования проводятся последовательно,в соответствии со стадией проектирования. Детальность исследованийвозрастает при переходе от одной стадии к другой, изменяются и методыинженерно-геологических исследований.

На начальной стадии инженерных изысканий основным видоминженерно-геологических исследований является инженерно-геологическаясъемка, позволяющая в сжатые сроки и при небольших затратах средствоценить инженерно-геологические условия.

При инженерно-геологической съемке на изучаемой территории вы-деляют, изучают и прослеживают породы, условия залегания их, рельеф,подземные воды, геологические и инженерно-геологические процессы иизображают их на инженерно-геологической карте.

Студенту следует ознакомиться с основными этапами организациисъемки: подготовительным, полевым и камеральным, главными задачами,которые решаются на каждом этапе, а также методами производстваинженерно-геологической съемки.

Важно уяснить, что состав и объем инженерно-геологическихисследований зависит от сложности инженерно-геологических условий,стадии проектирования, степени изученности района и других факторов.Следует обратить внимание на значительную сложность инженерно-геологических исследований в районах развития карста, оползней,погребенных долин, где все изыскания проводятся на более значительнуюглубину, чем при исследованиях в районах с более благоприятнымиинженерно-геологическими условиями.

Студенту необходимо ознакомиться с принципами составленияинженерно-геологических карт и разрезов, с основными видами инженерно-геологических карт, а также усвоить основы инженерно-геологическойэкспертизы.

15


1. Какие виды работ входят в состав инженерно-геологическихисследований? Какие данные необходимо получить в результате этихисследований?

2. Что такое инженерно-геологическая съемка? Какие задачи решаютсяпри ее проведении?

3. Назовите основные точки наблюдений при инженерно-геологической съемке.

4. Какие разведочные работы проводятся при инженерно-геологической съемке?

5. Объясните методику составления инженерно-геологических карт иохарактеризуйте основные вида этих карт.

6. Как влияет сложность инженерно-геологических условий местностина состав и объем инженерно-геологических исследований?

7. Для чего проводят инженерно-геологическую экспертизу?

Тема 2. Разведочные работы

Разведочные работы относятся к основным видам инженерно-геологических исследований. Они выполняются на всех стадияминженерных изысканий, но наиболее широко применяются на стадиидетальных исследований при обосновании технических проектовсооружений.

Необходимо ознакомиться с основными методами разведки,применяемыми при инженерно-геологических исследованиях:геофизические методы разведки, горные работы и разведочное бурение синженерно-геологическими целями, опытно-фильтрационными работами,определение деформационных и прочностных свойств горных пород вусловиях естественного залегания, лабораторно-экспериментальныеисследования состава и физико-механических свойств образцов горныхпород.

Студент должен четко усвоить, что хотя все методы разведки наизысканиях применяются комплексно, но на разных стадиях проектиро-вания сооружений масштабы их использования резко изменяются. Так, приначальных стадиях изысканий следует более широко применять геофизи-ческие методы разведки и разведочное бурение, тогда как при детальнойразведке целесообразно применять разведочное бурение, горные работы ипроизводить полевые опытные работы. Опробывание горных пород с цельюизучения их состава и физико-механических свойств производится на всехстадиях инженерных изысканий, однако с каждой последующей стадиейувеличивается число проб и соответственно детальность изучения состава ифизико-механических свойств горных пород.

16

Поэтому студенту необходимо знать возможность и эффективностьприменения того или иного метода в зависимости от стадии изысканий,инженерно-геологических условий изучаемого района и конкретного видасооружения.

При изучении этой темы следует ознакомиться с задачами, которыерешаются при поиске и разведке месторождений нерудных полезныхископаемых, а также с классификацией месторождений полезныхископаемых и методами подсчета запасов естественных строительныхматериалов.


1. Виды разведочных работ, применяемых при инженерно-геологи-ческих исследованиях; их задачи и объем на различных стадиях иссле-дования.

2. Какие геофизические методы применяются при инженерно-геоло-гических исследованиях? Объясните возможности их использования изадачи, которые решается с их помощью.

3. Какие виды бурения применяются при инженерно-геологическихисследованиях? Как производят отбор образцов горных пород при раз-личных видах бурения?

4. На каких стадиях исследования выполняются опытные полевыеработы?

5. С какой целью применяется опытно-фильтрационные работы приинженерно-геологических исследованиях?

6. Охарактеризуйте основные полевые методы, применяемые дляопределения прочностных и деформационных свойств горных пород.

7. Какие горные выработки проходят при инженерно-геологическихисследованиях? Охарактеризуйте возможности их использования и задачи,которые решаются с их помощью.

8. Охарактеризуйте цели и задачи лабораторно-экспериментальногоизучения состава и физико-механических свойств горных пород на раз-личных стадиях проектирования.

17

ЗАДАНИЯ К KOHТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Задание 1

Составить характеристики свойств минералов, взятых из табл.1, ипредставить их в таблице, составленной по форме №1.

Таблица 1Номер варианта Минерал Номер варианта Минерал

1 Микроклин,кальцит

6 Кварц, доломит

2 Ортоклаз,доломит

7 Кальцит,каолинит

3 Биотит, опал 8 Мусковит,гипс

4 Опал, альбит 9 Кварц, лабрадор

5 Гипс, авгит 10 Роговая обманка,ангидрит

Форма № 1

Минерал

Класс

Химический

состав

Происхождение

Цвет

Цвет черты

Блеск

Твердость

Спайность

Излом

Реакция с

HC

I

Форма

нахождения в

природе

Устойчивость к

выветриванию

Применение в

строительстве

Задание 2

Составить характеристики свойств горных пород, взятых из табл.2, ипредставить их в таблице, составленной по форме №2.

18

Таблица 2Номерварианта

Горные породы Номерварианта

Горные породы

1 Диорит, мергель,мрамор

6 Габбро, песчаник,глина

2 Базальт, песок,опока

7 Базальт, суглинок,гнейс

3 Гранит, щебень,гнейс

8 Андезит, доломит,глинистый сланец

4 Габбро,конгломерат, лесс

9 Гранит, гравий,мрамор

5 Липарит,известняк, кварцит

10 Андезит, гипс,кварцит

Форма № 2

Порода

Тип и группа

по

происхождению

Минералогически

й состав

Структура

Текстура

Окраска

Устойчивость к

выветриванию

Реакция с

HC

I

Форма

залегания

Применение в

промышленности

и в строительстве

Задание 3

Объяснить условия образования отложений, взятых в соответствии сномером варианта из табл.3. Составить инженерно-геологическуюхарактеристику грунтов, наиболее часто встречающихся среди этихотложений.

19

Таблица 3Номер варианта Отложения Номер варианта Отложения

1 Болотные 6 Морские2 Элювиальные 7 Озерные3 Делювиальные 8 Пролювиальные

4 Аллювиальные 9 Эоловые5 Гляциальные

(ледниковые)10 Флювиогляциаль

ные (водно-ледниковые)

Задание 4

Охарактеризуйте одну из форм дислокаций горных пород, взятую всоответствии с номером варианта из табл.4. Необходимо датьхарактеристику дислокации, привести схематический рисунок и оценить еевлияние на условия строительства различных сооружений.


Дислокация Номерварианта

Дислокация

1 Взброс 6 Надвиг2 Грабен 7 Моноклиналь3 Сдвиг 8 Флексура4 Синклинальная

складка и ееэлементы

9 Сброс

5 Горст 10 Антиклинальнаяскладка и ееэлементы

Задание 5

1. Зная период T и амплитуду A колебаний сейсмической волны(табл.5), вычислить сейсмическое ускорение α и коэффициентсейсмичности K.

20

2. Подсчитать сейсмическую инерционную силу S (в т.),воздействующую на сооружение при землетрясении. Массу сооружения Pпринимают равной 5500т.

3. Используя величину сейсмического ускорения и шкалу MSK[I],определить силу землетрясения в баллах. Все эти данные внести в табл.5.

4. По данным о силе землетрясения уточнить расчетную балльностьстроительной площадки в районе, сложенном рыхлыми осадочнымипородами с глубиной залегания грунтовых вод до 5м от поверхности землии скальными породами (гранитами, гнейсами), прикрытыми маломощнымслоем сухого аллювия.


Периодсейсми-ческойволныT, с

Амплитудаколебанийсейсми-ческойволны

Сейсмическоеускорение

AT 2

24πα =

мм/с2

Силаземле-трясе-ния,балл

Коэффици-ент сей-смичности

qK S

α=

Инерционнаясила

ρSKS = ,т

12345678910

1,750,951,201,400,701,550,450,850,552,2

60251501430903540760

Задание 6

Определить коэффициент фильтрации массива водоносных песков порезультатам откачки из одиночной скважины. Данные для расчетаприведены в табл.6.

21


Мощностьводоносного горизонтаH, м

ДебитскважиныQ, м3/сут

Понижениеуровняводы вскважинеS, м

РадиусвлиянияскважиныR, м

Радиусскважиныr, м

12345678910

2618301610221024812

3003809677450829043721502478644600

6484253624

31511457398463234128669104

0,10,30,10,10,20,30,20,10,30,2

Задание 7

Составить описание геологического процесса, выбранного всоответствии с номером варианта по табл.7. При характеристикегеологических процессов необходимо рассмотреть: причины образования,стадии развития, условия строительства сооружений в районах развитияэтих процессов, мероприятия по их предупреждению и борьбе с ними.


Процесс Номерварианта

Процесс

1 Заболачивание 6Землетрясения

2 Механическаясуффозия

7 Многолетняямерзлота

3 Оврагообразование 8 Оползни

4 Карст 9 Сели

5 Просадочные явления влёсcах

10 Плывунные явления

22

Задание 8

Охарактеризовать метод инженерно-геологических исследований,указанный в табл.8. Описание должно быть кратким и сопровождатьсяпояснительными схематическими рисунками.


Метод Номерварианта

Метод

1 Лабораторные иэмпирические методы

определениякоэффициентафильтрации

6 Электроразведка

2 Сейсморазведка 7 Испытания грунтовметодом

вращательного среза

3 Испытания грунтовметодами динамического

и статическогозондирования

8 Полевое методыопределениякоэффициентафильтрации

4 Инженерно-геологическая разведка,разведочные выработки

9 Инженерно-геологическая съемка

5 Стационарныенаблюдения за режимом

подземных вод

10 Методы определениянаправления и

скорости движенияподземных вод

23

Литература

Основная

1. Ананьев В.П., Коробкин В.И. Инженерная геология. – М.: Высшаяшкола, 1973. – 299с.

2. Маслов Н.Н., Котов М.Ф. Инженерная геология. – М.: Стройиздат 1971.– 340с.

Дополнительная

3. Пэшковский Л.М., Перескокова Т.М. Инженерная геология. – М.:Высшая школа, 1982. – 391с.

4. Белый Л.Д., Попов В.В. Инженерная геология. – М.: Стройиздат 1975. –312с.

5. Смольянов Н.А. Практическое руководство по минералогии. – М.:Недра, 1972. – 360с.

24

Учебное издание

Инженерная геология

Методические указания

Составители: АЗИЗОВ Загид Керимович

ПЬЯНКОВ Сергей Анатольевич

ШКЛЯР Алексей Александрович

Редактор Н.А. Евдокимова

Подписано в печать 30.10.2001

Формат 60х84/16. Бумага писчая. Печать трафаретная. Усл.печ.л. 1,40. Уч.-изд. л. 1,20. Тираж 100 экз.

Заказ .

Ульяновский государственный технический университет, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

Типография УлГТУ, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ...

Documents