Инженерной петрологии (Грунтоведения.). Объект, предмет, Теоретические задачи

Билет №1

Инженерной петрологии (Грунтоведения.). Объект, предмет, Теоретические задачи

Инженерно-геологические карты, Масштабы и назначение.

Факторы, определяющие выбор метода улучшения свойств грунтов.

Инженерной петрологии (Грунтоведения.). Объект, предмет, Теоретические задачи

Это наука, изучающая любые г.п. и почвы как многокомпонентные динамичные системы, изменяющиеся в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Основным положением грунтоведения является положение о зависимости свойств грунтов от их состава, структуры, текстуры, генезиса и постгенетических процессов.

Объект исследования – грунты и горные породы.

Предмет – состав, свойства и состояние грунтов.

Основные теоретические задачи:

1) определение показателей свойств и состояния пород для их классификации и выделения по ним на изучаемом участке типов пород с одинаковыми физико-механ. свойствами, т.е. типизация пород.

2) определение количественных показателей свойств прочности и др. физико-механ. свойств пород для использования их при проектировании различных инженерных сооружений.

3) составление прогнозов возможных изменений свойств пород под воздействием проектируемого сооружения и оценка опасности этого изменения для устойчивости проектируемого сооружения.

4) разработка теоритических основ и методов улучшения физико-механ. свойств пород для обеспечения наиболее рациональных способов строительных работ по возведению сооружений, обеспечение их долговечности и нормальной работы на весь период эксплуатации.

5) региональное изучение физико-механ. свойств различных генетических и петрографических типов пород страны, в первую очередь районов крупного строительства и перспективных для хозяйственного освоения.

6) инженерно-геологическое изучение горных пород как грунтов

7) изучение закономерностей пространственного изменения свойств пород и грунтов, а также факторов влияющих на эти изменения

Инженерно-геологические карты, Масштабы и назначение.

ИГ карта – обобщённое изображение на плоскости природных факторов, охарактеризованных в соответствии с требованиями проектирования и строительства инженерных сооружений. Карта сопровождается разрезами, таблицами и текстовыми пояснениями.

Классификация инженерно-геологических карт. В зависимости от масштаба инженерно-геологические карты делятся на: I) обзорные карты - масштаб 1: 1500000 и мельче; 2) мелкомасштабные карты - масштаб 1: 1000000 - 1: 500000; 3) среднемасштабные карты -масштаб 1: 200000 - 1: 100000; 4) крупномасштабные карты - масштаб 1: 50000 - 1: 25000 и 5) детальные карты - масштаб 1: 10000 и крупнее.

Обзорные и мелкомасштабные карты относятся к стратегическим. Они используются для общего перспективного планирования всех видов строительства и составления программ дальнейших инженерно-геологических исследований и изысканий. Карты масштабов 1: 1000000, 1: 500000 и 1: 200000 являются государственными инженерно-геологическими картами. Они составляются одновременно с государственными геологическими и гидрогеологическими картами на всю территорию Российской Федерации. Среднемасштабные инженерно-геологические карты используются для начальных стадий проектирования сооружений и защитных инженерных мероприятий. Они составляются организациями Министерства природных ресурсов РФ.

Крупномасштабные карты относятся к специальным инженерно-геологическим картам. Они используются для планирования и разработки схем городов, населенных пунктов и промышленных узлов, для проектирования разных видов строительства - дорог, гидротехнических сооружений и др., для обоснования природоохранных мероприятий, проектов и программ работ детальных инженерно-геологических изысканий на завершающем этапе проектирования.

Факторы, определяющие выбор метода улучшения свойств грунтов.

- группа и петрографический тип г.п. и их физического состояния.

- строительные требования к породам.

- технические возможности применения того или иного метода в данных конкретных условиях.

- экономическая выгодность по сравнению с другими возможными инженерными мероприятиями, обеспечивающими решение поставленной задачи

Билет №2.

1. Инженерно-геологические условия (ИГУ). Понятие. Способы отображения ИГУ на картах.

2. Общие закономерности развития и распространения геологических процессов и явлений

3. Методы искусственного улучшения свойств грунтов, применяемые в инженерной

геологии. Их разделение. Краткая характеристика.

 

1. ИГУ – совокупность компонентов геологической среды: геоморфологические условия( рельеф), сами геол усл-я (ГП), гидрогеологические условия, тектоника и неотектоника.

Карты инженерно-геологических условий - отражают комплекс параметров или отдельные характеристики, которые используются для выбора методов изысканий, проектирования, возведения и эксплуатации инженерных сооружений. Общие и синтетические карты этого типа близки по содержанию, отражают весь комплекс факторов, определяющих инженерно-геологические условия территорий и являются картами многоцелевого назначения. Специальные или специализированные карты отражают группы факторов инженерно-геологических условий, которые необходимы для проектирования определенных видов строительства (дорожного, гидротехнического, подземного и т.д.). Аналитические или частные карты отражают один или несколько показателей инженерно-геологических условий.

2. Распространение различных геологических процессов контролируется климатическими, геоморфологическими, петрографическими и тектоническими факторами. Проявление каждого из геологических процессов на той или иной территории зависит от преобладающего действия какой-либо одной из нескольких основных причин.

Процессы делятся на Эндогенны и экзогенные.

Эндогенные процессы создают развитие экзогенных.

Темп и характер развития экзогенных процессов определяется тектоническим режимом, который проявляется через рельеф, а так же климата.

Геологические процессы возникают при наличие определенных несоответствий, например:

-Противоречия геохимических условий окружающей среды приводит к разности минерального состава пород.

-Разность величины действующих нагрузок приводит к различной плотности и пористости горных пород и т.д.

Эти противоречия и предполагают естественную неизбежность возникновения геологических процессов и явлений они служат движущей силой их развития. Важнейшей особенностью геологических процессов является неравномерность их проявления по земной поверхности в пределах различных регионов, областей и районов.

Геологические процессы парагенетически также связанны с определенными комплексами пород, слагающие поверхностные горизонты земной коры.

Эти процессы приводят к необратимым изменениям рельефа поверхности земли, имеют направленный, непрерывно – прерывистый характер развития во времени(этапы, стадии, фазы), и их распространение подчиняется некоторым общим закономерностям.

3. Методы улучшения свойств г.п. делятся на механические (уплотнение грунтовыми сваями, виброуплотнение и др.), физические (обжиг, замораживание, электроосмотическое осушение, глинизация, битумизация) и химические(силикатизация, цементация и др.)

Уплотнение грунтовыми сваями – применяют для повышения несущих способностей лёссовых пород в основании фундаментов сооружений и устранения их просадочности. Сущность его заключается в расположении на определённом расстоянии друг от друга скважин, которые заполняют породой и уплотняют тромбованием тяжёлыми тромбовками (сваями), падающими с некоторой высоты

Механическое уплотнение – метод улучшения свойств песчанных и других рыхлых обломочных и глинистых пород. Сущность состоит в том, что путём воздействия на породу тромбованием, укаткой или вибрированием добиваются более плотной упаковки частиц в породе, уменьшения пористости и повышения плотности.

Электроосмотическое осушение – эффективен для осушения мягких водонасыщенных глинистых пород. Сущность состоит в пропускании постоянного электрического тока через породу. Молекулы воды движутся к катоду (обсадные трубы буровых скважин) и выкачиваются из породы.

Глинизация – метод для уменьшения водопроницаемости сильно трещиноватых горных пород, характеризующийся большим удельным водопоглощением. Основан на нагнетании глинистого раствора плотностью 1, 20-1, 40 г/см³ под давлением 2-3Мпа. Происходит спрессование глинистого материала в трещинах и пустотах.

Цементация - в трещины пор. в скважину под действ. Р нагнетается цементный раствор. Расстояние между скважинами 1-4 м. Р=150-200атм. Раствор заполняет трещины и пустоты, схватывается с породой, твердеет, придает ей монолитность, плотность, устойчивость, прочность и значительно снижает деформируемость и водопроницаемость.

Битумизация – применяется для уменьшения водопроницаемости сильно трещиноватых г.п. а также пород с пустотами больших размеров, водоносных (в которых подземные воды движутся с большой скоростью).

Сущность: в скважины нагнетают битум с температурой 150-180. Он заполняет трещины и пустоты, вытесняет воду. Порода становится водонепроницаемой.

Силикатизация – применяется для придания механической прочности, устойчивости, водопроницаемости пород. Основан на нагнетании жидкого стекла с примесями NaCl и Ca.

Замораживание – основан на замораживании воды, находящейся в породе. Образующийся лёд, цементирует породы, поввышается прочность, устойчивость и породы становятся водоупорными.

 

Билет №3

1. Показатели свойств и их разделение в инженерной геологии по практическому применению (назначению)

2. Количественная оценка развития современных геологических процессов и явлений (по Емельяновой Е. П).

3. Сейсмическое микрорайонирование. Как осуществляется и с какой целью проводится.

1. По практическому использованию показатели свойств делятся на:

- классификационные;

- косвенные;

- прямые

Классификационные показатели используются для предварительного определения типа породы. Их обычно определяют в массовом количестве, простыми и быстрыми методами (визуально, либо с помощью несложных приспособлений).

Косвенные показатели используются для приближенной оценки свойств пород, для предварительных расчетов прочности и деформируемости оснований зданий и сооружений на первых стадиях проектирования.

Прямые показатели непосредственно входят в расчеты при оценке устойчивости и деформируемости оснований зданий и сооружений или устойчивости инженерного сооружения (открытая горная выработка, насыпь и т.д.) на последних стадиях проектирования.

2. Показатели, характеризующие процесс:

-1- показатель интенсивности развития процесса:

1 – продолжительность цикла и его стадии

2 – скорость процесса

3 – скорость денудации или аккумуляции. под действ. данного процесса

-2- показатель активности процесса:

1 - кол-во вновь образ-ся форм или повторений цикла в единицу времени (год)

2 - кол-во вновь образ-ся форм или повторений цикла на единице площади

 

Показатели, характеризующие явление:

-1- показатель интенсивности явления:

1 кол-во форм на ед. площади и их размеры

2 – Доля и % площади, длины или объема занятых формами от общей площади, длины или объема участка их развития

-2- показатель активности явления:

1 – отношение кол-ва свежих форм к общему кол-ву.

3. Сейсмическое микрорайонирование или как его ещё называют микросейсморайонирование выполняется с целью уточнения характеристик сейсмической опасности на основании данных инженерно-сейсмологических работ об очагах землетрясений с эпицентрами, удаленными на расстояние до 100 км от участка строительства, о сейсмическом режиме строительных площадок, о сейсмических свойствах изучаемой толщины грунта, о геоморфологических условиях участка строительства и влиянии погребенных разрывных тектонических структур на сейсмическое воздействие.

Состав работ при сейсмическом микрорайонировании:

Билет №4

1. Гранулометрический состав пород. Методы определения. Перечислите известные способы подготовки грунта к анализу.

2. Классификации геологических процессов и явлений. Их разделение и назначение. Общая инженерно-геологическая классификация процессов и явлений.

3. Что понимается под физическими свойствами грунтов? Перечислить важнейшие физические свойства грунтов и показатели их характеризующие применительно к одному из классов грунтов.

 

1. Под гранулометрическим (или механическим) составомгрунта понимается относительное содержание в нем (по массе) частиц различной величины.

Гранулометрический состав является одним из важных факторов, определяющих физи­ческие свойства грунта. От него зависят такие важные свойства, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, усадка, разбухание, высота капиллярного поднятия, водопроница­емость и др.

Гранулометрический (или механический) состав характеризует осадочные породы в отношении их дисперсности, т.е., размеров слагающих частиц. Он выражает процентное содержание в породе групп частиц (фракций) различных размеров, взятых по отношению к весу абсолютно сухой породы. Размер фракций, слагающих ту или иную породу, определяют по диаметру и выражают обычно в миллиметрах.

Для определения гранулометрического состава пород выпол­няется гранулометрический анализ.

Билет №6

1. Инженерно-геологические исследования (ИГИ). Понятие. Цель проведения ИГИ, состав комплекса работ, выполняемых при ИГИ.

2. Основные таксоны и классификационные признаки общей классификации грунтов ( ГОСТ 25100 " Грунты. Классификация" )

3. Дать понятие “Категория пород”. Какие Вы знаете категории пород, принцип выделения.

1. ИГИ (исследования) решает все прикладные задачи – это комплексные работы, направленные на получение материалов, необходимые для обоснованного применения проектных решений в связи с хозяйственным освоением территории с деятельностью, зависящей от стадии проектирования.

Состав комплекса работ, выполняемых при ИГИ включает:

- сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет;

- дешифрирование аэро- и космоматериалов;

- рекогносцировочное обследование, включая аэровизуальные и маршрутные наблюдения;

- проходка горных выработок;

- геофизические исследования;

- полевые исследования грунтов;

- гидрогеологические исследования;

- стационарные наблюдения (локальный мониторинг компонентов геологической среды);

- лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод;

- обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений;

- составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

- камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения).

Особенности изменения характера ИГИ зависят от стадий проектирования. На более ранних стадиях исследования производятся на больших территориях, с помощью менее точных, но более простых и дешевых технических средств, а по мере перехода к поздним стадиям начинают применяться более сложные, точные и дорогие методы исследования, но на ограниченных площадях.

 

2. Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:

класс — по общему характеру структурных связей;

группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);

подгруппа — по происхождению и условиям образования;

тип — по вещественному составу;

вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);

разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

3. Категория пород (по И.В, Попову) – геол. тело определённого объема, которое выделяется по возрастным, генетическим, петрографическим признакам, однородности состава и состояния.

Примеры: геосинклинальные формации, платформенные формации.

Категории пород:

Формация – крупные комплексы горных пород, сформированные под влиянием одних геотектонических и палеогеографических свойств. Выделяются платформенные и геосинклинальные формации осадочных, магматических, метаморфических г.п.

Стратиграфо-генетические комплексы - породы одного генезиса, которые сформировались в одной физико-географической обстановке. Выделяются на основе геологических схем, стратиграфических подразделений, отложений для разных регионов

Петрографические(литологические) типы выделяются по минералогическому и петрографическому составу. ГОСТ

Инженерно-геологические виды и разновидности - выделяем по химическим, минералогическим, физико-механ. свойствам. По классификационным показателям в соответствии с ГОСТом

Инженерно-геологические группы – объединяют виды и разновидности, если их разделение вызывает затруднение. Гркппы обособляются по однородности инженерно-геолгичесих свойств.

Билет №7

1.Понятие о грунтах. Разновидности грунтов. Критерии выделения.(ГОСТ 251000-95. “Грунты. Классификация”).

2. Что понимается под причиной, факторами и условиями? Сформулировать понятия и пояснить на конкретных примерах.

3. Улучшения свойств грунтов посредством осушения. Суть метода и особенности применения.

1. Грунт – горные породы, почвы, техногенные образования, многокомпонентные разнообразные дисперсные система, являющаяся объектом хоз. деятельности. Грунты называют горной породой в случае их рассмотрения как основ сооружения.

Основные разновидности грунтов: скальные, полускальны, дисперсные, глинистые, песок, крупнообломочные, ил, сопропель, заторфованные

Специфические грунты: просадочные, пучиничтые, набухающие, техногенные, природоперемещённые.

Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурный связи цементационного типа.

Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Ip.

Песок — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip=0).

Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.

Ил — водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е ( 0, 9, текучую консистенцию IL > 1, содержание частиц меньше 0, 01 мм составляет 30—50 % по массе.

Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0, 25 мм обычно не превышает 5 % по массе.

Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ.

Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа.

Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) (sw ( 0, 04.

Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки (sl ( 0, 01.

Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения (fn ( 0, 01.

Выделяют следующие критерии:

— класс — по общему характеру структурных связей;

— группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);

— подгруппа — по происхождению и условиям образования;

— тип — по вещественному составу;

— вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);

— разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

Наименования грунтов должны содержать сведения об их геологическом возрасте в соответствии с местными стратиграфическими схемами, принятыми в установленном порядке.

К характеристикам грунтов по разновидностям, предусмотренным настоящим стандартом, допускается вводить дополнения и изменения в случаях появления новых количественных критериев выделения разновидностей грунтов и результате научно-технических разработок.

 

 

2. Причина процесса – геологическая деятельность природных факторов и человека. Основными причинами могут быть: действие агентов выветривания, деятельность поверхностных, деятельность подземных вод, паводки на горных реках, действие гравитационных сил, деятельность ветра, промерзание и оттаивание грунтов, действие внутренних сил в породах, действие внутренних сил Земли, инженерная деятельность человека.

Под условиями и факторами ЭГП понимается то, что предопределяет и способствует их проявлению, либо сдерживает их проявление. В качестве условий и факторов обычно рассматриваются г.п., геологическое строение территории, гидрологические, геоморфологические и др. условия.

Например, причина карстового процесса – деятельность поверхностных и подземных вод. Но необходимы определенные условия для его развития. Это наличие растворимых горных пород, движущихся подземных и поверхностных вод, обладающих агрессивными, способными растворять породу свойствами. На развитие любого процесса (на его масштабы, виды, скорость и т.п.) влияют такие факторы, как климат, состав пород, рельеф характеристики воды, характер тектонических движений, растительность и т.д.

Билет №8.

1. Инженерная геодинамика. Объект, предмет, цель, задачи инженерной геодинамики

2. Статическое и динамическое зондирование. Цель, задачи, условия применения.

3. Инженерно-геологическое районирование. Принципы инженерно-геологического районирования.

 

1. Инженерная геодинамика – изучает динамику геологической среды и решает вопросы рационального использования и охраны.

Инженерная геодинамика – это научное направление инженерной геологии, изучающее морфологию, механизм, причины и пространственно-временные закономерности развития в геологической среде природных и антропогенных (инженерно-геологических) геологических процессов в связи с осуществляемой и планируемой инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Основное внимание уделяется изучению геологических процессов, протекающих в приповерхностной части геологической среды, как в природной обстановке (экзогенные и эндогенные геологические процессы природной геологической системы), так и на освоенных территориях (антропогенные, или техногенные, или инженерно-геологические процессы природно-технической системы).

Объектом изучения инженерной геодинамики являются геологические и инженерно-геологические процессы и явления, в которых проявляется динамика геологической среды.

Предметом инженерной геодинамики являются знания о законах и закономерностях возникновения природных и техногенных геологических процессов и явлений в результате взаимодействия геологической среды с другими средами или функционирования только внутренних факторов самой геологической среды. Влияние процессов и явлений на условия строительства, устойчивость местности, устойчивость зданий и сооружений, защитные мероприятия.

Основные задачи современной инженерной геодинамики следующие:

1. Изучение генезиса, причин и закономерностей развития процессов как в естественных условиях, так и в связи с хозяйственной деятельностью человека.

2. Изучение их распространения по площади и во времени.

3. Разработка методов прогнозов геологических процессов и явлений.

4. Разработка направлений, приемов и способов управления геологическими и инженерно-геологическими процессами в нужном человеку направлении.

5. Рекомендации по рациональному выбору участков размещения строительства, типа и конструкции сооружений.

6. Создание инженерно-геологических основ организации мониторинга геологической среды.

Задачи очень нужные, интересные и имеют большое как теоретическое, так и практическое значение.

 

2. Динамическое зондирование - простота оборудования и сравнительно – быстрое получение данных. Сущность этого метода заключается в измерении сопротивления породы забивкой в неё свободно падающим молотом стального конуса (наконечника) с наибольшим диаметром и углом. При забивке конуса определяют число стандартных ударов, необходимых для погружения зонда на определенный интервал. Число ударов и является условным измерителем динамического сопротивления породы внедрению в неё конуса. После каждых 5 ударов молота производят замер нарастающей глубины погружения зонда и производят соответствующие расчеты.

Статическое зондирование- конус задавливается не ударами, а приложением статического давления. В отличии от динамического имеет ряд преимуществ: увеличение скорости задавливания наконечника, автоматическая регистрация результатов и др.

Зондирование значительно сокращает объемы картировочных разведочных работ и с достаточной для практических целей точностью решает задачи:

1) детально расчленяет геолог. Разрез

2) определяет отн. плотность песчано-глинистых пород

3) определяет плотность и модуль деформации песчаных разностей пород

4) определяет консистенцию глинистых пород

В зависимости от целей исследования, определяющих глубину зондирования применяются:

1) установки глубинного зондирования (до глубины нескольких десятков метров)

2) плотномеры и ударники для мелкого зондирования (1-1.5м)

Установки статического зондирования позволяют проводить исследования до глубины 40-60 м, установки динамического зондирования- до 30 м

3. Инженерно-геологическое районирование проводится по определенным принципам, без которых было бы невозможно сравнить и оценить все разнообразие ИГУ различных территорий.

Наиболее полно принципы инженерно-геологического районирования были разработаны И.В. Поповым (1961), который предложил выделять в качестве самостоятельных таксономических единиц инженерно-геологические регионы, области, районы и подрайоны разного порядка.

Инженерно-геологические регионы выделяются по структурно-тектоническому признаку. Инженерно-геологический регион первого порядка является наиболее крупной таксономической единицей. Примером инженерно-геологического региона первого порядка является Русская платформа, на которой выделяются регионы второго порядка, такие, как Балтийский щит, Московская синеклиза, Воронежская антеклиза, Причерноморская впадина, Предкарпатский прогиб и др.

И.В.Попов предложил выделять инженерно-геологические области в пределах одного региона по геоморфологическим признакам..

Инженерно-геологические области могут выделяться непосредственно при подразделении инженерно-геологических регионов первого порядка (когда они достаточно однородны в геоструктурном отношении) и в этом случае охватывает огромные территории. Примером в этом отношении является Западно-Сибирская плита. Если развитие территории в новейшее время было неодинаковым, то при более детальном ее рассмотрении могут выделяться инженерно-геологические области разного порядка: не только первого, но второго и даже третьего порядка.

В инженерно-геологических областях выделяются инженерно-геологические районы, на территории которых отмечается однообразие геологического строения, выражающееся в одинаковой последовательности залегания горных пород, их мощности и петрографическом составе. Такие сравнительно небольшие территории могут образоваться при условии, что они испытывали на всей своей площади строго одинаковые по знаку и интенсивности тектонические движения и находились в строго одинаковых палеоклиматических условиях на протяжении их истории развития, выходящей за пределы новейшего этапа геологического развития Земли.

В пределах одного инженерно-геологического района могут быть выделены инженерно-геологические подрайоны, если в этом возникает необходимость, по различному состоянию пород, проявлению современных и древних геологических процессов и т.д. Например, в пределах одного инженерно-геологического района окажется оползневой склон на значительном протяжении береговой линии, то в этом случае может возникнуть необходимость выделения двух инженерно-геологических подрайонов.

При крупномасштабном инженерно-геологическом изучении территории внутри подрайонов выделяются инженерно-геологические участки, в пределах которых, в свою очередь, могут быть выделены инженерно-геологические элементы.

Изложенные принципы выделения различных таксономических единиц при инженерно-геологическом районировании базируется на региональных инженерно-геологических факторах.

Билет №9

1. Объект исследования и задачи региональной инженерной геологии.

2. Понятие " Структурные связи". Современные представления об их формировании. Перечислить и кратко охарактеризовать основные типы структурных связей в грунтах.

3. Перечислить и кратко охарактеризовать методы улучшения свойств скальных и полускальных грунтов (суть метода, цель, границы применения.

 

1. РИГ – раздел инженерной геологии, который занимается изучением закономерностей инженерно-геологических условий, строительства и эксплуатации инженерных сооружений в земной коре и на ее поверхности.

Она изучает:

- закономерности проявления на Земле факторов ИГУ, обусловленные природной обстановкой, а также геологическим строением и геологической жизнью местности

- комплексы факторов природных условий, определяющих геологические условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений на данной территории

- инженерно-геологические процессы и явления на основе опыта строительства на данной территории

Объект: инженерно-геологические условия(ИГУ). ИГУ – совокупность компонентов геологической среды: геоморфологические условия( рельеф), сами геологичские усл-я (ГП), гидрогеологические условия, тектоника и неотектоника.

Предмет: ИГИ (исследования) решает все прикладные задачи – это комплексные работы, направленные на получение материалов, необходимые для обоснованного применения проектных решений в связи с хозяйственным освоением территории с деятельностью, зависящей от стадии проектирования.

Задачи:

- изучение закономерностей формировании ИГУ отдельных территорий

- создание кадастра ИГУ отдельных территорий

 

2. Структурные связи – связи которые образуются между структурными элементами (мин. частицы, микроагрегатами, агрегатами, зёрнами). Структурные связи в грунтах являются проявлением суммарного эффекта сил притяжения и отталкивания между структурными элементами. Структурные связи формируются в результате сложных физ.-хим. процессов на протяжении всей геологической истории существования природы.

Типы структурных связей(по энергии):

1. Химические или кристаллизационные. Высокая прочность, слабая сжимаемость, упругие свойства. После разрушения не восстанавливаются.

2. Молекулярные. Прочность меньше чем 0, 01 Мпа. При наличии в породе связанной воды и ее количества, энергия молекулярных сил может уменьшаться за счет расклинивающего действия (противоположно молекулярным силам).

3. Ионно-электростатические. Прочность 0, 1-5Мпа. Только для водонасыщенных систем. Прочность пород увеличивается при высушивании и уплотнении породы за счет образования прочных электростатических мостиков из обменных катионов.

4. Электростатические. Формируются при непосредственном контакте минеральных частиц вследствие контактной электризации (пески, эоловая пыль). Прочность определяется внутренним трением, т.к. удельное сцепление равно 0.

5. Магнитные. Характерны для тонкодисперсных систем при наличии в них ферромагнетиков, находящихся в виде тонких плёнок на поверхности минералов. Вблизи рудных тел(пр. Курская магнитная аномалия). В условиях естественного магнитного поля эти связи очень малы и практически не влияют на прочность пород. Анизотропия свойств вследствие формирования сланцеватой текстуры.

6. Капиллярные. Характерны для дисперсных грунтов, формируются при взаимодействии воды с твердыми частицами грунта при их смачивании и образовании минисков. Величина силы капилярного давления равна по величине и обратна по знаку подъёмной силе миниска. Прочность – десятки доли Мпа

 

3. Глинизация – метод для уменьшения водопроницаемости сильно трещиноватых горных пород, характеризующийся большим удельным водопоглощением. Основан на нагнетании глинистого раствора плотностью 1, 20-1, 40 г/см³ под давлением 2-3Мпа. Происходит спрессование глинистого материала в трещинах и пустотах.

Цементация - в трещины пор. в скважину под действием Р нагнетается цементный раствор. Расстояние между скважинами 1-4 м. Р=150-200атм. Раствор заполняет трещины и пустоты, схватывается с породой, твердеет, придает ей монолитность, плотность, устойчивость, прочность и значительно снижает деформируемость и водопроницаемость. Предел применимости в известной мере определяется шириной трещин. Установлено, что трещины тоньше0, 15 мм не могут быть зацементированы, т.к. зёрна цемента не могут проникнуть в такие трещины. По этим же причинам цементация не применима для уплотнения песчаных пород.

Битумизация – применяется для уменьшения водопроницаемости сильно трещиноватых г.п. а также пород с пустотами больших размеров, водоносных (в которых подземные воды движутся с большой скоростью).

Сущность: в скважины нагнетают битум с температурой 150-180. Он заполняет трещины и пустоты, вытесняет воду. Порода становится водонепроницаемой.

Радиус распространения битума в трещиноватых породах не более 1м. Поэтому расстояния между скважинами должны бать не более 0, 75-1.5 м.

1234Следующая ⇒

Поделиться: