Основные сведения по геологии

Стр 1 из 10Следующая ⇒

ПОЧВОВЕДЕНИЕ С ОСНОВАМИ

ИНЖЕНЕРНОЙ ГеологиИ

Лабораторный практикум

Учебное пособие

для студентов направления

«Землеустройство и кадастры»

Смоленск

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИЗУЧЕНИЮ

ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ КУРСА

Основные сведения по геологии

Происхождение и строение Земли

При изучении этой темы следует обратить внимание на существующие научные гипотезы происхождения Земли (Канта-Лапласа, О.Ю. Шмидта, В.Г. Фесенкова), иметь понятие о строении Земли, ее геосферах (атмосфере, гидросфере, биосфере и литосфере), об их взаимодействии и влиянии на свойства горных пород. Следует рассмотреть тепловое состояние Земли, температурные зоны, геотермический градиент, геотермическую ступень, уяснить их значение в строительстве.

Минералы и горные породы

Свойства горных пород существенно зависят от свойств входящих в их состав минералов. Минерал – это природное тело, однородное по своим физическим свойствам и химическому составу. При изучении данной темы необходимо обратить внимание на физические свойства минералов (цвет, блеск, прозрачность, спайность, твердость, излом и др.), их классификацию по химическому составу (самородные элементы, сульфиды, оксиды и гидроксиды, силикаты и алюмосиликаты, фосфаты, сульфаты, карбонаты, галоиды), а также на состав и характеристику основных породообразующих минералов, т. е. главных минералов, входящих в состав горных пород.

Горная порода – это плотные или рыхлые агрегаты, слагающие земную кору и состоящие из одного или нескольких минералов, а также обломков других пород. Образуются в результате геологических процессов внутри земной коры или на ее поверхности. По происхождению горные породы делятся на магматические, осадочные и метаморфические, причем внутри каждой группы есть своё подразделение.

Магматическими горными породами называют горные породы, которые образовались в результате кристаллизации магмы при ее остывании в недрах Земли (интрузивный магматизм) или на ее поверхности (эффузивный магматизм). Необходимо знать условия залегания глубинных и излившихся магматических горных пород, их классификацию по содержанию кремнезема (SiO₂), иметь представление о структуре, текстуре, минералогическом составе пород, а также выявить зависимость строительных свойств пород от их состава и условий образования.

Осадочные горные породы слагают самые верхние слои земной коры, покрывая своеобразным чехлом породы магматического и метаморфического происхождения. Несмотря на то, что осадочные породы составляют всего 5 % земной коры, земная поверхность на 75 % своей площади покрыта именно этими породами, в связи с чем инженерная деятельность производится в основном на осадочных породах. Осадочные горные породы формируются на поверхности земли и являются результатом: разрушения других, ранее образовавшихся пород; выпадения различных, главным образом химических образований из водной среды и накопления продуктов жизнедеятельности растительных и животных организмов на суше и в водных бассейнах. При изучении осадочных пород нужно знать условия их образования (обломочные, химические, органогенные, смешанные), формы залегания, особенности, классификацию отдельных видов горных пород и их главнейших представителей, а также состав и строительные свойства.

Метаморфические горные породы образуются в результате изменения осадочных или магматических пород под действием высоких температур, давлений и физико-химических агентов. Метаморфические породы занимают промежуточное положение между магматическими и осадочными. Им присуща кристаллическая структура и своеобразная текстура. Необходимо знать типы метаморфизма (контактовый, региональный, гидротермальный, динамометаморфизм), классификацию и характеристику основных представителей метаморфических пород, их минералогический состав и применение.

Геологическая хронология

Установление возраста горных пород имеет существенное значение и является обязательным. Породы, образовавшиеся в одно и то же время и в одинаковых условиях, обычно обладают одинаковыми строительными свойствами. Это дает возможность использовать данные о возрасте пород для обоснования метода аналогий при оценке пород как оснований сооружений, при отрывке траншей и т. п. Следует изучить методы определения возраста горных пород (относительного и абсолютного), ознакомиться с геохронологической и стратиграфической шкалой.

Вопросы для самопроверки

1. Взгляд на происхождение Земли согласно современным представлениям

2. Геосферы Земли. Характеристика геосфер

3. Тепловой режим Земли, изменение температуры по зонам

4. Геотермическая ступень и ее значение в строительстве подземных сооружений

5. Что такое минерал? Какие минералы являются породообразующими?

6. Классификация минералов, основные представители, их происхождение

7. Как образуются магматические горные породы? Представители глубинных и излившихся пород, их минеральный состав, структура, текстура, строительные свойства и применение.

8. Основные формы залегания магматических горных пород

9. Представители пород обломочного, хемогенного, органогенного и смешанного происхождения, их минеральный состав, структурные и текстурные особенности, строительные свойства

10. Формы залегания осадочных горных пород

11. Условия образования метаморфических горных пород

12. Породы контактового и регионального метаморфизма, их минеральный состав, структурные и текстурные особенности, строительные свойства

13. Абсолютный и относительный возраст пород. Методы определения

14. Геохронологическая шкала, ее значение для строительства. Установление возраста горных пород

1.2. Грунтоведение

Грунтоведение – это наука о грунтах, изучающая свойства грунтов в зависимости от их состава и структурно-текстурных особенностей. Грунт – горная порода, почва или искусственное образование (твердые отходы производства и бытовые), представляющие собой многокомпонентные системы, изменяющиеся во времени, используемые как основание, среда или материал при строительстве.

В этом разделе студенты должны изучить классификацию грунтов по СТБ 943-93 «Грунты. Классификация» (1. С жесткими структурными связями – скальные (магматические, метаморфические, осадочные – обломочные сцементированные, органогенные, хемогенные, искусственные. 2. Без жестких структурных связей – нескальные (осадочные несцементированные и искусственные). Нескальные грунты подразделяются на крупнообломочные, песчаные, глинистые.

При изучении данной темы особое внимание необходимо уделить строительной классификации песчаных и глинистых грунтов. Песчаные грунты классифицируются по гранулометрическому составу, показателю максимальной неоднородности, степени влажности, прочности. Глинистые грунты классифицируются по числу пластичности, показателю текучести, прочности.

Инженерно-геологические свойства горных пород являются весьма емким понятием, охватывающим их физические, водно-физические и механические свойства. Определение этих свойств, назначение их расчетных значений при проектировании оснований и фундаментов различных сооружений, прогноз их изменений во времени и являются основной конечной целью грунтоведения.

В зависимости от способа определения все характеристики подразделяются на прямые и производные (косвенные). Прямые характеристики – это те, которые определяются только опытным путем в лаборатории. Производные характеристики определяются только расчетными формулами.

Ниже приводится перечень основных физико-механических свойств горных пород:

1. Физические свойства:

а) гранулометрический состав;

б) плотность грунта (ρ );

в) плотность частиц грунта (ρ _s);

г) плотность скелета грунта – сухого грунта (ρ _d);

д) пористость пород (n);

е) коэффициент пористости (е).

2. Водно-физические свойства:

а) влажность породы (w);

б) степень влажности (S_T);

в) характеристики влажности глинистых грунтов;

- на границе раскатывания (нижний предел пластичности) – w_p;

- на границе текучести (верхний предел пластичности) – w_l;

г) число пластичности (I_р);

д) показатель текучести (консистенция) – I_L.

3. Механические свойства:

а) деформационные свойства (сжимаемость, консолидация);

б) прочностные свойства (сопротивление грунтов сдвигу).

В зависимости от способа определения физические характеристики подразделяются на две группы:

• прямые – определяются только опытным путем на основе лабораторных исследований (ρ (γ ), ρ _s(γ _s) w и др.);

• производные (косвенные) – определяются только расчетными формулами (ρ _d (γ _d), S_f, п, е, I_р, I_Lи др.).

• Различают физические, прочностные и деформационные характеристики грунта. Физические характеристики подразделяются на основные, производные и классификационные. Основными являются характеристики, определяемые из опыта. Остальные физические характеристики являются расчетными. Введем следующие условные обозначения физических величин: показанные на рис. 1.2; ρ _w, γ _w – плотность и удельный вес воды; g – ускорение свободного падения.

Рис. 1. Модель грунта: V – объем образца грунта; V_s – объем минеральных частиц грунта в объеме V; V_n – объем пор в объеме V; V_w – объем воды в порах; G – масса образца грунта; G_s – масса частиц грунта (скелета); G_w – G масса содержащейся в порах воды; G_w_{, р} – то же в заданном состоянии грунта на границе пластичности (раскатывания); G_w_,_L – то же в заданном состоянии грунта на границе текучести.

Приведенные в таблицах формулы для вычисления производных и классификационных физических характеристик грунта получены в результате преобразования выражений, являющихся определениями этих характеристик.

Данные о свойствах грунтов для наглядности представим в табличной форме.

Таблица 1.1. Основные физические характеристики грунта

Наименование	Обозначение	Размерность	Формула для вычисления
Плотность грунта	ρ	кг/м³	ρ = G/ V
Удельный вес грунта	γ	кН/м³	γ = P·g
Плотность частиц грунта	ρ _s	кг/м³	ρ _s = G_s/ V_s
Удельный вес частиц грунта	γ _s	кН/м³	γ _s = ρ _s ·g
Влажность грунта	W	безразмерна	W = (G – G_s)/ G_s = G_w / G_s
Влажность на границе пластичности	W_p	безразмерна	W_p = G_{w, p} / G_s
Влажность на границе текучести	W_L	безразмерна	W_L = G_{w, L} / G_s

Таблица 1.2. Производные физические характеристики грунта

Наименование	Обозначение	Размерность	Формула для вычисления
Плотность сухого грунта	ρ _d	кг/м³	ρ _d = G_s / V = ρ / (1+W)
Удельный вес сухого грунта	γ _d	кг/м³	γ _d = _P_d·g = γ / (1+W)
Коэффициент пористости	e	безразмерна	e = V_n / V_s = (ρ _s - ρ _d) / ρ _d = ρ _s / ρ _d - 1
Пористость	n	безразмерна	n = V_n / V = (ρ _s - ρ _d) / ρ _s = 1 - ρ _d / ρ _s

Таблица 1.3. Классификационные физические характеристики грунта

Наименование	Обозначение	Размерность	Формула для вычисления
Число пластичности	I_p	безразмерна	I_p = W_L ̶ W_p
Показатель текучести	I_L	безразмерна	I_L = (W ̶ W_p) / (W_L ̶ W_p) = (W ̶ W_p)/ I_p
Степень влажности	S_r	безразмерна	S_r = V_w / V_n = (p_s /p_w)-(W/e)
Полная влагоемкость	W_sat	безразмерна	W_sat = (p_w / S _s)-e (соответствует S_r = 1)

Следует изучить классификацию видов воды в грунтах (парообразная, связанная, прочносвязанная, рыхлосвязанная, осмотическая, свободная, гравитационная), типы структурных связей в грунтах (структурные, химические, молекулярные, ионно-электростатические), инженерно-геологическую характеристику грунтов.

По величине плотности сухого грунта можно делать предварительные выводы о пригодности данного грунта для целей строительства. Грунты с плотностью сухого грунта в пределах 1100–1300 кг/м³, как правило, являются непригодными для целей строительства. Прочным грунтам соответствует плотность в сухом состоянии в пределах 1600–1800 кг/м³. Коэффициент пористости и пористость позволяют более дифференцированно оценить пригодность грунтов для целей строительства. Например, при значении коэффициента пористости больше единицы грунты, как правило, непригодны для целей строительства. Прочным грунтам соответствуют значения коэффициентов пористости в пределах 0, 4–0, 6. Кроме этого, коэффициент пористости и показатель текучести являются входными параметрами в нормативные таблицы, позволяющие определять для предварительных расчетов прочностные и деформационные характеристики грунта. По числу пластичности устанавливают вид пылевато-глинистого грунта:

Значение числа пластичности	Наименование вида грунта
0, 01 > I_p	песчаный грунт
0, 01 ≤ I_p < 0, 07	супесь
0, 07 ≤ I_p < 0, 17	суглинок
I_p ≥ 0, 17	глина

Для большей наглядности классификацию вида грунта по числу пластичности удобно представить в форме диаграммы:

По показателю текучести устанавливают состояние (консистенцию) грунта. Различают состояния: твердое (0 > I_L); пластичное (0 ≤ I_L < 1); текучее (I_L ≥ 1). Пластичное состояние суглинков и глин подразделяют на полутвердое (твердопластичное), тугопластичное, мягкопластичное и текучепластичное. Прочные грунты находятся, как правило, в состоянии от твердого до тугопластичного. Ниже приводится диаграмма, позволяющая установить состояние пылевато-глинистого грунта по показателю текучести:

Текучее и текучепластичное состояние грунта делают его непригодным для целей строительства. Если полная влагоемкость грунта W_sat превышает его влажность на границе текучести W_L, это свидетельствует о непригодности грунта для целей строительства при потенциальной подтопляемости территории. Физические характеристики грунта используются для анализа инженерно-геологических условий площадки строительства с выводами о пригодности грунтов, слагающих сжимаемую толщу в основании фундаментов.

Вопросы для самопроверки

1. Грунтоведение. Грунт. Задачи грунтоведения.

2. Классификация грунтов по СТБ 943-93.

3. Строительная классификация песчаных грунтов.

4. Строительная классификация глинистых грунтов.

5. Перечислите физические свойства грунтов с указанием методов определения или расчетных формул.

6. Перечислите водно-физические свойства грунтов с указанием методов определения или расчетных формул

7. Деформационные свойства грунтов. Методы определения.

8. Прочностные свойства грунтов. Методы определения.

9. Перечислите косвенные и производные физические и вводно-физические характеристики грунтов.

10. Назовите и охарактеризуйте виды воды в грунтах.

11. Типы структурных связей в грунтах.

12. Дайте инженерно-геологическую характеристику крупнообломочных грунтов.

13. Дайте инженерно-геологическую характеристику песчаных грунтов.

14. Дайте инженерно-геологическую характеристику глинистых грунтов.

Вопросы для самопроверки

1. Процессы внутренней динамики Земли.

2. Какие движения земной коры называются тектоническими, как они влияют на условия залегания горных пород?

3. Примеры нарушенного и ненарушенного залегания горных пород.

4. Дислокации горных пород. Формы складчатых и разрывных дислокаций. Охарактеризуйте их.

5. Геосинклинали и платформы, их строение.

6. Классификация землетрясений, магнитуда, интенсивность.

7. Землетрясения, оценка силы землетрясений. Строительство в сейсмических районах

8. Понятие о гипоцентре и эпицентре. Действие продольных я поперечных волн.

9. Как зависит сила землетрясения от рельефа местности, геологического строения, состава пород и условий их залегания, водного режима?

10. Вулканизм. Какие продукты вулканических извержений находят применение в строительстве?

Подземные воды

Основы гидрогеологии

Воды, находящиеся в верхней части земной коры, носят название подземных. Изучением подземных вод, их происхождением, условиями залегания, физических и химических свойств, закономерностями распространения и движения, а также взаимодействием с горными породами, с атмосферными и поверхностными водами занимается наука гидрогеология.

Подземные воды нередко осложняют строительство, вызывая просадки в лессах, набухание глинистых грунтов, оказывая агрессивные действия на строительные конструкции. Поэтому инженер-строитель, изучив подземные воды, должен умело использовать их в производственных целях и уметь бороться с ними при строительстве и эксплуатации сооружений.

При изучении этой темы следует знать происхождение подземных вод (инфильтрационные, конденсационные, седиментационные, ювенильные), физические свойства и химический состав подземных вод.

Режим грунтовых вод

Совокупность изменения уровня и характера поверхности грунтовых вод, их температуры и химического состава называется режимом грунтовых вод. Изменение режима грунтовых вод зависит от фильтрации воды через породы, откачки воды, уменьшения количества атмосферных осадков, производственной деятельности человека. Все эти факторы должны учитываться при проектировании, строительстве и эксплуатации сооружения.

Для определения глубины залегания грунтовых вод и последующих наблюдений за их уровнем используются наблюдательные скважины. По скважинам составляют карту гидроизогипс, по которой определяют направление потока грунтовых вод, величину напорного градиента, глубину залегания воды, выбирают места под колодцы и дренажные устройства. Применяя коэффициент фильтрации, можно определить скорость грунтового потока.

При изучении этого раздела необходимо знать, какие факторы влияют на уровень и качество грунтовых вод (метеорологические факторы, гидрогеологические условия, колебания земной коры, инженерная деятельность человека и др.).

Динамика подземных вод

Подземные воды в большинстве случаев находятся в движении. Раздел гидрогеологии, изучающий закономерности движения подземных вод, называется динамикой подземных вод.

Подземные воды могут передвигаться в горных породах как путем инфильтрации, так и фильтрации. Фильтрационные потоки подземных вод различаются по характеру движения и подчиняются двум законам. Если движение грунтового потока в водоносных слоях имеет ламинарный характер (параллельно-струйчатый), то он подчиняется закону Дарси. При наличии крупных пустот и трещин движение воды носит турбулентный характер (вихревой) и подчиняется закону Шези-Краснопольского.

При изучении динамики подземных вод особое внимание следует обратить на законы движения воды в горных породах и на методы определения коэффициента фильтрации как в лабораторных (на приборах различной конструкции), так и в полевых условиях (методом пробных откачек и наливов воды в шурф). Необходимо также знать способы определения направления грунтового потока по трем скважинам, определения скорости движения по методу красителей, солевому и др., определение расхода потока (количество воды, протекающее через поперечное сечение водоносного горизонта в единицу времени).

Вопросы для самопроверки

1. Виды воды в горных породах.

2. Сущность теорий образования подземных вод.

3. Водные свойства горных пород (влажность, влагоемкость, водоотдача, водопроницаемость).

4. Какие воды являются ненапорными и напорными? Что называется артезианским бассейном?

5. Что такое верховодка? Какие воды называются грунтовыми и межпластовыми?

6. Режим грунтовых вод. Какие факторы влияют на режим?

7. Принципы построения карты гидроизогипс, для каких целей она составляется?

8. Основные законы фильтрации, их математическое выражение.

9. Что такое напорный градиент и как он определяется?

10. Коэффициент фильтрации и факторы, влияющие на его величину. Методы определения коэффициента фильтрации.

11. Как определяется направление движения подземных вод?

12. Физические свойства и химический состав подземных вод.

13. Что называется депрессионной воронкой? Какую роль при проектировании водозаборных и дренажных сооружений играет радиус влияния?

14. Какие колодцы, скважины и траншеи называются совершенными и несовершенными?

15. Какие методы водопонижения применяются при строительстве?

Вопросы для самопроверки

1. Понятие о денудации.

2. Виды выветривания горных пород. Значение выветривания для практики строительства.

3. Образование элювия, пролювия. Их строительные свойства.

4. В чем заключается геологическая деятельность ветра? Участие ветра в формировании эоловых отложений.

5. Лесс и его строительные свойства.

6. Образование делювиальных отложений, их строительные свойства.

7. Образование оврагов. Какие мероприятия проводятся по борьбе с ними?

8. Как и где образуются грязекаменные потоки (сели)? Методы борьбы с ними.

9. Образование речных долин. Особенности их строения.

10. Что такое базис эрозии, как образуются поперечные и продольные террасы? Как подразделяются террасы по характеру слагающего их материала?

11. Основные виды аллювиальных отложений (русловые, пойменные, старичные). Строительные свойства крупнообломочных, песчаных и глинистых отложений.

12. Геологическая деятельность моря. Зависимость распределения осадков от глубины моря. Строительные свойства морских отложений

13. Геологическая деятельность ледников. Морена и флювиогляциальные отложения, их строительные свойства.

14. Какие деформации называются просадками?

15. Что такое карст? Причины его образования. Чем вызывается образование провальных воронок? Меры борьбы с карстообразованием

16. Оползни, причины образования и меры борьбы с ними

17. Обвальные явления, меры борьбы с ними

18. Плывуны, природа образования и меры борьбы с ними.

19. Виды вечной мерзлоты. Что такое деятельный слой и его влияние на инженерные сооружения?

20. Принципы строительства на вечной мерзлоте. Наледи, солифлюкция, термокарст.

взгляд

Почвы

Почва – образованный природными и геологическими процессами поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием, т. е. пригодный для произрастания различных форм растений. Почва – уникальное образование, тончайшим слоем устилающее поверхность многих районов нашей планеты. Она является одним из важнейших факторов развития и процветания жизни на Земле. Появление почвы связано с взаимодействием органической и неорганической природы, причем органика является главным образующим звеном, без наличия которого почвообразование невозможно.

Любая почва состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих частей, раздробленных и перемешанных между собой. От соотношения в почве газообразной и жидкой составляющих зависят ее технологические свойства (сухая, влажная, рыхлая, плотная и т. д.), т. е. возможность обработки.

Питательные свойства почвы во многом зависят от минералогического состава ее твердой составляющей, т. е. от первичных горных пород, из которых образована почва в данной местности, а также от количества в ней разложившейся органики – останков произраставших ранее растений и погибших животных. Оба эти фактора напрямую связаны с природно-климатическими условиями в регионе.

Основные физические свойства почвы:

- гранулометрический состав;

- скважность (порозность, пористость);

- плотность (объемная масса, или отношение массы образца к его объему);

- влажность.

Кроме основных свойств, почвы имеют дополнительные свойства:

- твердость;

- фрикционные свойства;

- липкость;

- удельное сопротивление почвы.

Гранулометрический состав – относительное содержание в почве первичных элементарных частиц (механических элементов) различного размера, которые подразделяют на фракции: камни (крупнее 3 мм), гравий (1–3 мм), песок (0, 05–1 мм), пыль (0, 001–0, 05 мм), ил (0, 0001–0, 001 мм) и коллоидные частицы (менее 0, 0001 мм). В основе классификации почв по гранулометрическому составу положено условное разделение элементарных почвенных частиц на две основные фракции: физическую глину (размер частиц менее 0, 01 мм), и физический песок (размер частиц более 0, 01 мм).

В зависимости от содержания физической глины все виды почвы подразделяют на:

- глинистые (содержание физической глины более 50 %);

- суглинистые (содержание физической глины от 20 до 50 %);

- супесчаные (содержание физической глины от 10 до 20 %);

- песчаные (содержание физической глины менее 10%).

Глинистые почвы хороши для питания растений, но очень тяжелы в обработке, особенно во влажном состоянии. Органика в них разлагается медленно. Глинистые почвы называют тяжелыми почвами.

Песчаные почвы бедны элементами питания растений, плохо удерживают влагу, но очень легки в с.-х. обработке, поэтому их и называют легкими почвами. Органика в легких почвах разлагается быстро.

Наиболее удобными для выращивания с.-х. культур считаются суглинистые и супесчаные почвы, поскольку они легки в обработке, содержат достаточно большое количество питательных веществ, неплохо удерживают влагу, т. е. обладают хорошим плодородием.

Еще одно важное качество почвы – структурность. Различают песчаные бесструктурные почвы, глинистые почвы со сплошной структурой и почвы с агрегатной структурой, т. е. состоящие из почвенных комочков, образованных склеиванием мелких частиц и элементов. Структурные агрегатные почвы (с максимальным содержанием комочков величиной 0, 25–7 мм) считаются наиболее благоприятными для с.-х. земледелия, поскольку обеспечивают хорошее питание, воздушный и водный режимы растениям.

Скважность почвы (пористость, порозность) – отношение объема пустот в образце почвы к общему объему этого образца и выражается в процентах. Скважность почвы зависит от размеров почвенных частиц, и составляет для песчаных и супесчаных почв 40–50%, для глинистых и суглинистых почв 50–60 %, для торфяников 80–90 %.

Плотность почвы – отношение массы почвенного образца к его объему, причем образец берется без нарушения естественного сложения почвы (без разрыхления, уплотнения и т. п. ).
Плотность почвы напрямую зависит от ее гранулометрического состава и скважности. Чем пористей и рыхлей почва, тем выше ее плодородные свойства и ниже плотность. Обычно плотность различных почв варьирует в пределах от 0, 9 до 1, 8 г/см³.

Влажность почвы – характеризуется наличием в ее составе воды, как в связанном, так и в свободном состоянии. На технологические свойства почвы (в т. ч. липкость, пластичность) влияет только свободная вода, доступная корням растений. При оптимальном количестве влаги в почве она легко крошится на частицы, и для ее обработки необходим минимум затрат энергии. Такое состояние почвы называют ее физической спелостью.

Влажность почвы оценивают по абсолютной составляющей и относительной составляющей.

Абсолютная влажность – соотношение между сухой составляющей почвы и влагой, содержащейся в ней (в %).

Относительная влажность – соотношение между абсолютной влажностью образца почвы и максимальной влагоемкостью этого образца, т. е. до предела насыщенного водой (в %).

Физическая спелость почвы наступает при абсолютной влажности 15–30 % и относительной влажности 40–70 %.

Твердость почвы – ее способность сопротивляться смятию. Обычно твердость измеряют специальным прибором твердомером, имеющим плунжер-конус, вдавливаемый в образец почвы. Полученный отпечаток измеряют и по формулам определяют твердость образца в н/см2. Фрикционные свойства почвы – качественная характеристика, выражающаяся в трении почвы о поверхность рабочих органов машин при обработке или внутреннем трении между слоями почвы.

Липкость почвы – способность частиц почвы склеиваться и прилипать к различным предметам, в т. ч. и к рабочим органам машин. Липкость, в основном, зависит от гранулометрического состава почвы и ее влажности, а также материала рабочего органа машины. Повышенная липкость существенно снижает качество обработки почвы и повышает тяговое усилие при обработке, что сказывается на повышении затрат.

Удельное сопротивление почвы – усилие, необходимое для обработки (например, вспашки) единицы площади поперечного сечения пласта. По затрачиваемому усилию почвы подразделяют на тяжелые, среднетяжелые, средние и легкие.

1.7. Рекомендуемая литература

1. Александровский А.Л., Александровская Е.И. Эволюция почв и географическая среда. М., 2005. 223 с.

2. Бахнов В.К. Почвообразование: взгляд в прошлое и настоящее (биосферные аспекты). Новосибирск, 2002. 117 с.

3. Вальков В.Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Почвоведение. М., 2006. 496 с.

4. Гусаров А.В. Аудиторно-практические работы по курсу «География почв с основами почвоведения». Ч. 1: Определение основных морфологических признаков почвы. Казань, 2008. 36 с.

5. Добровольский Г.В., Трофимов С.Я. Систематика и классификация почв (история и современное состояние). М., 1996. 80 с.

6. Добровольский Г.В., Урусевская И.С. География почв. М., 2004. 460 с.

7. Ковриго В.П., Кауричев И.С., Бурлакова Л.М. Почвоведение с основами геологии. М., 2008. 439 с.

10. Лозе Ж., Матье К. Толковый словарь по почвоведению. М., 1998. 398 с.

11. Мамонтов В.Г., Панов Н.П., Кауричев И.С., Игнатьев Н.Н. Общее почвоведение. М., 2006. 456 с.

12. Розанов Б.Г. Морфология почв. М., 2004. 432 с.

13. Уваров Г.И., Голеусов П.В. Практикум по почвоведению с основами бонитировки почв. Белгород, 2004. 85 с.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторная работа 1

Задание

Определить механический (гранулометрический) состав образца почвы методом раскатывания.

Материалы

1. Геохронологическая шкала.

2. Геологические и инженерно-геологические карты.

3. Геологические разрезы.

4. Геологические карты.

Методика работы

Лабораторная работа 2

ИХ КЛАССИФИКАЦИИ

Задание

Изучить основные свойства минералов и горных пород, их классификации по различным признакам, научиться определять представителей основных классов минералов и горных пород.

Материалы

1. Коллекции минералов и горных пород.

2. Соляная кислота – 10%;

3. Предметные стёкла;

4. Обломки фарфора;

5. Лупы десятикратные;

6. Шкала Мооса;

7. Бинокулярный микроскоп.

8. Влажные салфетки для рук.

Методика работы

1. Выписать определения «минерал» и «горная порода» уяснить разницу между ними. Законспектировать основные свойства минералов и горных пород. Рассмотреть классификации минералов и горных пород по различным признакам.

2. Рассмотрите основных представителей различных классов минералов по образцам.

3. Дайте характеристику указанных ниже минералов. В состав, каких горных пород они могут входить? Приведите примеры.

Варианты	Минералы	Варианты	Минералы
	Анортит, графит, кварцит		Лимонит, биотит, гематит
	Хлорит, микроклин, монтмориллонит		Авгит, каолинит, ортоклаз
	Альбит, гипс, ортоклаз		Роговая обманка, галит, асбест
	Глауконит, кварц, халцедон		Пирит, ангидрит, сера
	Мусковит, сильвин, доломит		Тальк, кальцит, лабрадор

4. Укажите происхождение, минеральный состав, структуру, текстуру горных пород, отметьте их основные свойства.

Варианты	Горные породы	Варианты	Горные породы
	Опока, обсидиан, тальковый сланец		Доломит, базальт, глина
	Слюдяной сланец, пемза, андезит		Пегматит, мергель, яшма
	Хлоритовый сланец, песок, сиенит		Мрамор, конгломерат, диабаз
	Мел, глинистый сланец, гнейс		Лабрадорит, кварцит, аргиллит
	Серпентинит, габбро, алевролит		Гранит, песчаник, мрамор

5. Как классифицируются перечисленные ниже горные породы по происхождению и содержанию кремнекислоты? Какими основными признаками они характеризуются? Дайте описание одной из пород. В чем сходство и различие пород?

Варианты	Горные породы	Варианты	Горные породы
	Гранодиорит, обсидиан, трахит		Диорит, липарит, перидотит
	Андезит, гранит, диабаз		Пегматит, габбро, дунит
	Пироксенит, сиенит, базальт		Пемза, кварцевый порфир, гранит
	Андезит, гранит, диабаз		Пегматит, габбро, дунит
	Пемза, кварцевый порфир, гранит		Пемза, кварцевый порфир, гранит

6. Пользуясь определителями минералов и горных пород, определите 3–4 образца из предложенных коллекций.

Лабораторная работа 3

ОСНОВЫ ГРУНТОВЕДЕНИЯ

Задание

Ознакомиться с одним из разделов инженерной геологии – грунтоведением; уяснить современное понимание термина " грунт"; научиться рассчитывать свойства грунтов по формулам.

Материалы

1. Бланк описания образца грунта.

2. Учебная и специальная научная литература.

Методика работы

1. Выяснить и записать в тетрадь, что изучает грунтоведение, его основные цели и задачи. Современное понятие грунтов.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒