геологдля заочн. 2009

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА «ОСНОВАНИЯ ФУНДАМЕНТЫ И ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ

по курсу

«ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ» ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЗАОЧНОЙ ФОРМЫ ОБУЧЕНИЯ

У т в е р ж д е н о на заседании кафедры ОФиПС

Протокол №13 от 14.04.2009г.

Макеевка, 2009г.

2

Фролов Э.К., Кошелева Т.В. , Попова В.П., Ярош Е.Э.

Методические указания к выполнению контрольных работ по курсу «Инженерная геология» для студентов заочной формы обучения; Макеевка: ДонНАСА, 2009г.

Учебно-методический материал утвержден на заседании кафедры: протокол №13 от «14» апреля 2009 г.

Учебно-методический материал утвержден УМС строительного института ДонНАСА:

протокол №_____ от «____» ___________________________ 20 г.

Тираж _____ экземпляров

3

Содержание

1.Введение…………………………..………...........................................................4

2.Краткое содержание курса «Инженерная геология»……..….….………….…5.

3.Задания для контрольных работ…….……………………….……….…………9

4.Контрольная работа №1 «Породообразующие минераы»…..…………… …9

6.Контрольная работа №3 «Виды отложений»…..…………………………......10

7.Контрольная работа №4 «Дислокация горных пород»……………………..11

8.Задания на выполнение расчетно-графической работы №5………………...11

9.Пояснение к выполнению контрольной работы №5…….…………………..19 10.Приложение 1 (Оформление КР №1)…………….…………………………..23

4

Введение

Для закрепления теоретических знаний по основным курсам «Инженерной геологии» (минералы и горные породы, виды отложений и дислокации, построение инженерно – геологических разрезов, расчет водопритоков) студентам заочной формы обучения надо выполнить лабораторные и расчетнографические работы, предусмотренные программой обучения. С этой целью в настоящих методуказаниях приведены задания для выполнения пяти контрольных работ. Каждая контрольная работа имеет 10 вариантов. Номер варианта выбирается по последней цифре зачетной книжки.

Лабораторные работы, выполняемые во время установочной сессии, дают студенту-заочнику возможность достаточно полно и правильно ответить на вопросы контрольных работ №1 и №2. Краткое изложение теоретического курса и работа студентов с учебной, нормативной и технической литературой позволит более полно ответить на вопросы контрольных работ №3, №4 и №5. Кроме того в МУ приведен пример построения инженерно-геологического разреза и стратиграфической колонки.

Контрольные работы №1, №2, №3, №4 выполняются в обычной тетради. Контрольная работа №5 на ватмане формата А4 (7 листов).

При составлении данных методических указаний были использованы:

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Инженерная геология»(1990г. составители: доц.Новодережкин О.П., доц..Оглоблин В.Ф.)

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Инженерная геология», 1997г. (составители: КазачекТ.В., Новодережкин О.П., Оглоблин В.Ф., Дружко Е.Б.)

5

Краткое изложение курса «Инженерная геология»

Основные сведения о Земле как космическом теле. Задачи «инженерной геологии».

Инженерная геология рассматривает горные породы либо как среду строительства сооружений, либо как основание фундаментов сооружений, либо в качестве строительных материалов.

Строительные свойства горных пород определяются условием образования горных пород, особенностями их структуры, текстуры, минералогическим составом и т.д. В связи с этим при обработке данной темы студентам следует обратить внимание на генетическую классификацию горнах пород, их строительные свойства. Студентам следует также знать, что вопрос использования горных пород в инженерных целях не может бать решен без изучения горных пород, установления их состава, свойств и поведения под нагрузкой от веса сооружения.

Основная задача Инженерной геологи заключается в том, чтобы, учитывая наличие тех, или иных инженерно-геологических процессов, строения грунтового массива (или массива горных пород) и наличия в нем надежных грунтов, определить благоприятные условия строительства.

Землю условно представляют как шарообразное тело, состоящее из ряда концентрических оболочек (геосфер). Выделяют наружные гидросферы (атмосфера, гидросфера, биосфера и осадочный слой литосферы). К внутренним геосферам относятся нижняя часть литосферы (гранитный и базальтовые слои), мантия и ядро.

Вопросы для самопроверки.

Задачи ИГ для строительной практики;

Каково внутреннее строение Земли?;

Что такое геотермический градиент?;

Что такое абсолютный и относительный возраст пород? Каковы методы их определения?;

Охарактеризуйте шкалу геологического времени по эрам и периодам.

Минералы и горные породы

Строителю приходится иметь дело как с отдельными минералами, так и с горнами породами, являющимися основой образования грунтов. Потому не обходимо знать основные сведения об образовании горных пород и минералов, их свойствах и физических характеристик, чтобы указать класс минерала, привести химический состав (эмпирическую или структурную формулу), строение кристаллических минералов, указать твердость,

6

плотность, цвет (цвет черты), особые свойства, спайность, излом, происхождение, разновидности (если они имеются) и залежи, а также применение в промышленности. Для горных пород следует указать происхождение, классификационные особенности, состав, структуру, текстуру, особые свойства, применение в промышленности.

Вопросы для самопроверки.

Что такое минерал? Каковы главные физические свойства минералов и горных пород?

Как изменяются структурные и текстурные свойства глубинных, полуглубинных и излившихся магматических горных пород в зависимости от изменения условий образования?

Приведите примеры осадочных пород обломочного, химического, органогенного и смешанного происхождения. Каков их минеральный состав, структурные и текстурные особенности, строительные свойства?

Основы динамической геологии. Инженерно-геологические процессы.

Эндогенные процессы С инженерно-геологической точки зрения учет тектонических условий

района имеет важное значение при проектировании различного рода сооружений. Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерногеологиеские условия строительных площадок. Крутое залегание пород может привести к деформациям самого сооружения вследствие неравномерной сжимаемости грунтов в основании и развитию оползневых явлений. Тектонические условия приводит к значительному удорожанию строительных работ.

При изучении данного раздела студенту необходимо уяснить значение колебательных движений, процессов горообразования и сейсмических явлений при проектировании сооружений. Для оценки процессов, протекающих внутри Земли, и установлении роли магматизма в формировании земной коры, необходимо ознакомиться с вулканическими процессами, их географией, характером извержения вулканов и продуктами их извержения. Следует усвоить, кроме того, типы метаморфизма и влияние различных процессов метаморфизма на строительные свойства грунтов.

Вопросы для самопроверки

Каковы основные типы движений земной коры?

Какие типы дислокаций относятся к складчатым, разрывным?

Что такое несогласие залегания пород? Каковы их виды?

Что такое землетрясение? Охарактеризуйте виды землетрясений по происхождению.

7

В чем сущность антисейсмического строительства, прогноза землетрясений?

Каковы продукты вулканических извержений, типы вулканов?

Назовите формы интрузивных тел, дайте общие представления о магматизме.

Что такое метаморфизм и его типы?

Что отражает сланцеватость и какова слоистость горных пород? В каких породах они встречаются?

Экзогенные процессы.

В этом разделе рассматривается геологическая деятельность ветра, морей, озер, ледников, болот, рек и поверхностных вод. Результатом совокупной работы процессов внешней динамики является денудация. Денудационные процессы, также как и тектонические, играют существенную роль в формировании рельефа земной коры, образовании новых пород с отличными от материнских свойствами. Экзогенные процессы производят большую работу попереносу продуктов разрушения горных пород и их отложению. С этими процессами инженеру-строителю необходимо считаться при выборе оснований сооружений, строительных материалов

Для оценки строительных свойств кор выветривания, нередко используемых в качестве оснований сооружений, студенту необходимо иметь представление о видах выветривания преобладающих факторах выветривания, уяснить особенности накопления различного вида осадков в результате деятельности ветра, рек, морей, ледников, озер, поверхностных вод, селевых потоков.

Вопросы для самопроверки

Каковы типы выветривания и их особенности? Объясните, какое значение имеет выветривание для практики строительства?

Как происходит образование элювия и каковы его строительные свойства?

В чем заключается геологическая деятельность ветра? Объясните механизм образования лесса.

Как образуются делювиальные и аллювиальные отложения?

Какова характеристика аллювиальных отложений и их строительных свойств?

В чем заключается геологическая деятельность ледников?

Каковы типы ледниковых отложений и их строительные

свойства?

Какие осадки образуются в озерах и болотах? Покажите их практическое значение.

В чем состоит разрушительная работа моря?

В чем различие осадков различных частей моря по глубине?

8

Подземные и грунтовые воды

Виды подземных вод. Особенности грунтовой воды.

Следует обратить внимание на то обстоятельство, что подземные воды нередко осложняют ведение строительных работ, являются причиной многих инженерно-геологических явлений (карст, просадка, суффозия, заболачивание, засоление почв), деформацией зданий и сооружений, коррозии строительных материалов и металлических конструкций.

Для принятия определенных строительных решений необходимо предварительно определить прежде всего тип подземных вод по условиям их образования, залегания, режиму.

Вэтом разделе необходимо также уделить внимание понятиям влажности, влагоемкости пород, так как они нередко являются определяющими при выборе конструкции сооружений, назначении сроков ведения земляных работ.

Студентам следует ознакомиться также с основными физическими свойствами подземных вод, их химическим составом и агрессивностью по отношению к бетону, получить представление о гидрогеологических картах, их назначении и принципах составления.

Всвязи с тем, что многие вопросы строительства сооружений связаны с необходимостью расчета водопритоков в котлованы и траншеи, необходимо при изучении данного раздела обратить внимание на методы расчета и определения величины коэффициентов фильтрации, расчет расходов плоского

ирадиального потоков, работу взаимодействующих колодцев.

Вопросы для самопроверки

Какие виды воды встречаются в грунтах?

Как делятся подземные воды по происхождениям и условиям залегания?

Что такое режим подземных вод? Какие факторы влияют на режим подземных вод?

Как формируется основной закон фильтрации?

Что такое коэффициент фильтрации?

Что такое плоский и радиальный потоки, установившееся и неустановившееся движения, совершенный и несовершенный колодец?

Какие виды дренажа вы знаете?

Какие колодцы называются взаимодействующими? Какие колодцы называют поглощающими? Объясните возможность их практического использования.

9

Инженерно-геологические процессы и явления.

В этой теме студентам для правильной оценки степени воздействия процессов и явлений на устойчивость сооружений и определения самой возможности воздействия необходимо уяснить механизм и природу геологических и инженерно-геологических явлений и процессов, их классификацию.

Оползневые явления представляют угрозу для всех без исключения видов инженерных сооружений, поэтому при проработке этой темы следует не только выяснить причины, вызывающие их, но уяснить и главнейшие противооползневые мероприятия.

С точки зрения инженерной геологии заслуживают большего внимания карстовые явления, суффозия, плывуны, просадочные и мерзлотные явления. Прорабатывая материал этой темы, студент должен усвоить причины, вызывающие эти явления и мероприятия по их предотвращению.

Вопросы для самопроверки

Каковы причины возникновения просадочных лессовых пород? Как проводится оценка просадочности пород? В чем особенности условий строительства на лессовых породах?

Каков механизм возникновения карста? Каковы меры борьбы с карстом?

Как оценивается степень устойчивости откосов? Укажите противооползневые мероприятия при строительстве в оползневых районах.

Задания на контрольные работы

Каждый вариант контрольной работы состоит из четырех заданий по теоретическим вопросам и заданию на построение геологического разреза и стратиграфических колонок, а также расчеты водопритоков между соседними скважинами инженерно-геологического разреза.

Все вопросы в заданиях взаимосвязаны и требуют последовательных ответов в порядке их постановки в контрольной работе.

Контрольная работа №1

Охарактеризовать диагностические свойства породообразующих минералов (класс, химический состав, условия происхождения, строение, плотность (удельный вес), твердость, спайность, злом, цвет, цвет черты, блеск, особые свойства, разновидности, использование в промышленности).

Контрольная работа №2

Охарактеризовать горные породы по следующей схеме: тип, группа, химический состав, структура, текстура, окраска, использование в промышленности.

Контрольная работа №3

Описать условия образования отложений и охарактеризовать их с точки зрения строительных свойств грунта