|
Первая учебная геологическая практика является частью программы обучения по направлению 270100 «строительство».Стр 1 из 3Следующая ⇒ ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ Методические указания по учебной геологической практике для студентов направления 270100 «строительство »
УДК 624 (07) ББК 26.329 И62
Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В. А. Крутиков, канд. техн. наук, доц. Ю. А. Ельцов, ООО ПКФ «ЕС»
Методические указания утверждены на заседаниикафедры «Геотехника и строительные материалы» 07.12.2010 г., протокол № 42.
© Репина И. И., Токарев Ю.В., составление, 2011 © Ижевский государственный технический университет, 2011 ВВЕДЕНИЕ
Учебная геологическая практика является одним из основных видов подготовки студентов и представляет собой комплексные практические занятия, дополняющие другие виды учебного процесса, в ходе которЫХ осуществляется формирование основных первичных профессиональных умений. Практика дает широкое ознакомление с реальными геологическими объектами, позволяет ознакомиться с процессом полевых работ – при инженерно-геологических изысканиях для строительства гражданских объектов. В период прохождения практики студенты-практиканты: 1) знакомятся с геологическим строением территории и местными сырьевыми материалами для строительства; 2) осваивают методику проведения полевых исследований и наблюдений (геологических, геоморфологических, гидрогеологических); 3) проводят камеральную обработку материала, собранных в полевых условиях; 4) дают оценку инженерно-геологических условий строительства различных объектов. Первая учебная геологическая практика является частью программы обучения по направлению 270100 «строительство». Цели, задачи и организация практики.
Учебная летняя практика по курсу «Инженерная геология» является составной частью дисциплины и имеет целью закрепить и углубить знания, полученные студентами в процессе аудиторных занятий. Задачей практики является ознакомление студентов с методикой полевых геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических исследований, приобретение навыков выполнения простейших геологических работ, лабораторных определений, ведения полевой геологической документации, оценки природных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений.
Методика инженерно-геологических изысканий. Для обоснования проекта любого инженерного сооружения должны быть с необходимой полнотой освещены инженерно-геологические условия местности для обоснования: а) выбора места строительства, наиболее благоприятного по инженерно-геологическим факторам; б) принятия технологических решений и типов фундаментов при возведении сооружений и их эксплуатации; в) разработке мероприятий по улучшению инженерного использования местности. Инженерно-геологические условия, изучаемые в процессе инженерно-геологических изысканий это: 1) состав, состояние и свойства грунтов, являющихся основаниями сооружений; 2) геоморфологическое строение участка; 3) геологическое строение участка строительства, условия залегания горных пород, тектоническое строение; 4) гидрогеологические условия – глубина залегания подземных вод, места их дренирование на поверхность, направления потока и т.д. 5) геодинамические процессы – оползни, карст, суффозия, оврагообразование, подтопление, просадочные явления, эрозия речных берегов и другие. Для решения этих основных вопросов производят инженерно-геологических исследования по следующим периодам: подготовительный (предполевой), полевой и камеральный. Подготовительный период. Включает предварительное изучение геолого-гидрогеологических особенностей района по специальной, справочной литера туре, архивным и фондовым источникам (рекомендуемый список дается в конце методических указаний). Собранный материал входит в общую часть отчета по практике ( см. содержание отчета по геологической практике).
Полевой период. Полевые работы состоят из двух этапов: предварительное изучение геолого-географических условий района предполагаемого строительства (рекогносцировка) и детальное инженерно-геологическое исследование строительной площадки (инженерно-геологическая разведка). Описание обнажений. 1) указывается порядковый номер и местоположение обнажения – на водоразделе, на склоне оврага, на берегу реки, в оползневой части склона и т.п., относительная высота над уровнем реки или дном оврага; 2)
3) литологический состав выделенных слоев и характерные внешние признаки:
– цвет, – структура (зернистая, комковатая), – текстура (слоистая, массивная), – пористость (тонкопористые, макропористые, губчатые грунты) – плотность, – консистенция (твердая, полутвердая, пластичная), – наличие ископаемой флоры и фауны; 4) стратиграфическое положение описываемых пород (возраст) и их генетический тип (аллювиальные, делювиальные, гляциальные и т.д.), характер контакта между слоями (согласное, несогласное); 5) условия залегания горных пород (горизонтальное, моноклинальное, складчатое), элементы залегания, тектонические нарушения, трещиноватость. В описании указывается номера слоев (сверху вниз) и измеряется мощность каждого слоя (рис.2).
При изучении горных пород и условий их залегания особое внимание следует уделить слабым прослоям, контактам между слоями пород различного литологического состава, выявлению зон разломов и дробления, трещиноватости, так как по этим ослабленным зонам может произойти в будущем смещение сооружение. 2.2.1.2. При описании тщательно фиксируются все данные, относящиеся к гидрогеологическим условиям местности: влажность отдельных слоев, глубина появления грунтовой воды и особенности ее проявления (сочится, протекает струйками или другое). Особенно уделяется внимание описанию родников. При описании родника следует указывать: 1) местоположение водопункта с указанием элемента рельефа, на котором он расположен; 2) высота над уровнем реки или дном оврага; 3) породы, к которым приурочен водоносный горизонт, их генезис, литологический состав; 4) тип подземных вод, к которым принадлежит источник (грунтовые, межпластовые, верховодка), направление движения подземных вод, напорные или безнапорные; 5) физические свойства воды: температура, запах, цвет, прозрачность, газоносность; 6) дебит источника (количество воды, протекающее в единицу времени, л/сек, м3/сут) Для измерения дебита (расход воды в единицу времени) и измерения температуры воды изыскатель должен иметь при себе часы с секундной стрелкой или секундомер, мерный сосуд (бутылку), термометр в оправе. При описании естественного выхода подземных вод (источника или пластового выхода) необходимо зарисовать его или сфотографировать и отметить характер выхода на поверхность и тип источника (восходящий, нисходящий, пульсирующий). В районе полигона геологической практики имеются два выхода межпластовых вод на поверхность в виде родников, их используют для питьевых целей местные жители.
2.2.1.3. Во время маршрутных наблюдений складывается представление о геоморфологических особенностях района предполагаемого строительства. 1) выявляются основные формы мезо- и микрорельефа, влияющие на устойчивость сооружений. Мезорельеф – средние по величине формы рельефа, амплитуда высот которых несколько десятков метров, это холмы, курганы, долины малых рек, террасы, балки, овраги, ложбины и т.д. Микрорельеф – мелкие формы рельефа размерами до нескольких метров, это карстовые воронки, промоины, прирусловые валы, конусы выноса оврагов и т.д.; 2) определяется генезис (происхождение) и возраст основных форм рельефа (аллювиальных, эрозионных, суффозионно-карстовых и др.); 3) устанавливается динамика развития и устойчивость форм рельефа (устойчивые, малоустойчивые, неустойчивые) и связь их с геологическим строением местности; 4) определяется пригодность рельефа как такового, так и в динамике для строительства.
2.2.1.4. Формы рельефа, как правило, являются отражением происходящих геологических процессов как природных, так и вызванных строительной деятельностью человека. Геологические процессы и явления приурочены к определенным типам пород (например, карст развивается в растворимых породах, эоловые процессы – в песках, плывуны – в песках, просадки – в лессовых породах, пучение – в глинистых породах и т.д. В описании геологических процессов отмечается: 1) вид процесса, тип рельефа, к которому он относится; 2) указание причины возникновения и развития процесса; 3) обоснование мероприятий по защите от неблагоприятного воздействия 2.2.1.5. По результатам рекогносцировки все выявленные наблюдения (зарисовки, фотографии, подробные описания и замеры) оформляются в отчете в разделе «Общая часть». В итоге дается предварительное заключение (на основании геоморфологических, геологических и гидрогеологических факторов) о пригодности данной местности для строительства объектов различного назначения (по заданию преподавателя) с рекомендацией лучшего варианта. Составляется сводная стратиграфическая колонка по выходам обнажений горных пород и грунтовых вод (табл.1) Таблица 1
Камеральный период.
Остальные показатели физических свойств грунтов определяют расчетным способом. 2.3.1. Для глинистых грунтов классификационными характеристиками являются – число пластичности, показатель текучести, просадочность, набухаемость, водопроницаемость, наличие органики, степень водонасыщения 7) Наименование (разновидность) глинистого грунта определяют по числу пластичности (таблица 5). Число пластичности I p — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания W p. W L и W p определяют по ГОСТ 5180 (таблица 4). (3) Таблица 5. Основные разновидности грунтов по Ip (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.11)
Примечание — Илы подразделяют по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.
7) Для характеристики консистенции глинистого грунта в строительных целях используют показатель текучести (консистенции) IL: (4) W – естественная влажность грунта, д.ед.; Wp – нижний предел пластичности (влажность на границе раскатывания), д.ед.; Ip – число пластичности, д.ед.
Таблица 6. Основные разновидности глинистых грунтов по IL (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.14)
7) Рассчитывают плотность сухого грунта r d, г/см3 – отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда) к его объему: (5) r — плотность грунта, г/см3; W — влажность грунта, д. е. 7) Пористость грунта n, %, доли ед. – отношение объема пор ко всему объему грунта: (6) ρ s – плотность частиц грунта – масса единицы объема минеральной части, г/см3; rd – плотность сухого грунта, г/см3. Средние значения ρs песчаных и пылевато-глинистых грунтов следующие (в г/см3): песок – 2,66; супесь – 2,70; суглинок – 2,71; глина – 2,74. 7) Коэффициент пористости е, доли ед., – отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта: или (7) 6) Коэффициент водонасыщения (степень влажности) Sr, д.ед. – степень заполнения объема пор водой: (8) где ρs – плотность частиц грунта, г/см3; W –природная влажность, доли ед.; е – коэффициент пористости, доли ед.; ρw – плотность воды, принимаемая равной 1,0 г/см3. 7) Определяют степень морозной пучинистости грунта по его полной характеристике (таблица 7).
Таблица 7. Разновидности грунтов по относительной деформации пучения (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27)
2.3.2. Для несвязных (песчаных и крупнообломочных) грунтов в лаборатории определяются аналогичными методами плотность грунта и естественная влажность грунта (см. формулы (1),(2). Классификационными характеристиками для песчаных грунтов служат: гранулометрический состав, степень неоднородности, коэффициент пористости, степень плотности и содержание органических веществ. 1) Гранулометрический состав - количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536. По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице 8.
Таблица 8. Разновидности песчаных и крупнообломочных грунтов по гранулометрическому составу (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.10)
Примечание - При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40 % или глинистого заполнителя более 30 % от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. В инженерно-геологической практике выделяют также пески глинистые, содержащие свыше 3% глинистых частиц и не обладающие свойством пластичности (Ip<1).
2) Плотность сложения песков оценивается по величине коэффициента пористости е (таблица 9), (по ГОСТ 25100-95 табл.Б.18). Таблица 9.
Для определения е применяют расчеты согласно формул (5.7), как и для глинистых грунтов. 3) По коэффициенту водонасыщения Sr ( согласно формуле (6) крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице 10 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.17). Таблица 10.
4) Степень неоднородности гранулометрического состава Cu - показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле: (9) где d 60, d 10 - диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц. Результаты гранулометрического анализа песчаных грунтов представляют в виде интегральной кривой, выполненной в полулогарифмическом масштабе, по этой кривой находят действующий (эффективный) диаметр частиц d 10 и контролирующий диаметр частиц d60 (Рис.3).
По степени неоднородности гранулометрического состава С u, крупнообломочные грунты и пески подразделяют на: - однородный грунт С u £ 3; - неоднородный грунт С u > 3. 5) Определяют степень морозной пучинистости песчаногогрунта по его полной характеристике, таблица 7 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27). По таблицам 12 и 13 (Приложение 1 СНиП 2.02.01-83*). для исследованного грунта определить нормативные значения прочностных (сцепление – с, кПа, угол внутреннего трения φ, град) и деформационных (модуль общей деформации Е, МПа) показателей.
Таблица 11. Показатели механических свойств пород рыхлых отложений.
Таблица 12. Нормативные значения удельного сцепления сn, кПа (кгс/см2), угла внутреннего трения jn, град. и модуля деформации Е, МПа (кгс/см2), пылевато-глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений (Приложение 1 СНиП 2.02.01-83*)
Таблица 13. Нормативные значения модуля деформации пылевато-глинистых нелессовых грунтов(Приложение 1 СНиП 2.02.01-83*)
Продолжение таблицы 13
Сделать заключение о каждом образце исследованного грунте, охарактеризовав и обобщив особенности его физического состояния, водных и механических свойств. Результаты определений занести в таблицу 14: Таблица 14. Данные лабораторных исследований образцов грунтов.
Место проведения практики. Маршруты учебной практики планируются с целью детального ознакомления с особенностями геологического строения Удмуртского региона и приурочены к долине реки Иж (Ижевского пруда) с прилегающим к ней коренным склоном. На исследуемой территории имеется заброшенный карьер местных строительных материалов – известняков, добываемых ранее для строительства Ижевского машиностроительного завода. Благодаря интенсивной расчлененности, район обладает высокой «обнаженностью» склонов и выходами подземных вод на поверхность, что дает возможность достаточно достоверно ознакомиться с геологическим строением как коренных пород, так и верхней толщи покровных отложений. В процессе практики выполняются маршруты для описания естественных и искусственных обнажений, производится их документация, отбираются пробы, описываются геодинамические процессы и явления.
Организация практики. Подготовка к проведению практики начинается с приказа по университету, в котором указывается место и сроки проведения практики, список студентов, допущенных к проведению практики, излагаются основные организационные вопросы геологической части практики, материально-технического обеспечения, инструктажа по технике безопасности с указанием лиц, отвечающих за эти вопросы. Проводится организационное собрание студентов, допущенных к практике, на котором они информируются о месте и сроках проведения практики, об отчете по практике и необходимой литературе, о снаряжении и материалах, необходимых на практике для бригады (ответственный бригадир), личных вещах студентов, о правилах поведения и техники безопасности на маршруте и строительной площадке. Группа разбивается на равноценные бригады. На полевой практике важным является вопрос о дисциплине и соблюдении правил техники безопасности. Ответственность за соблюдение последних несет каждый студент и руководитель практики. В случае нарушения правил техники безопасности немедленно принимаются меры к их устранению. Руководитель практики ежедневно ведет дневник (учетную ведомость), в который заносится состав работы и каждому студенту выставляется оценка за полевые работы. Кроме того, проверяются полевые книжки студентов, в которых проставляется оценка. После камеральной обработки материала каждая бригада составляет отчет. Защита отчета происходит на кафедре в присутствии полного состава бригады. По результатам практики выставляется дифференцированный (с оценкой) зачет.
Отчет составляется один на бригаду. В нем обобщаются результаты работ, выполненные бригадой за период практики. Отчет оформляется в соответствии с нормативными документами и должен содержать следующие разделы: I. Общая часть. Геолого-гидрогеологические и геоморфологические особенности одного из районов Удмуртии (Воткинский, Глазовский, Сюмсинский, Кезский, Сарапульский, Игринский, Завьяловский, Можгинский, Каракулинский, Кизнерский, Камбарский, Красногорский, Якшур-Бодьинский и т.д.). 1) физико-географические и техногенные условия района (из справочной литературы): – рельеф, климат, геоморфология, глубина промерзания грунтов, растительность, почвы, гидрография (поверхностные водотоки), сведения о хозяйственном освоении и использовании территории, 2) геологическое строение: § стратиграфо-генетические комплексы, условия залегания грунтов, литологическая и петрографическая характеристика выделенных слоев грунтов по генетическим типам; § тектоническое строение и неотектоника; 3) гидрогеологические условия: – виды подземных вод, глубина их залегания от поверхности земли, приуроченность к различным литологическим слоям, характер распространения, химический состав; 4) геологические и инженерно-геологические процессы, проявляющиеся в данном районе; 5) результаты рекогносцировочных наблюдений, полученные студентами на геологическом полигоне. Раздел иллюстрируется зарисовками, фотографиями, картами, стратиграфической колонкой. II. Специальная часть. Заключение. § краткие результаты выполненных наблюдений и изыскательских работ, рекомендации для принятия проектных решений. § мероприятия по обеспечению устойчивости сооружения и надежности его эксплуатации. Графическая часть отчета содержит: · колонки и описание горных выработок · инженерно-геологические разрезы.
Литература, рекомендуемая для составления отчета. Основная: 1. Удмуртская республика: Энциклопедия / Гл. ред. В. В. Туганаев. – Ижевск: Удмуртия, 2000 (в читальном зале). 2. Ельцов Ю.А. Грунтоэкология Удмуртии.– Сарапул: Сарапульская типография, 2003. Дополнительная: 1. Природные ресурсы и экология Удмуртии. Сб. – Ижевск: УдГУ, 1998; 2. Рысин И.И. Овражная эрозия в Удмуртии. – Ижевск: УдГУ, 1998; 3. Широбоков С.И. Удмуртская АССР (экономико-географический очерк). – Ижевск: Удмуртия, 1969; 4. СНиП 11-02-96 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. 5. ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация. 6. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания. Общие правила производства работ. Часть 1. 7. СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений. 8. СП 50-101-2004 Свод правил по проектированию и строительству. 9. Гирин Ю. Н., Евдокимов С. П. Особенности формирования и распрост-ранения геологических процессов на территории Волго-Вятского региона // Природа-население-хозяйство (географические аспекты исследования): Межвуз. сб. науч. тр. /Мордов. гос. ун-т им. Н. П. Огарева. – Саранск, 1983. 10. Кранков В. И. Анализ мощностей четвертичных отложений и погребенных долин Волго-Вятского региона: Межвуз. сб. науч. тр. /Мордов. гос. ун-т им. Н. П. Огарева. – Саранск, 1983.
Категории сложности инженерно-геологических условий Приложение 1
Продолжение приложения 1
ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|