Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра водогосподарської екології, гідрології

та природокористування

075-104

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

для виконання практичних робіт з дисципліни

“ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ ТА ГІДРОГЕОЛОГІЯ”

для студентів за напрямом підготовки 6.170202

“Охорона праці” для денної та заочної форми навчання

Рекомендовано методичною

комісією за напрямом підготовки

„Охорона праці ”

Протокол № 11 від 16.02.2012

Рівне – 2012

Методичні вказівки до виконання практичних робіт з дисципліни “Інженерна геологія та гідрогеологія” для студентів за напрямом підготовки 6.170202 “Охорона праці” спеціальність для денної та заочної форми навчання / В.С. Холоденко – Рівне: НУВГП, 2012. – 29 с.

Укладач: В.С. Холоденко, к. геогр. н., старший викладач кафедри водогосподарської екології, гідрології та природокористування

Відповідальний за випуск: А.В. Яцик, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри водогосподарської екології, гідрології та природокористування

© В.С. Холоденко, 2012

© НУВГП, 2012

Зміст стор.

Вступ……………………………………………………………………2

1. Фізичні властивості мінералів………………………………..5

2. Систематика мінералів………………………………………..7

3. Магматичні породи……………………………………………8

4. Осадові породи……………………………………………….10

5. Метаморфічні породи………………………………………..14

6. Визначення гранулометричного складу грунту……………15

7. Розрахунок водно-фізичних властивостей ґрунтів………...16

8. Визначення коефіцієнта фільтрації…………………………18

9. Визначення хімічного складу підземних вод………………19

10. Водний баланс грунтових вод……………………………….23

11. Побудова комплексного графіку коливання рівня ґрунтових вод……………………………………………………………..25

Питання гарантованого рівня знань……………………………..28

Базова література…………………………………………………29

Допоміжна література……………………………………………29

Методичні вказівки………………………………………………29

Вступ

Методичні вказівки призначені для використання при вивченні дисципліни “Інженерна геологія та гідрогеологія”.

Приєднання України до Болонського процесу передбачає впровадження європейської кредитно-трансферної системи організації навчального процесу ECTS.

Методичні вказівки з практичних робіт “Інженерна геологія та гідрогеологія” складені відповідно до освітньо-професійної програми підготовки бакалавра напряму “Охорона праці” і охоплює всі змістові модулі за мінімальною кількістю академічних годин /кредитів/, передбачених стандартом.

Предметом вивчення дисципліни є: систематика мінералів та гірських порід; геологічні процеси; властивості та основи динаміки підземних вод; властивості інженерних ґрунтів; класифікація геологічних карт та розрізів.

Метою вивчення дисципліни „Інженерна геологія та гідрогеологія” є надбання майбутніми фахівцями в області охорони праці теоретичних знань та навичок з геології, гідрогеології та інженерної геології, необхідних при оцінці інженерно-геологічних та гідрогеологічних умов ділянки будівництва мереж водопостачання і водовідведення, а також для прогнозування процесів, які можуть виникнути після зведення споруд.

Також, основи геологічних та гідрогеологічних досліджень дають можливість фахівцям в області охорони праці правильно оцінювати співвідношення між різними факторами навколишнього та виробничого середовища; визначати ступені шкідливості та небезпеки певних гірничо-дослідних робіт; забезпечувати безпеку виконання геологічних робіт; розробляти методи оцінки соціальної та економічної ефективності геологічних заходів з удосконалення умов охорони праці тощо.

Основними завданнями, що мають бути вирішені в процесі вивчення дисципліни, є теоретична та практична підготовка студентів з питань геології та гідрогеології, а саме:

знати:

• основи загальної геології;

• основи гідрогеології;

• основи інженерної геології;

вміти:

• визначати мінерали та гірські породи;

• будувати геологічні та гідрогеологічні розрізи;

• проявляти творчий пошук при проектуванні та будівництві споруд;

• визначати гранулометричний складу грунту за сумарною логарифмічною кривою;

• визначати коефіцієнт фільтрації;

• визначати хімічний складу підземних вод за різними методами;

• визначати водний баланс грунтових вод;

• будувати та аналізувати комплексний графік коливання рівня грунтових вод.

Методичні вказівки розраховані на студентів, які навчаються за освітньо-кваліфікаційними програмами підготовки бакалаврів.

Методичні вказівки побудовані відповідно до вимог ЄКТС.

1. Фізичні властивості мінералів

Земна кора складається з мінералів та гірських порід. Мінерали (від лат. “мінера” - руда) – являють собою природні хімічні сполуки та самородні елементи, що виникли в надрах земної кори або на її поверхні внаслідок магматичних процесів, осередку накопичення, метаморфізму та гідротермальної діяльності.

У земній корі мінерали зустрічаються в твердому, рідкому та газоподібному станах. Кожен мінерал має яскраво виражені властивості, хімічний склад або інші ознаки. Отже, мінерали визначають фізико-механічний склад гірських порід, тому представляють найбільший інтерес для інженерів будівельників і гідромеліораторів.

В наш час відомо біля 7000 мінералів. Більша частина мінералів зустрічається дуже рідко, в основному входять в склад гірських порід (породоутворюючі та акцесорні).

Основними чинниками мінералоутворення є: температура, тиск, хімізм. При цих властивостях мінерали видозмінюються або руйнуються.

Наприклад, магматичний мінерал алмаз, котрий утворюється в мантії при температурі більше 1200 ^о С і тиску понад 45*10⁵ мПа при поступовому зменшенні тиску перетворюється в мінерал графіт, а при доступі кисню згорає з виділенням вуглекислого газу.

Ідентифікація мінералів здійснюється за фізичними властивостями і за хімічним складом.

Більшість мінералів мають вигляд правильних геометричних фігур: кубів, ромбів, призм, пірамід – так званих кристалів. Деякі мінерали кристалів не утворюють, оскільки перебувають в аморфному стані.

Ті природні мінерали, які зустрічаються рідко і за вмістом в породі не перевищують 5% від її маси, називають акцесорними. Ті ж, масова частка яких в породі більша 5% є породоутворюючими.

Фізичні властивості мінералів включають в себе:

• форму мінеральних агрегатів (кристали – тверді природні тіла, що мають форму різних багатогранників; друзи – незакономірні зростки, які мають спільну основу; щітки, конкреції – кулеподібні стягнення з радіально-променистою будовою; секреції – мають кулеподібну форму і утворюються в результаті заповнення мінеральною речовиною порожнин в породах; дендрити). Форма мінералів залежить від умов їх утворення;

• форму кристалів (сталактити – нарости натічних форм мінеральних агрегатів, які мають приховано кристалічну будову, сталагміти - нарости натічних форм у вигляді бруньок, шишок);

• колір мінералу в куску – від світлих до темних забарвлень;

• колір мінералу в порошку (риски) є більш надійним показником властивого для мінералу забарвлення;

• блиск – здатність мінералу відбивати від поверхні своїх граней світло (металічний – золото, пірит, галеніт; неметалічний – блиск алмазний, скляний, жирний, перламутровий, шовковистий; сильний, слабкий, матовий);

• прозорість – здатність мінералу в тій чи іншій мірі пропускати світло (прозорі, напівпрозорі, просвічуючі по тонкому краю, непрозорі);

• спайність - здатність мінералу розколюватися в певних напрямках (дуже досконала – слюда; досконала – кальцит, галіт; середня – польовий шпат, рогова обманка; недосконала – апатит; дуже недосконала - кварц);

• злам – нерівна поверхня мінералу, яка утворюється при розколюванні (раковистий, скалкуватий, землистий, нерівний, ступінчастий);

• твердість – здатність мінералу протистояти проникненню в нього сторонніх тіл (за шкалою Мооса, в якій 10 еталонних мінералів);

• щільність (питома маса) (легка – до 2,5 г/см³; середня – 2,5-4,0 г/см³; важка – 4,0-6,0) г/см³; дуже важка – понад 6,0 г/см³).

• Характерні властивості (здатність реагувати з кислотою, діяти на магнітну стрілку, мати смак, запах, електричні властивості тощо).

Завдання. Вивчити систематику мінералів і визначити мінеральні зразки за фізичними властивостями. Результати записати у вигляді таблиці 1.1.

Таблиця 1.1

Приклад таблиці для описання мінералів за фізичними властивостями

№ взірця	Назва хімічного складу мінералу	Клас	Колір		Блиск	Прозо рість	Спайність	Злам	Твердість	Характерні властивості
			в куску	риски
1	Кальцит СаСО3	Карбонати	Водянисто-білий	білий	Скляний	Просвічує	Досконала в 3 напрямках	Рівний	3,0	Реагує з соляною кислотою