Практическая работа 4 Инженерно-геологические процессы и рельеф
Цель работы: ознакомление с различными геологическими процессами влияющими на строительство и эксплуатацию железных дорог, а также приобретение навыков по основам сравнения вариантов прохождения трасс железных дорог.
Краткие сведения
Геологические и инженерно-геологические процессы могут ухудшать условия строительства и эксплуатации железных дорог. Подробно такие процессы рассмотрены в гл. 7, 9 [3].
На схематической карте инженерно-геологических условий местности (рисунок 4.1) показано распределение элементов рельефа, а также форм эрозионной и оползневой деятельности и их взаимодействие.
Используйте карту для сравнения трех вариантов расположения трассы железной дороги между пунктами А и B (рисунок 4.1).
Задача произвести выбор оптимального варианта трассы железной дороги.
Для решения задачи оцените инженерно-геологические условия местности в районе строительства трассы железной дороги используя следующую последовательность:
- выделите неустойчивые элементы рельефа, оползнеопасные участки;
- определите участки повышенной эрозионной активности и транспортировки рыхлого материала во время ливней;
- оцените соотношение общей протяженности устойчивых субгоризонтальных и неустойчивых наклонных элементов рельефа вдоль предполагаемой трассы;
- стремитесь уменьшить количество переводов трассы из одного морфологического элемента в другой, увеличивающих затраты на строительство защитных сооружений;
- дайте прогноз изменения геологической среды при строительстве и эксплуатации трассы железной дороги.
Отчет представить в виде описания конкурирующих вариантов трассы по вышеприведенным пяти критериям. В конце каждого пункта описания
Рисунок 4.1 Схематическая карта инженерно-геологических условий проектируемой трассы железной дороги
1-субгоризонтальные устойчивые денудационные водораздельные пространства с уклонами поверхности < 4 град.; 2- относительно устойчивые денудационно-аккумулятивные склоны долин и балок с уклонами 4-10 град.; 3- денудационные малоустойчивые поверхности водораздельных склонов с уклонами > 10 град; 4-устойчивые аккумулятивные днища долин и поймы рек; 5 – овраги;6 – оползни стабилизированные; 7- оползни активные;8-варианты трассы дороги
сделать вывод о предпочтительном варианте прохождения трассы жд пути. Кроме того к отчету необходимо приложить рисунок 4.1 с выбранным вариантом прохождения трассы (выделить синим цветом).
Для корректного сравнения различных вариантов трассы масштаб на рис 4.1. равен 1:100000.
Практическая работа 5 Карта гидроизогипс
Цель работы: ознакомление с принципами составления карты гидроизогипс, закономерностью движения грунтовых вод, а также с основными мерами по защите строительных объектов от подтоплений.
Краткие теоретические сведения
Грунтовые воды залегают на первом от поверхности земли постоянном водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод (зеркало) имеет свой рельеф, который отражается картой гидроизогипс. Гидроизогипсы – это линии равных гидростатических напоров грунтовых вод. На картах они соответствуют абсолютным отметкам свободной поверхности грунтовых вод [7].
Карта гидроизогипс строится по данным уровней грунтовых вод на геолого-литологических колонках буровых скважин. Для этого на изучаемой территории бурят скважины по сетке, близкой к равномерной. В каждой скважине определяют абсолютную отметку уровня грунтовой воды. Значения отметок выносят на топографическую карту местности. Точки с одинаковыми абсолютными отметками уровней грунтовых вод соединяют линиями – гидроизогипсами. Недостающие отметки получают методом интерполяции.
Карта гидроизогипс содержит информацию о динамике подземных вод, что очень важно при проектировании, строительстве и эксплуатации промышленных и гражданских сооружений.
По карте гидроизогипс можно определить следующее [8]:
- направление движения потока грунтовой воды – от больших к меньшим отметкам, перпендикулярно линиям гидроизогипс;
- места разгрузки грунтовых вод: пересекаются гидроизогипсы и горизонтали с равными значениями;
- скорость фильтрации (V) грунтовой воды в разных районах участка определяется с помощью уравнения Дарси, м/сут:
V = Кф × J ,
где J – гидравлический градиент определяемый для выбранных точек как отношение разности абсолютных отметок уровней грунтовых вод к расстоянию между ними (J = ∆H/L); Кф–коэффициент фильтрации, м/сут;
- глубину залегания грунтовых вод в разных точках карты определяют по разности отметок рельефа местности и абсолютных отметок уровней грунтовых вод.