- •Содержание
- •I. Основы общей геологии
- •1.1. Строение Земли и земной коры.
- •1.2. Породообразующие минералы и горные породы
- •1.2.1 Породообразующие минералы
- •1.2.2 Горные породы
- •1.3. Геохронология
- •1.4. Глобальная геотектоника
- •1. 5. Вулканизм и сейсмические явления
- •II. Основы грунтоведения
- •2.1. Классификация грунтов Гост 25100–95
- •2.2. Физические свойства грунтов
- •2.3. Водно-физические свойства грунтов
- •2.4. Деформационные свойства
- •2.5. Прочностные свойства
- •2.6. Классификационные показатели глинистых грунтов
- •2.7. Классификационные показатели обломочных грунтов
- •2.8. Классификационные показатели скальных грунтов
- •III. Подземные воды
- •3.1. Классификация подземных вод
- •3.2. Законы движения подземных вод
- •IV. Природные геологические и инженерно-геологические процессы и явления
- •4.1. Экзогенные процессы и вызванные ими явления
- •4.1.1 Выветривание
- •4.1 2. Геологическая деятельность ветра
- •4.1.3. Геологическая деятельность атмосферных осадков
- •4.1.4 Геологическая деятельность рек
- •4.1.5. Геологическая деятельность моря
- •4.1.5 Геологическая деятельность озер, болот и водохранилищ
- •4.1.6 Геологическая деятельность ледников
- •4.1.7 Движение горных пород на склонах рельефа местности
- •4.1.8 Карстовые и суффозионные процессы
- •4.1.9 Мерзлотные процессы
- •4.2. Инженерно-геологические (антропогенные) процессы и явления
- •4.2.1 Деформация над горными выработками
- •4.2.2 Особенности лессовых грунтов
- •4.2.3 Плывуны
- •V. Инженерно-геологические изыскания для строительства
- •5.1. Подготовительный этап
- •5.2. Полевой период
- •5.2.1. Разведочные выработки
- •5.2.2. Бурение
- •5.2.3. Геофизические работы
- •5.2.4. Полевые исследования грунтов
- •5.2.5. Гидрогеологические исследования (опытно-фильтрационные работы)
- •5.3. Лабораторные и камеральные работы
5.2.5. Гидрогеологические исследования (опытно-фильтрационные работы)
Гидрогеологические исследования выполняются в случае распространения или возможности формирования подземных вод в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой (загрязнение, истощение, прогноз подтопления, возможность ухудшения свойств грунтов).
Полевыми методами определяется коэффициент фильтрации Кф и радиус влияния скважины (депрессионной воронки) в условиях естественного залегания пород и циркуляции подземных вод.
Коэффициент фильтрации для обломочных пород определяется с помощью откачек воды из скважин. Различают в зависимости от поставленных целей: экспресс-откачка (0,5 суток), пробные, опытные, опытно-эксплуатационные; одиночные и кустовые откачки из скважин. Строится график откачки (зависимость понижения (S) от времени (t) в полулогарифмическом масштабе).
Оборудование необходимое для проведения опытных гидрогеологических работ (насосы глубинные, поверхностные, уровнемеры, полевая лаборатория). Откачки производятся насосом (2–2,5 л/с) или эрлифтом (рис. 47) «air» – воздух, «lift» – подъем (до 10 л/с). Приборы для замеров глубины залегания уровня подземных вод в скважинах – электроуровнемеры, «хлопушки», манометры –для фонтанирующих.
Рис. 47 Схема работы эрлифта
Для определения Кф для супесей и суглинков применяют методы налива в шурфы и нагнетание воды в скважины.
5.2.6. Стационарные наблюдения (режимные)
Стационарные наблюдения необходимо выполнять для изучения:
– динамики развития опасных геологических процессов (карст, оползни, сели, переработка берегов, выветривание и пр.),
– изменений состояния свойств грунтов,
– изменения уровня, температуры, химического состава подземных вод;
– деформации грунтов оснований.
Продолжительность не менее одного гидрогеологического года или сезона проявления процесса с частотой регистрации экстремальных значений.
5.3. Лабораторные и камеральные работы
В течение камерального периода выполняются лабораторные работы, производится обработка полевых данных и лабораторных анализов. Составляется инженерно-геологический отчет и графические приложения (инженерно-геологическая карта, геологические колонки и разрезы).
Назначение и состав лабораторных испытаний.
1) Определение физических свойств грунтов – плотность, влажность, пористость и пр.
2) Определение механических свойств:
– деформационные – в компрессионных приборах (рис. 48) определяют коэффициент сжимаемости грунта (μ0) и рассчитывают модуль общей деформации – Е0 (МПа);
Рис.48 Компрессионный прибор
Компрессия – это сжатие грунта без возможного бокового расширения.
Прикладываем на образец грунта нагрузку (Р1)– произойдет уплотнение и уменьшение коэффициента пористости (е1).
Затем прикладываем нагрузку Р2, получим коэффициент пористости е2 и т.д. (4–5 ступеней) По результатам испытаний строится график компрессионной кривой и рассчитывается коэффициент сжимаемости грунта
μ0 = (е1-е2)/(Р2-Р1), МПа (22)
.
Рис.49 График компрессионного испытания
– прочностные – в сдвиговых приборах определяют угол внутреннего трения φ (град), сцепление С (МПа)
Рис.50 Схема испытаний грунта в сдвиговом приборе.
Сдвиговой прибор представляет собой толстостенный цилиндр, состоящий из 2 частей, одна из которых неподвижна, а другая может смещаться на величину S от действия сдвигающей нагрузки Т.
В прибор помещается образец грунта и нагружается давлением Р1, затем прикладываем ступенями сдвигающую нагрузку (Т), происходит сдвиг (разрушение образца) при τ1.
Берём второй образец с Р2 и получаем τ2.
Рис.51 Результаты испытаний на сдвиговом приборе.
φ – угол внутреннего трения грунта; Ре– давление связности; С – сцепление глинистого грунта (начальный параметр прямой). Левый график представленной схемы – доведение до разрушений 3 образцов грунта, обжатого давлениями Р1< Р2< Р3, В результате в момент разрушения образца грунта получаем максимальные значения касательных напряжений сдвига τmax1, τmax2, τmax3, значения которых откладываются на графике τmax=τmax(Р) (средний и правый графики представленной схемы). Различие в очертании графиков на данных схемах обусловлено свойствами песка и глины, обладающей способностью сцепления.
– предел прочности на одноосное сжатие определяется для скальных грунтов.
3) Определение агрессивности подземных вод и коррозионной активности грунтов.
4) Определение коэффициента фильтрации.
Состав камеральных работ
«Технический отчет об выполненных инженерно-геологических изысканиях по объекту» включает в себя следующие главы:
1. Общая часть
2. Инженерно-геологические условия площадки
2.1. Физико-географические условия
2.2. Геолого-литологическое строение
2.3. Физико-механические свойства грунтов (ИГЭ)
2.4. Гидрогеологические условия
2.5.Специфические грунты. Геологические и инженерно-геологические процессы
3. Выводы
4. Литература
5. Текстовые приложения
5.1. Техническое задание на производство инженерных изысканий
5.2. Разрешение на производство работ
5.3. Каталог данных по выработкам
5.4. Таблица показателей физико-механических свойств грунтов
5.5. Определение агрессивного воздействия грунтов
5.6. Ведомость определения коррозионной агрессивности грунтов к стали
5.7. Результаты определения компрессионных свойств грунтов
5.8. Результаты определения прочностных свойств грунтов
5.9. Сводная таблица результатов химических анализов подземных вод
5.10.Свидетельство о допуске к работам по выполнению инженерных изысканий
6. Графические приложения
6.1. Схема расположения объекта
6.2. План расположения выработок М 1:500
6.3. Альбом геолого-литологических колонок
6.4. Инженерно-геологические разрезы