
- •Инженерная геология Конспект лекций
- •Содержание
- •Введение
- •Лекция № 1 общие сведения о земле. Физические поля земли.
- •1.1. Форма и основные параметры Земли
- •1.2. Гравитационное поле Земли
- •1.3. Тепловое поле Земли
- •1.4. Магнитное поле Земли
- •Лекция № 2 строение и состав земной коры
- •2.1. Строение Земли
- •2.2. Строение земной коры
- •2.3. Химический состав земной коры
- •Лекция № 3 эндогенные геологические процессы. Магматизм и метаморфизм.
- •3.1. Причины зарождения и миграции магматических расплавов
- •3.2. Эффузивный магматизм
- •3.3. Интрузивный магматизм
- •4.1. Общие сведения о тектонических движениях
- •4.2. Колебательные тектонические движения
- •4.3. Дислокационные тектонические движения
- •4.4. Значение тектонических движений
- •4.5. Основные сведения о землетрясениях
- •Лекция № 5 экзогенные геологические процессы. Выветривание, эоловые процессы
- •5.1. Общие черты экзогенных геологических процессов
- •5.2. Физическое выветривание
- •5.3. Химическое выветривание
- •5.4. Продукты выветривания, кора выветривания
- •5.5. Эоловые процессы
- •Лекция № 6 геологическая деятельность вод поверхностного стока
- •6.1. Общие сведения о геологической работе вод поверхностного стока
- •6.2. Закономерности процессов эрозии
- •6.3. Аккумулятивная работа русловых поверхностных вод
- •6.4. Геологическая деятельность ледников
- •6.5. Денудация материков
- •Лекция № 7 геологическое летоисчисление.
- •7.1. Основные этапы эволюции Земли
- •7.2. Относительный возраст горных пород и методы его определения
- •7.3. Понятие об относительном возрасте горных пород
- •Лекция № 8 графические геологические материалы и работа с ними
- •8.1. Методы получения геологической информации
- •8.2. Геологическая карта и другие виды геологической информации
- •Лекция № 9 общие сведения о воде в природе. Воднофизические свойства гоных пород. План лекции
- •Vs - Объём минеральной части породы (объём скелета), см3.
- •Гранулометрический состав обломочных пород
- •Водопроницаемость
- •, М3 /сутки
- •Физические свойства и химический состав подземных вод
- •10.3. Жесткость воды
- •10.5. Агрессивность подземных вод по отношению к бетону и металлам.
- •11.1. Классификация водоносных горизонтов
- •11.2. Воды зоны аэрации
- •12.1. Грунтовые воды
- •11.4. Артезианские воды.
- •11.5. Особые типы подземных вод
- •Лекция № 12 основы динамики подземных вод
- •12.1. Общие положении о движении подземных вод
- •12.2. Расход естественных потоков подземных вод.
- •12.3. Искусственные дрены
- •12.4. Приток воды к совершенным и несовершенным дренам
- •12.5. Взаимодействующие дрены
- •Л е кц и я № 13
- •13.I. Объекты, методы и задачи инженерной геологии
- •13.2. Инженерно-геологическая классификация грунтов
- •13.3. Физико-механические свойства грунтов Физические свойства
- •Механические свойства.
- •13.3. Особенности свойств горных пород в массивах.
- •Лекция № 14 инженерно-геологические процессы и явления План лекции
- •14.I. Движение грунтовых масс на склонах
- •14.2. Суффозионные явления
- •14.3. Карстовые процессы и явления
- •14.4. Плывуны
- •Лекция № 15 инженерно-геологические явления в зонах вечной мерзлоты План лекции
- •15.1. Условия распространения и залегания вечномерзлотных пород.
- •15.2. Подземные воды в криолитозонах
- •15.3. Инженерно-геологические явления в зонах залегания вечномерзлых пород
- •15.4. Инженерно-геологические условия строительства в криолитозонах
- •Лекция № 16 гидрогеологические изыскания для проектов водозаборов подземных вод План лекции
- •16.I. Поиски и разведка подземных вод для целей водоснабжения
- •16.2. Инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка.
- •16.4. Стационарные наблюдения
- •16.5. Состав и содержание отчета по гидрогеологическим изысканиям.
- •17.1. Основные цели и задачи инженерно-геологических изысканий
- •17.2. Состав и объем инженерно-геологических исследований
- •17.3. Инженерно-геологические исследования на различных стадиях проектирования
- •17.4. Инженерно-геологические изыскания для объектов трубопроводов
- •17.5. Изыскания месторождений естественных строительных материалов
- •Учебно-методические материалы
- •1. Основная литература.
- •2. Дополнительная литература и пособия.
Vs - Объём минеральной части породы (объём скелета), см3.
Часто используют коэффициент пористости (коэффициент причиной пористости):
Пористость и коэффициент приведенной пористости связаны между собой такими зависимостями:
;
Пористость является причиной разности между плотностью воды и объёмной массы:
где γ - плотность, г/см3 ,
δ - Объёмная масса скелета породы, г/см3
,
г/см3
Где ∆ - объёмная масса влажной породы, г/см3,
W - весовая влажность, %
Тогда:
, %
Именно эта зависимость используется для расчета пористости пород по данным лабораторных определений несыпучих пород.
Гранулометрический состав обломочных пород
Гранулометрический состав песчаных и обломочных пород позволяет судить о размере пор и пустот и о степени пористости, что определяет их коллекторские свойства.
В гидрогеологии и инженерной геологии используется классификация обломочных горных пород, которая несколько отличается десятичной классификации, принятой в петрографии. Выделяются следующие породы и фракции:
валуны больше 2O см,
галька - 2-20 см,
гравий - 2-20 мм,
песок - 0,05-2 мм,
пылеватые частицы - 0,005-0,05 мм,
глинистые частицы - меньше 0,005 мм.
Пески подразделяются на грубо -, крупно-, средне-, мелко-, тонкозернистые.
Гранулометрический состав грубообломочных и песчаных пород определяется ситовым способом. Разделение и определение доли пылеватой и глинистой фракции производится несколькими методами по плотности суспензии и скорости оседания частиц.
Для обработки данных гранулометрического анализа песчаных пород чаще используют построение полулогарифмических графиков (рис. 2,1) с которых удобно определять медианный диаметр (d50) активный диаметр частиц (d10) рассчитывается коэффициент неоднородности:
Влажность, влагоемкость и водоотдача
Влажность породы (W) характеризует содержание в её порах того или иного количества воды, удаляемой при нагревании до температуры не свыше 105.°С:
гдеg
– масса влажной породы
gc - масса сухой породы, г
Используют также объёмную влажность (Wo):
,
г/см3
Влагоемкость - это способность пород принимать, вмещать и удерживать определенное количество воды. В зависимости от вида и количества воды, содержащейся в породе, различают несколько видов влагоемкости: гигроскопическую и максимальную гигроскопичесую, максимальную молекулярную влагоемкость (Wμ), капиллярную(Wk) и полную влагоемкость (Wn).
Свойство пород, насыщенных водой, отдавать её путем свободного стекания называется водоотдачей. Водоотдача зависит от типа породы, размеры частиц, из которых она состоит, и характера материала, заполняющего поры и трещины. Наибольшей водоотдачей обладают крупнообломочные породы. Глины имеют низкую водоотдачу. У песков она изменяется от 10-15% до 25-35%.
Водоотдача характеризуется коэффициентом водоотдачи (Wb), выражающих отношение объёма стекающей воды к объёму породы. Он может быть ориентировочно рассчитан по разности между значениями полной и максимальной молекулярной влагоемкоетей:
,%
Водопроницаемость
Водопроницаемость - это способность породы пропускать-фильтровать воду. Она имеет непосредственное значение при оценке водопритоков. В результате экспериментов по фильтрации воды разных напорных градиентах (рис. 2.2) французский гидравлик Дарси установил зависимость: