Інженерна Геологія. Заочники

Міністерство освіти і науки України Київський Національний університет будівництва і архітектури

ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ І КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

ДО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ

для студентів заочної форми навчання спеціальностей

7.092101 „Промислове та цивільне будівництво”

7.092103 „Міське будівництво та господарство”

7.092108 „Теплогазопостачання та вентиляція”

Київ – 2010

1

УДК 624.13 ББК.38.115

І 62

Укладачі: Г.П. Степаненко, кандидат технічних наук, професор О.В. П’ятков, кандидат технічних наук, доцент А.М. Ращенко, ст.викладач Т.В. Диптан, ст.викладач В.П. Голуб, ст.викладач

Рецензент: Е.Ю. Петренко, кандидат технічних наук, доцент

Відповідальний за випуск: завідувач кафедри основ і фундаментів І.П. Бойко, доктор технічних наук, професор

Затверджено на засіданні кафедри основ і фундаментів, протокол № 2 від 20 вересня 2010 року.

Затверджено на засіданні Вченої ради будівельного факультету Київського національного університету будівництва і архітектури,

протокол № 2 від 28 жовтня 2010 року.

Інженерна геологія: Методичні вказівки і контрольні завдання до вивчення І 62 дисципліни / Уклад. Г.П. Степаненко, О.В. П’ятков, А.М. Ращенко,

Т.В. Диптан, В.П. Голуб. – Київ, КНУБА, 2010. – 22 с.

Наведено питання для контрольної роботи, розглянуто приклади

оформлення графічних завдань.

Призначено для студентів заочної форми навчання спеціальностей 7.092101 „Промислове та цивільне будівництво”, 7.092103 „Міське будівництво та господарство”, 7.092108 „Теплогазопостачання і вентиляція”, для практичного

використання студентами при виконанні контрольної роботи та графічних завдань, закріплення теоретичного курсу.

2

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Інженерна геологія готує інженера-будівельника для роботи в геологічних умовах, які характеризуються значною неоднорідністю і складністю. В цьому полягає основне завдання дисципліни. Курс інженерної геології складається з трьох розділів: “Геологія”, “Гідрогеологія”, “Інженерна геологія”.

Геологія – наука про Землю, її будову, склад, історію розвитку і геологічні процеси, які діють в її надрах і на поверхні.

Гідрогеологія – наука про підземні води.

Інженерна геологія – наука, що вчить інженера-будівельника застосуванню геологічних знань для вирішення будівельних та господарських задач в умовах геологічного середовища і методам забезпечення стійкості та надійності в експлуатації будинків і інженерних споруд.

Крім зазначених основних трьох розділів курс “Інженерна геологія” вміщує необхідний об’єм відомостей з мінералогії (науки про мінерали), петрографії (науки про гірські породи), геоморфології (науки про рельєф) та ґрунтознавства

– науки про властивості ґрунтів (ґрунти – це різні гірські породи які

розглядаються або використовуються як основа фундаментів).

Курс “Інженерна геологія” вивчають студенти заочної форми навчання на

ІІ-му курсі (спец. МБГ) і на ІІІ-му курсі (спец. ПЦБ, ТВ) в такій послідовності:

а) теоретичний матеріал, який опрацьовується студентами самостійно у відповідності з наведеною далі робочою програмою, методичними вказівками та за допомогою невеликого об’єму лекцій (4...10 годин) під час установчої сесії;

б) лабораторні роботи, що виконуються студентами в період екзаменаційної сесії під керівництвом викладача і присвячуються вивченню породоутворюючих мінералів і гірських порід;

в) контрольні завдання, які студенти виконують самостійно протягом семестру. Вони складаються з письмових відповідей на 10 питань з різних розділів курсу (відповідно до індивідуального варіанту), а також двох

розрахунково-графічних робіт: геологічного розрізу і карти гідроізогіпс. Студенти, що виконали на достатньому рівні контрольні і лабораторні

роботи, складають залік з теоретичного матеріалу.

3

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ ЗНАНЬ І ПИСЬМОВИХ ВІДПОВІДЕЙ ВІДПОВІДНО ДО

ВАРІАНТА І РОБОЧОЇ ПРОГРАМИ КУРСУ

Тема 1. Загальні відомості про дисципліну „Інженерна геологія” і її значення для підготовки інженера-будівельника

1.Що вивчає інженерна геологія і чому знання її необхідні інженерубудівельнику?

2.Що вивчає гідрогеологія і чому знання її потрібні інженеру-будівельнику?

3.Що вивчає інженерна геологія і чому знання її потрібні інженерубудівельнику?

4.Основні складові курсу „Інженерна геологія” та їх значення для підготовки інженера-будівельника.

Тема 2. Основи геології. Загальні відомості про Землю

1.Дайте характеристику основним гіпотезам щодо походження Землі.

2.Будова Сонячної системи, місце Землі в Сонячній системі і види рухів Землі.

3.Що таке „геоїд”, його розміри і відмінність від еліпсоїду обертання?

4.Чим зумовлені гравітаційні і магнітні аномалії?

5.Що таке „магнітний уклон” і „магнітне відхилення” та їх практичне використання?

6.Що таке „геотермічний градієнт” і „геотермічна ступінь”?

7.Як побудована Земна кора і який діапазон коливань її товщини? Де саме?

8.Поясніть природу назв „гранітний шар” та „базальтовий шар”. Який ще шар в будові Земної кори можна виділити?

9.Порівняйте поняття: а) ера-період-епоха; б) група-система-відділ; в) ерагрупа; г) період-система; д) епоха-відділ. Виділіть посеред них

геохронологічні і стратиграфічні підрозділи.

Тема 3. Склад Земної кори. Мінерали та гірські породи

1.Які хімічні елементи переважають в складі Земної кори і Землі? Назвіть 9-10 найбільш поширених хімічних елементів.

2.Що таке „мінерал”? Які мінерали віднесені до породоутворюючих? Скільки їх по відношенню до загальної кількості мінералів?

3.Охарактеризуйте 9-10 найбільш поширених породоутворюючих мінералів в

Земній корі.

4

4.Дайте опис класифікації породоутворюючих мінералів за хімічним складом.

5.Який клас мінералів найбільш поширений в Земній корі ? Наведіть приклади.

6.Що таке „гірська порода” ? Як поділяються гірські породи за походженням ?

7.Дайте визначення магматичних гірських порід та їх класифікацію.

8.Які види структур у магматичних порід ви знаєте? Що таке „порфірова структура” ?

9.Які гірські породи відносяться до осадових ? Наведіть класифікацію осадових гірських порід.

10.Наведіть класифікацію уламкових осадових порід з різною формою уламків.

11.Як утворюються пірокластичні гірські породи ? Наведіть приклади.

12.Які процеси ведуть до утворення метаморфічних гірських порід ? Наведіть приклади.

13.Які форми залягання характерні для магматичних гірських порід ?

Інтрузивних і ефузивних ?

14.Які форми залягання характерні для осадових гірських порід ? Покажіть приклади на малюнках.

15.Чим відрізняються „шток” від „батоліту”, „дайка” від „жили”, „лаколіт” від

„лополіту” ?

16.Що таке „складка” ? Дати опис основних елементів складок. Що таке

„синкліналь” та „антикліналь”?

17.Чим відрізняються складки косі, скинуті, лежачі, перевернуті, віяльні та ін.?

18.Якими наслідками загрожує розміщення будинку над зміщувачем скиду (або підкиду); на крилі складки ?

Тема 4. Ендогенні (внутрішні) геологічні процеси Землі

1.Які геологічні процеси відносяться до ендогенних? Дайте їх характеристику.

2.Дайте характеристику двом або трьом гіпотезам про походження тектонічних

рухів земної кори.

3.Наведіть класифікацію тектонічних рухів земної кори.

4.Що таке „магматизм” і „вулканізм” ? Порівняйте поняття „магма” і „лава”.

5.Що таке „землетрус” і „сейсмічне явище” ? Яке співвідношення в їх кількісних проявах ?

6.Чим відрізняються повздовжні і поперечні сейсмічні хвилі? Де в геології

вдало використовуються дані про швидкість цих хвиль?

7.В яких одиницях вимірюється сила землетрусів? Що таке „магнітуда” ?

8.Дайте опис шкали вимірювання сили землетрусів. Порівняйте її із так званою „шкалою Ріхтера”.

9.Як здійснюється сейсмічне районування територій? На основі яких факторів здійснюється мікросейсморайонування територій?

10.В яких географічних зонах виникають тектонічні рухи земної кори, вулканізм та землетруси? Чи співпадають місця їх дії?

5

Тема 5. Екзогенні (зовнішні) геологічні процеси Землі

1.Які саме геологічні процеси відносяться до екзогенних?

2.Поясніть зв’язок і протиріччя між ендогенними та екзогенними геологічними процесами? Як це відображається на формуванні рельєфу Землі?

3.Поясніть, що таке “денудація”?

4.Типи звітрювання. Будова кори звітрювання. Як утворюється родючий ґрунт?

5.Опишіть еолові процеси. Що таке „дефляція” і „коразія”? Яка різниця між дюнами і барханами?

6.Наведіть приклади еолового походження порід. Чим вони відрізняються або виділяються?

7.Що таке „ерозія”, „русловий” та „нерусловий стік”? Що таке „базис ерозії”?

8.Як побудована річкова долина? Що таке „меандри” і як вони утворюються і

змінюються?

9.Що впливає на асиметричне походження перерізу річкової долини? Наведіть приклади.

10.Що таке „гірський сель”? Які фактори приводять до його утворення? Як

попередити утворення селю ?

11.Як формується морський берег? Що таке „абразія”?

12.Які геологічні процеси пов’язані з абразією? Засоби боротьби з абразією.

13.Які морські відклади утворюються в літоральній, мерітовій та абісальній зонах Світового океану? Яке вони мають значення в господарчій та інженерній діяльності людини?

14.Охарактеризуйте наслідки зледенінь планети. Назвіть породи, які утворилися під час зледеніння і опишіть їх географічне розповсюдження.

15.Яке значення має поняття “снігова висота” (“снігова лінія”)? Що із цим пов’язано?

16.Де виникають льодовики? Чим зумовлений їх рух? Що таке “морена” і “флювіогляційні відклади”?

17.В чому полягає геологічна роль людини?

18.Які антропогенні процеси приводять до осідання земної кори? Як це впливає на будівництво?

19.Поясніть походження таких термінів: “елювій, “делювій”, “пролювій”, “алювій”, „ілювій”?

Тема 6. Поняття про геоморфологію

1.Що вивчає геоморфологія і яке значення мають її знання для будівельника?

2.Що входить в поняття „елементи рельєфу”?

3.Порівняйте поняття: „вододільна лінія” і „тальвег”; „лінія підошви” і „брівка”; „западинна і вершинна точки”.

4.Наведіть приклади форм рельєфу: простих і складних; замкнутих і

6

незамкнутих; позитивних і негативних.

5.Які особливості має антропогенний рельєф? Чим він відрізняється від природного? Наведіть приклади.

6.Як впливають геоморфологічні особливості на вибір траси трубопроводу або розташування будинку?

Тема 7. Основи гідрогеології

1.Що вивчає гідрогеологія і яке значення мають ці знання для інженера-

будівельника?

2.В яких геосферах вміщується вода? Скільки саме? Порівняйте. Чи

відбувається водообмін між геосферами? Як саме?

3.Які види води має літосфера?

4.Які класифікації підземних вод наведені в гідрогеології?

5.Дайте класифікацію підземних вод за гідравлічною ознакою.

6.Від чого залежить інфільтрація?

7.Які підземні води зустрічаються в зоні аерації? Який у них характер? В чому полягає їх небезпека?

8.Від чого залежить водопроникність гірських порід? Чим вона характеризується? Наведіть приклади водопроникних та водотривких порід.

9.Яким законам підкоряється рух підземних вод?

10.Як виникає напір? В яких випадках артезіанська свердловина буде фонтанувати? Поясніть за допомогою малюнка.

Тема 8. Ґрунти та їх властивості

1.Які генетичні типи гірських порід відносяться до скельових, напівскельових та нескельових (грубоуламкових, піщаних, глинистих) ґрунтів ?

2.Що таке „компресійна крива”? Який вигляд вона може мати для ґрунтів, що

просідають? Що таке „початковий тиск просідання”?

3.Чим відрізняються піщані ґрунти від глинистих? Зробити порівняння за всіма властивостями.

4.Як розрізнити супісок, суглинок та глину?

5.В чому полягає різниця деформацій, які звуться „осідання” і „просідання”?

6.Особливості складу і властивостей набрякаючих та слабких ґрунтів.

7.За якими ознаками класифікуються штучні ґрунти ?

8.Виділити методи будівництва на особливих і штучних ґрунтах, що

передбачають зміну властивостей цих ґрунтів та пристосування конструкцій

будівель до їх властивостей.

9.Методи визначення просідання ґрунтів.

10.За якими показниками визначається реагування лесових ґрунтів на зволоження та їх поведінка під навантаженням ?

7

Тема 9. Інженерно-геологічні процеси

1.Чому обвали, осипи і зсуви об’єднуються в одну категорію процесів ?

2.Методи боротьби з обвалами.

3.Як класифікуються осипи по рухомості?

4.В чому зміст розмежування причин зсувів на „активні” та „пасивні” ? На „природні” та „штучні”?

5.Чи всі заходи боротьби зі зсувами спрямовані проти конкретних зсувоутворюючих факторів? Відповідь поясніть.

6.Принципи оцінки стійкості схилів та укосів.

7.Методи будівництва на зсувонебезпечних територіях.

8.В яких породах спостерігається карст? В чому полягає його небезпека для будівництва?

9.Особливості боротьби зі справжніми та псевдопливунами.

10.Чим небезпечна суфозія? В яких умовах вона виникає? Які має види?

11.Що таке „діючий шар”? Зміни „діючого шару” від виду ґрунту, географічного положення і кліматичних умов.

12.Яким законом описано опір ґрунтів на зрушення (зрізання або здвиг)? Поясніть графіком особливості опору піщаних і глинистих ґрунтів.

13.Напрямки будівництва в районах вічної мерзлоти. В яких умовах ліпше застосовувати кожен з цих випадків?

14.Як враховується будівельниками сезонне промерзання ґрунтів?

Тема 10. Інженерно-геологічні вишукування для будівництва

1.Для яких стадій проектування проводяться інженерно-геологічні вишукування? Чи можливі різні варіанти стадійності?

2.Геоморфологічні, геолого-тектонічні, гідрогеологічні, ґрунтові особливості

територій, які відносяться до кожної з трьох категорій складності інженерногеологічних умов.

3.Призначення мало- і великомасштабних інженерно-геологічних карт.

4.Чи можна відносити до польових робіт ті види робіт, які проводяться в центрі міста?

5.Засоби буріння свердловин. Коли ручне буріння не можна замінити на

механічне?

6.З якою метою проводять проходку шурфів? Переваги та недоліки шурфів над свердловинами.

7.Чи можна буріння повністю або частково замінити зондуванням? Поясніть.

8.Для визначення яких фізико-механічних властивостей ґрунтів в лабораторних умовах потрібні зразки з непорушеною структурою, а в яких з порушеною?

9.На чому обґрунтоване застосування геофізичних методів в інженерно-

8

геологічних вишукуваннях?

10.Якими чинниками визначається глибина розвідувальних виробок?

11.Що таке камеральна обробка результатів? Яким документом вона завершується?

12.З чого складається звіт про інженерно-геологічні вишукування? Поясніть його значення в будівництві.

Увідповідності до останньої цифри номеру залікової книжки визначається варіант завдання. Для випадку, коли остання цифра номеру залікової книжки „0”, приймається варіант № 10. В табл. 1 наведені номери тем та питань для варіантів № 1...10.

Таблиця 1

Питання до письмових відповідей з домашньої контрольної роботи

Розрахунково-графічні вправи до домашньої контрольної роботи

Домашня контрольна робота студента включає в себе дві розрахунковографічні роботи: геологічний розріз і карту гідроізогіпс. Вони виконуються вручну кожна окремо на білому креслярському папері формату А2 (594×420 мм) або А1 (841×594 мм).

Допускається виконання кожного креслення графічної роботи за допомогою машинної графіки, але тільки за умови повного дотримання вимог державних стандартів щодо оформлення графічної документації (збереження масштабів, висоти та типу шрифтів, товщин ліній і т.п.). При використанні для складання креслення автоматизованих комплексів проектування (наприклад, Autodesk AutoCAD), необхідно користуватися „рівнями” („layer”, „слой”).

9

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ПОБУДОВИ ГЕОЛОГІЧНОГО РОЗРІЗУ

Геологічний розріз будується на основі даних про буріння 4-х свердловин, що розташовані вздовж одного напрямку (створу). Вважається, що рельєф між суміжними свердловинами змінюється по лінійному закону, тобто немає розривів земної поверхні у вигляді розщілин, промоїн. Також між суміжними свердловинами відсутні різкі підвищення - кургани та пагорби.

Номери свердловин, по яким будується лінія геологічного розрізу, відстані між свердловинами, вертикальний та горизонтальний масштаби креслення наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Варіанти та вихідні дані для побудови геологічного розрізу

Бурові колонки свердловин, по яким необхідно побудувати геологічний розріз, наведено в табл. 3.

Відповідно до варіанта, потрібно вибрати 4 свердловини (табл. 3), а до них абсолютні позначки устя, глибину залягання ґрунтових вод і потужність (товщину) послідовно пройдених шарів ґрунтів від устя (поверхні землі) до забою (дна) свердловини.

10