4.5. Інженерно-геологічне випробування.

Це процес виявлення складу, стану та інженерно-геологічних особливостей порід, що залягають в основах споруд. Таке випробування здійснюється шляхом відбору проб порід у геологічних виробках, свердловинах, відслоненнях для подальшого визначення їх властивостей. Інженерно-геологічне випробування проводиться на всіх стадіях інженерно-геологічних досліджень. Детальність випробування підвищується в міру переходу до більш пізніх стадій дослідження. Необхідно розрізняти терміни “зразок”, “проба”, “моноліт”.

Зразком слід називати будь-який об‘єм породи, відібраний з метою подальшого геологічного вивчення чи візуального опису.

Інженерно-геологічна проба – це строго визначений об‘єм породи, який використовується для випробування в лабораторних і польових умовах, з метою визначення якого-небудь показника складу, стану або фізико-механічних властивостей.

Монолітом називається зразок породи, відібраний зі збереженням її природної вологості і структури. Із моноліта можна також брати проби і з їх порушенням.

Інтервалом випробування слід називати відстань між пробами по вертикалі, а кроком випробування – відстань між пробами по горизонталі.

Весь процес інженерно-геологічних випробувань складається із наступних операцій:

1. вибір методу інженерно-геологічної оцінки масиву гірських порід;

2. визначення системи випробування;

3. відбір проб чи виконання спостережень;

4. обробка проб;

5. аналіз проб лабораторними і польовими методами, включаючи вибір системи показників і методів їх визначення;

6. обробка експериментальних даних;

7. вибір і обчислення розрахункових значень показників фізико-механічних властивостей порід.

Запитання для самоконтролю.

1. На які категорії за складністю поділяються інженерні споруди?

2. Якими є категорії складності інженерно-геологічних умов ділянок будівництва?

3. Назвіть стадії проектування інженерних споруд. Які завдання розв‘язуються на кожній з них?

4. Які вишукування входять до складу інженерних?

5. Які завдання розв’язуються під час інженерно-геологічних вишукувань?

6. Які види робіт входять до складу інженерно-гідрогеологічних вишукувань?

7. Для чого виконуються інженерно-метеорологічні та інженерно-гідрологічні вишукування?

8. Поясніть суть вишукувань для раціонального використання та охорони навколишнього середовища.

9. Що таке спеціалізовані вишукування?

10. Поясніть значення термінів «зразок», «проба», «моноліт», «інтервал випробування», «крок випробування».

розділ 5. МЕТОДИ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНОЇ ОЦІНКИ МАСИВІВ ГІРСЬКИХ ПОРІД.

У практиці інденерно-геологічних досліджень застосовуються наступні методи інженерно-геологічної оцінки масивів гірських порід: 1) непрямий; 2) інженерно-геологічних аналогій; 3) типізації; 4) природно-статистичний; 5) механіко-математичні.

Непрямий метод. До факторів, які непрямо (опосередковано) характеризують інженерно-геологічні умови, належать:

1) умови осадконакопичення, діагенез; 2) тектонічні умови; 3) геоморфологічні умови; 4) літолого-петрографічний склад порід; 5) гідрогеологічні умови; 6) геоботанічні ознаки; 7) характер фізико-геологічних процесів.

Умови осадконакопичення і діагенез впливають на механічний, хімічний і мінеральний склад порід. Цього вже досить для орієнтовного прогнозу інженерно-геологічних властивостей порід і їх поведінки в сфері впливу споруди. (Наприклад, якщо в результаті вивчення тектонічних умов встановлено, що масив порід залягає в ядрі антикліналі, то скоріше за все вони матимуть значну тріщинуватість).

Всі перераховані ознаки не дозволяють дати точної цифрової оцінки інженерно-геологічних умов, але характеризують їх непрямо, побічно. Тому метод застосовується тільки на ранніх стадіях досліджень.

Метод інженерно-геологічних аналогій. Він полягає у виявленні інженерно-геологічних умов будівництва і експлуатації даної споруди та у знаходженні аналогічних умов зведення споруд у минулому. Метод вперше запропонований Ф.П.Саваренським при вивченні зсувних схилів, коли треба вивчати сусідні ділянки, щоб виявити зсуви, які відбулися в аналогічних умовах. За такими зсувами можна з більшим чи меншим ступенем вірогідності встановити положення майбутньої поверхні ковзання, об‘єм зсувних тіл, а часто і причини зсуву.

Метод типізації полягає в тому, що для порід, які вивчаються, визначаються класифікаційні і непрямі показники (склад, пластичність, вологість, пористість, консистенція). За їх допомогою у розрізі виділяють інженерно-геологічні тіла, наділені приблизно однаковими інженерно-геологічними властивостями, тобто виділяють інженерно-геологічні види порід. На підставі достатньої кількості цих показників виконують розрахунки за будівельними нормами, визначають поведінку порід в різних умовах. Порівнюючи оцінки окремих інженерно-геологічних видів порід, обирають найкращі з них як майбутні основи споруд.

Природно-статистичний метод. Ідея методу полягає в тому, що в природних умовах геологічні процеси прагнуть прийти в стан рівноваг з умовами довкілля. Ця рівновага триває до того моменту, поки які-небудь штучні чи природні причини не змінять умови довкілля. Метод дозволяє отримувати цифрові дані, що характеризують стійкість порід у даних кліматичних, геологічних, гідрогеологічних та ін. умовах.

Для отримання таких даних під час інженерно-геологічної зйомки виконують масові виміри параметрів, які цікавлять дослідників (наприклад, кута нахилу стійких укосів), і піддають їх статистичній обробці. Метод може застосовуватися на всіх стадіях і етапах інженерно-геологічних досліджень.

Статистичний метод. Він є аналогом природно-статистичного і зводиться до наступних операцій:

1. породи поділяються на інженерно-геологічні елементи (ІГЕ) за геологічними, літолого-петрографічними ознаками і за найпростішими показниками інженерно-геологічних властивостей порід;

2. для виділених ІГЕ визначаються показники властивостей порід у кількості, яка забезпечує вірогідність кінцевих даних;

3. обчислюються узагальнені значення показників властивостей порід, визначених лабораторними і польовими методами;

4. вибираються розрахункові значення показників властивостей порід із введенням різного роду поправок у значення узагальнених показників.

Цей метод інженерно-геологічної оцінки порід є найточнішим і досконалим. Через необхідність виконання значної кількості гірничо-бурових, лабораторних робіт і польових визначень, а також врахування типу і конструкції споруди, цей метод використовується тільки на останній стадії інженерно-геологічних досліджень (по суті, в процесі детальної інженерно-геологічної розвідки).

Механіко-математичні методи грунтуються на застосуванні різноманітних принципів механіки, зокрема механіки грунтів, і математичних способів для обчислення тих чи інших кількісних параметрів. Сюди належать різні методи обчислення величини й швидкості осідання споруд, ширини смуги переробки берегів водосховищ, коефіцієнтів запасу стійкості укосів. Застосування всіх цих методів можливе тільки при детальному розчленуванні геологічного розрізу і наявності надійних розрахункових значень показників фізико-механічних властивостей гірських порід.

Запитання для самоконтролю.

1. Поясніть суть кожного з методів інженерно-геологічної оцінки масивів гірських порід.

Список літератури

1. Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. М:"Недра", 1986, 329 с.

2. Золотарёв Г.С. Инженерная геодинамика. М: из-во МГУ, 1983, 326 с.

3. Золотарёв Г.С. Методика инженерно-геологичесских исследоываний. №5. Из-во МГУ, 1990, 384 с.

4. Золотарёв Г.С. Учебноне пособие по инженерной геологии. М: Из-во МГУ, 1982, 344 с.

5. Коломенский Н..В. Инженерная геология. К:"Вища школа", 1964, 476 с.

6. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. М:"Недра", т.2, 1977, 478с.; т.3, 1978, 496с.

7. Сергеев Е.М. Инженерная геология. М:Из-во МГУ, 1982, 384 с.