I этап: Составление программы работ.

1.     Сбор, систематизация и изучение материалов изысканий прошлых лет по данному району в геологических фондах, в архивах проектных и изыскательских  организаций. Оценка инженерно-геологических и гидрогеологических условий района. Определение и обоснование состава и объема работ.

II этап: Составление технического отчета по тектонике и ДСР(Дешифрирование аэрокосмонимков)

Рекогносцировка района работ, Анализ материалов геофизических изысканий. Составление геолого-геофизических карт, табличных и графических приложений и текстовой части отчета

III этап: Полевые геофизические и камеральные работы.

4.     Сейсморазведка методом преломленных волн при возбуждении колебаний с помощью взрывов на поверхности, в копушах, воздухе, водоемах и скважинах. Обработка материалов сейсморазведки

5.     Сейсмоакустические исследования. Прозвучивание по трем взаимноперпендикулярным направлениям. Обработка материалов сейсмоакустики

IV этап: Камеральные работы. Составление заключения по микросейсморайонированию.

Билет №4

1. Гранулометрический состав пород. Методы определения. Перечислите известные способы подготовки грунта к анализу.

2. Классификации геологических процессов и явлений. Их разделение и назначение. Общая инженерно-геологическая классификация процессов и явлений.

3. Что понимается под физическими свойствами грунтов? Перечислить важнейшие физические свойства грунтов и показатели их характеризующие применительно к одному из классов грунтов.

1. Под гранулометрическим (или механическим) составом грунта понимается относительное содержание в нем (по массе) частиц различной величины.

Гранулометрический состав является одним из важных факторов, определяющих физи­ческие свойства грунта. От него зависят такие важные свойства, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, усадка, разбухание, высота капиллярного поднятия, водопроница­емость и др.

Гранулометрический (или механический) состав характеризует осадочные породы в отношении их дисперсности, т.е., размеров слагающих частиц. Он выражает процентное содержание в породе групп частиц (фракций) различных размеров, взятых по отношению к весу абсолютно сухой породы. Размер фракций, слагающих ту или иную породу, определяют по диаметру и выражают обычно в миллиметрах.

Для определения гранулометрического состава пород выпол­няется гранулометрический анализ.

Гранулометрический анализ состоит в разделении грунта на группы с близкими по величине частицами - так называемые фракции.

В настоящее время разработано много методов гранулометрического анализа грунтов. Эти методы объединены [6] в следу­ющие группы:

1. Глазомерный или визуальный. Метод основан на срав­нении на глаз или с помощью лупы изучаемого грунта с эталонами, гранулометрический состав которых известен.

2. Полевые методы. Наиболее распространенный и простой метод Рутковского. В основу метода положены, способность глинистых частиц набухать в воде и различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера.

3. Ситовой метод – рассеивание грунта на ситах.

4. Гидравлические методы, Методы основаны на различии в скорости падения в воде частиц разной крупности. Среди методов этой группы различают:

а) методы отмучивания в спокойной воде – Сабанина, Аттерберга и др.;

б) методы разделения током воды, например, способ Щене.

5. Непрерывные методы анализа, среди которых можно вы­делить:

а) методы, основанные на последовательном взятии проб из приготовленных суспензий (пипеточный анализ);

б) методы, заключающиеся в непосредственном взвешивании осадков последовательно выпадающих из суспензии при ее отста­ивании (способ Овен-Одела);

в) методы, основанные на учете изменения плотности или гидро­статического давления суспензии (ареометрический анализ и метод Вигнера).

6. Центрифугирование. Этот метод гранулометрического анализа основан на разной скорости осаждения частиц грунта разной круп­ности центробежной силой, развивающейся при вращении центри­фуги.

Предварительная подготовка грунтов к гранулометрическому анализу состоит в том, что тем или иным способом разрушают агре­гаты частиц грунта и последний приводят в состояние максимального разделения на элементарные частицы.

Существующие способы подготовки грунта к гранулометрическому анализу можно разделить на три группы:

1. механические;

2. химические;

3. физико-химические.

К механическим способам относятся взбалтывание грунта с водой, растирание и кипячение.

Физико-химические методы подготовки состоят в насыщении грунта одновалентными катионами (Nа⁺, Li⁺, NН₄⁺), которые замещают содержащиеся в грунте двух- и трехвалентные катионы. Однова­лентные катионы, обладающие большими гидратными оболочками, резко увеличивают дисперсность грунта.

Химическая подготовка состоит в разрушении карбонатов и органи­ческих веществ, обладающих цементирующими свойствами. Раз­рушение карбонатов обычно достигается обработкой соляной кис­лотой, а органических веществ - перекисью водорода.

2. Классификации геологических процессов и явлений: общие, региональные, частные и специальные.

Общие составляются для всех геологических и инженерно-геологических процессов и явлений в целом. Региональные – отображают особенности отдельных регионов

Частные – характеризуют отдельные процессы и явления

Специальные – разрабатываются для конкретных видов хоз.деятельности и решения конкретных задач.

Причина (факторы)	Процессы и явления
1. Выветривание (деятельность агентов выв-я)	Выветривание
2. Деят. поверхностных вод (моря, озера, океаны, реки)	Абразия, эрозия, овраги, сели
3. Деят. подземных вод	Суффозия, плывуны
4. Деят. подземных и поверхностных вод	Болота, карст, просадка
5. Действие гравитационных сил	Оползни, обвалы, осыпи, лавины
6. Промерзание и оттаивание грунтов	Пучение, термокарст, наледи
7. Действ. внутренних сил в породах	Набухание, просадка, разуплотнение
8. Деятельность ветра	Все эоловые процессы
9. Действ. внутренних сил земли	Землетрясения, вулканы
10. Инженерная деят. человека	Осадка, набухание, просадка (за счет строения)

3. Физические свойства характеризуют физическое состояние горных пород. Важнейшие физические свойства: плотность, пористость, влажность, пластичность и др.

Показатели физико-механических свойств пород рыхлых отложений

Условн. обозн.	Показатель по СНиП 2.02.01-83	Единица измерения, Си			Физический смысл	Расчетная формула или методика определения по гос. стандартам
γ	Удельный вес	н/м3				γ = ρ*g; g=9.81м/с2.
ρs	Плотность частиц грунта	кг/м3 (г/см3 )			Масса единицы объема скелета грунта в воде при отсутствии пор: для песчаных–2.66; супесей-2.70; суглинков-2.71;глин-2.74	ГОСТ 5180-84. Пикнометрический метод
ρ	Плотность	кг/м3 (г/см3 )			Масса единицы объема при данной пористости и влажности	ГОСТ 5180-84. Метод режущего кольца или парафинирования
ρd	Плотность сухого грунта	кг/м3 (г/см3 )			Масса единицы объема за вычитанием массы воды в порах	ρd = ρ / (1+0.01 W)
W	Природная (естественная) влажность	%			Кол-во свободной и поверхностно связанной воды, содержащейся в порах грунта в естественных условиях	ГОСТ5180-84 Весовой метод
n	Пористость	%			Отношение объема пустот к объему грунта	n= ( ρs - ρd )) / ρs
е	Коэффициент пористости	Доли единицы			Отношение объема пустот к объему скелета грунта	е = ( ρs - ρd) / ρd
Условн. обозн.	Показатель по СНиП 2.02.01-83		Единица измерения, Си	Физический смысл		Расчетная формула или методика определения по гос. стандартам
Wг	Гигроскопическая влажность		%	Под гигроскопической влажностью понимается отношение веса воды, удаленной из образца воздушно сухого грунта к массе высушенного грунта.		ГОСТ 5180–84 Весовой метод
WL	Влажность на границе текучести		% (верхний предел)	Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в текучее.		ГОСТ 5180–84. Метод балансированного конуса
Wp	Влажность на границе раскатывания		% (нижний предел)	Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в твердое.		ГОСТ 5180–84 Метод раскатывания
Jp	Число пластичности		Доли единицы	Разность между верхним и нижним пределами влажности.		Jp = WL – Wp
JL	Показатель текучести		Доли единицы	Степень подвижности слагающих грунт частиц при механическом воздействии		JL =(W – Wp) / Jp
S r	Степень влажности		Доли единицы	Степень заполнения пор водой.		S r = W· ρs /(е · ρW*100), где ρW = 1,0
С	Сцепление		МПа, КПа	Сила сопротивления сдвигу при отсутствии внешней нагрузки.		ГОСТ 12248-96
φ	Угол внутреннего трения		Град.	Угол наклона прямолинейной части диаграммы сдвига к оси нормальных давлений		ГОСТ 12248-96
Е	Модуль общей деформации		МПа,	Коэффициент пропорциональности между давлением и относительной линейной деформацией грунта		ГОСТ 12248-96 Е 1-2 = β · [ (1+ е) / α]

Билет №5.

1. Какие Вы знаете классификационные показатели? Перечислите классификационные показатели и назовите методы их определения. На конкретных примерах поясните их использование в практической работе.

2. Основные понятия и термины региональной инженерной геологии.

3. Какие принципы строительства используются в районах распространения ММП?

1. Классификационные показатели используются для предварительного определения типа породы. Их обычно определяют в массовом количестве, простыми и быстрыми методами (визуально, либо с помощью несложных приспособлений).

Свойство или признак грунта	Показатели	Метод определения
Плотность	Масса 1см3 в г	Взвешивание образца известного объема
Естественная пористость	Объем пор в % ко всему объему образца	Вычисление по плотности, влажности и плотности минеральной части (удельный вес)
Размокаемость	Характер и скорость размокания	Непосредственное наблюдение
Набухаемость	1.Влаажность набухания 2.Величение объема в %	Приборы: 1.Ф. Лаптева 2. Ф. Филатова 3.А.М.Васильева
Пластичность	Пределы и число пластичности	1.Стандартный ручной 2.Объемный (для числа пластичности)
Уплотняемость	Показатель уплотняемости	Вычисление по максимальной и минимальной пористости
Водопроницаемость	Коэффициент фильтрации	Трубка Г.Н. Каменского или Спецгео
Выветрелость	Изменение характерной для данной породы признаков и свойств, в частности, цвета, прочности (гр.I кл.), проявление вторичных минералов (гипс), трещиноватость.	Визуальный
Естественная (природная) влажность	Влажность в весовых процентах	Высушивание и взвешивание
Естественная консистенция	1.Сопротивление вдавливанию 2. Показатель текучести	1.Конус А.М. Васильева 2. С помощью прибора типа иглы 3. Вычисление по влажности и пределам пластичности
Степень плотности	Показатель степени плотности для песков	Вычисление по максимальной, минимальной и естественной пористости
Степень уплотненности	Показатель степени уплотненности для глинистых пород по В.А. Приклонскому	Вычисление по пределам пластичности и естественной пористости

2. РИГ – раздел инженерной геологии, который занимается изучением закономерностей инженерно-геологических условий, строительства и эксплуатации инженерных сооружений в земной коре и на ее поверхности.

Она изучает:

- закономерности проявления на Земле факторов ИГУ, обусловленные природной обстановкой, а также геологическим строением и геологической жизнью местности

- комплексы факторов природных условий, определяющих геологические условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений на данной территории

- инженерно-геологические процессы и явления на основе опыта строительства на данной территории

Объект: инженерно-геологические условия(ИГУ). ИГУ – совокупность компонентов геологической среды: геоморфологические условия( рельеф), сами геологичские усл-я (ГП), гидрогеологические условия, тектоника и неотектоника.

Предмет: ИГИ (исследования) решает все прикладные задачи – это комплексные работы, направленные на получение материалов, необходимые для обоснованного применения проектных решений в связи с хозяйственным освоением территории с деятельностью, зависящей от стадии проектирования.

3. В зависимости от природных условий района распространения ММ и особенностей сооружений их строительство осуществляется по одному из двух принципов:

1)с сохранением г.п. в мерзлом состоянии в течении всего периода строительства и эксплуатации зданий и сооружений;

Рекомендуется в тех случаях, когда многолетняя мерзлота имеет устойчивый режим. Применение этого принципа для многолетнемерзлых пород, имеющих неустойчивый режим, допускается при осуществление мероприятий, обеспечивающих понижение температуры г.п. по сравнению с естественной. По этому принципу строят как неотапливаемые, так и отапливаемые здания и сооружения.

2)когда рассчитывают на: а) постепенное оттаивание мерзлых пород в процессе строительства и эксплуатации зданий и сооружений; б) предварительное искусственное оттаивание горных пород до возведения зданий и сооружений; в) замену льдонасыщенных мерзлых пород талыми.

Принцип 2 допускается, когда сохранить ее при данных конструктивных и технологических особенностях сооружений невозможно или экономически нецелесообразно. Этот принцип применим также в тех случаях,когда многолетнемерзлые породы имеют неустойчивый режим и сохранение их в мерзлом состоянии нецелесообразно. Надо обращать внимание на то, чтобы осадка их при оттаивании мерзлых пород не превысила предела допустимых значений.

Билет №6

1. Инженерно-геологические исследования (ИГИ). Понятие. Цель проведения ИГИ, состав комплекса работ, выполняемых при ИГИ.

2. Основные таксоны и классификационные признаки общей классификации грунтов ( ГОСТ 25100 "Грунты. Классификация" )

3. Дать понятие “Категория пород”. Какие Вы знаете категории пород, принцип выделения.

1. ИГИ (исследования) решает все прикладные задачи – это комплексные работы, направленные на получение материалов, необходимые для обоснованного применения проектных решений в связи с хозяйственным освоением территории с деятельностью, зависящей от стадии проектирования.

Состав комплекса работ,выполняемых при ИГИ включает:

- сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет;

- дешифрирование аэро- и космоматериалов;

- рекогносцировочное обследование, включая аэровизуальные и маршрутные наблюдения;

- проходка горных выработок;

- геофизические исследования;

- полевые исследования грунтов;

- гидрогеологические исследования;

- стационарные наблюдения (локальный мониторинг компонентов геологической среды);

- лабораторные исследования грунтов, подземных и поверхностных вод;

- обследование грунтов оснований фундаментов существующих зданий и сооружений;

- составление прогноза изменений инженерно-геологических условий;

- камеральная обработка материалов и составление технического отчета (заключения).

Особенности изменения характера ИГИ зависят от стадий проектирования. На более ранних стадиях исследования производятся на больших территориях, с помощью менее точных, но более простых и дешевых технических средств, а по мере перехода к поздним стадиям начинают применяться более сложные ,точные и дорогие методы исследования, но на ограниченных площадях.

2. Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:

класс — по общему характеру структурных связей;

группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);

подгруппа — по происхождению и условиям образования;

тип — по вещественному составу;

вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);

разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

3. Категория пород (по И.В, Попову) – геол. тело определённого объема, которое выделяется по возрастным, генетическим, петрографическим признакам, однородности состава и состояния.

Примеры: геосинклинальные формации, платформенные формации.

Категории пород:

Формация – крупные комплексы горных пород, сформированные под влиянием одних геотектонических и палеогеографических свойств. Выделяются платформенные и геосинклинальные формации осадочных, магматических, метаморфических г.п.

Стратиграфо-генетические комплексы - породы одного генезиса, которые сформировались в одной физико-географической обстановке. Выделяются на основе геологических схем, стратиграфических подразделений, отложений для разных регионов

Петрографические(литологические) типы выделяются по минералогическому и петрографическому составу. ГОСТ

Инженерно-геологические виды и разновидности - выделяем по химическим, минералогическим, физико-механ. свойствам. По классификационным показателям в соответствии с ГОСТом

Инженерно-геологические группы – объединяют виды и разновидности, если их разделение вызывает затруднение. Гркппы обособляются по однородности инженерно-геолгичесих свойств.

Билет №7

1.Понятие о грунтах. Разновидности грунтов. Критерии выделения.(ГОСТ 251000-95. “Грунты. Классификация”).

2. Что понимается под причиной, факторами и условиями? Сформулировать понятия и пояснить на конкретных примерах.

3. Улучшения свойств грунтов посредством осушения. Суть метода и особенности применения.

1. Грунт – горные породы, почвы, техногенные образования, многокомпонентные разнообразные дисперсные система, являющаяся объектом хоз. деятельности. Грунты называют горной породой в случае их рассмотрения как основ сооружения.

Основные разновидности грунтов: скальные, полускальны, дисперсные, глинистые, песок, крупнообломочные, ил, сопропель, заторфованные

Специфические грунты: просадочные, пучиничтые, набухающие, техногенные, природоперемещённые.

Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Грунт полускальный — грунт, состоящий из одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурный связи цементационного типа.

Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Ip.

Песок — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2 мм составляет более 50 % (Ip=0).

Грунт крупнообломочный — несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.

Ил — водонасыщенный современный осадок преимущественно морских акваторий, содержащий органическое вещество в виде растительных остатков и гумуса. Обычно верхние слои ила имеют коэффициент пористости е ( 0,9, текучую консистенцию IL > 1, содержание частиц меньше 0,01 мм составляет 30—50 % по массе.

Сапропель — пресноводный ил, образовавшийся на дне застойных водоемов из продуктов распада растительных и животных организмов и содержащий более 10 % (по массе) органического вещества в виде гумуса и растительных остатков. Сапропель имеет коэффициент пористости е > 3, как правило, текучую консистенцию IL > 1, высокую дисперсность — содержание частиц крупнее 0,25 мм обычно не превышает 5 % по массе.

Торф — органический грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50 % (по массе) и более органических веществ.

Грунт заторфованный — песок и глинистый грунт, содержащий в своем составе в сухой навеске от 10 до 50% (по массе) торфа.

Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) (sw ( 0,04.

Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки (sl ( 0,01.

Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения (fn ( 0,01.

Выделяют следующие критерии:

— класс — по общему характеру структурных связей;

— группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);

— подгруппа — по происхождению и условиям образования;

— тип — по вещественному составу;

— вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);

— разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

Наименования грунтов должны содержать сведения об их геологическом возрасте в соответствии с местными стратиграфическими схемами, принятыми в установленном порядке.

К характеристикам грунтов по разновидностям, предусмотренным настоящим стандартом, допускается вводить дополнения и изменения в случаях появления новых количественных критериев выделения разновидностей грунтов и результате научно-технических разработок.

2. Причина процесса – геологическая деятельность природных факторов и человека. Основными причинами могут быть: действие агентов выветривания, деятельность поверхностных, деятельность подземных вод, паводки на горных реках, действие гравитационных сил, деятельность ветра, промерзание и оттаивание грунтов, действие внутренних сил в породах, действие внутренних сил Земли, инженерная деятельность человека.

Под условиями и факторами ЭГП понимается то, что предопределяет и способствует их проявлению, либо сдерживает их проявление. В качестве условий и факторов обычно рассматриваются г.п., геологическое строение территории, гидрологические, геоморфологические и др. условия.

Например, причина карстового процесса – деятельность поверхностных и подземных вод. Но необходимы определенные условия для его развития. Это наличие растворимых горных пород, движущихся подземных и поверхностных вод, обладающих агрессивными, способными растворять породу свойствами. На развитие любого процесса (на его масштабы, виды, скорость и т.п.) влияют такие факторы, как климат, состав пород, рельеф характеристики воды, характер тектонических движений, растительность и т.д.

Билет №8.

1. Инженерная геодинамика. Объект, предмет, цель, задачи инженерной геодинамики

2. Статическое и динамическое зондирование. Цель, задачи, условия применения.

3. Инженерно-геологическое районирование. Принципы инженерно-геологического районирования.

1. Инженерная геодинамика – изучает динамику геологической среды и решает вопросы рационального использования и охраны.

Инженерная геодинамика – это научное направление инженерной геологии, изучающее морфологию, механизм, причины и пространственно-временные закономерности развития в геологической среде природных и антропогенных (инженерно-геологических) геологических процессов в связи с осуществляемой и планируемой инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Основное внимание уделяется изучению геологических процессов, протекающих в приповерхностной части геологической среды, как в природной обстановке (экзогенные и эндогенные геологические процессы природной геологической системы), так и на освоенных территориях (антропогенные, или техногенные, или инженерно-геологические процессы природно-технической системы).

Объектом изучения инженерной геодинамики являются геологические и инженерно-геологические процессы и явления, в которых проявляется динамика геологической среды.

Предметом инженерной геодинамики являются знания о законах и закономерностях возникновения природных и техногенных геологических процессов и явлений в результате взаимодействия геологической среды с другими средами или функционирования только внутренних факторов самой геологической среды. Влияние процессов и явлений на условия строительства, устойчивость местности, устойчивость зданий и сооружений, защитные мероприятия.

Основные задачи современной инженерной геодинамики следующие:

1. Изучение генезиса, причин и закономерностей развития процессов как в естественных условиях, так и в связи с хозяйственной деятельностью человека.

2. Изучение их распространения по площади и во времени.

3. Разработка методов прогнозов геологических процессов и явлений.

4. Разработка направлений, приемов и способов управления геологическими и инженерно-геологическими процессами в нужном человеку направлении.

5. Рекомендации по рациональному выбору участков размещения строительства, типа и конструкции сооружений.

6. Создание инженерно-геологических основ организации мониторинга геологической среды.

Задачи очень нужные, интересные и имеют большое как теоретическое, так и практическое значение.

2. Динамическое зондирование - простота оборудования и сравнительно – быстрое получение данных. Сущность этого метода заключается в измерении сопротивления породы забивкой в неё свободно падающим молотом стального конуса (наконечника) с наибольшим диаметром и углом. При забивке конуса определяют число стандартных ударов, необходимых для погружения зонда на определенный интервал. Число ударов и является условным измерителем динамического сопротивления породы внедрению в неё конуса. После каждых 5 ударов молота производят замер нарастающей глубины погружения зонда и производят соответствующие расчеты.

Статическое зондирование- конус задавливается не ударами, а приложением статического давления. В отличии от динамического имеет ряд преимуществ: увеличение скорости задавливания наконечника, автоматическая регистрация результатов и др.

Зондирование значительно сокращает объемы картировочных разведочных работ и с достаточной для практических целей точностью решает задачи:

1. детально расчленяет геолог. Разрез

2. определяет отн. плотность песчано-глинистых пород

3. определяет плотность и модуль деформации песчаных разностей пород

4. определяет консистенцию глинистых пород

В зависимости от целей исследования, определяющих глубину зондирования применяются:

1. установки глубинного зондирования (до глубины нескольких десятков метров)

2. плотномеры и ударники для мелкого зондирования (1-1.5м)

Установки статического зондирования позволяют проводить исследования до глубины 40-60 м, установки динамического зондирования- до 30 м

3. Инженерно-геологическое районирование проводится по определенным принципам, без которых было бы невозможно сравнить и оценить все разнообразие ИГУ различных территорий.

Наиболее полно принципы инженерно-геологического районирования были разработаны И.В. Поповым (1961), который предложил выделять в качестве самостоятельных таксономических единиц инженерно-геологические регионы, области, районы и подрайоны разного порядка.

Инженерно-геологические регионы выделяются по структурно-тектоническому признаку. Инженерно-геологический регион первого порядка является наиболее крупной таксономической единицей. Примером инженерно-геологического региона первого порядка является Русская платформа, на которой выделяются регионы второго порядка, такие, как Балтийский щит, Московская синеклиза, Воронежская антеклиза, Причерноморская впадина, Предкарпатский прогиб и др.

И.В.Попов предложил выделять инженерно-геологические области в пределах одного региона по геоморфологическим признакам..

Инженерно-геологические области могут выделяться непосредственно при подразделении инженерно-геологических регионов первого порядка (когда они достаточно однородны в геоструктурном отношении) и в этом случае охватывает огромные территории. Примером в этом отношении является Западно-Сибирская плита. Если развитие территории в новейшее время было неодинаковым, то при более детальном ее рассмотрении могут выделяться инженерно-геологические области разного порядка: не только первого, но второго и даже третьего порядка.

В инженерно-геологических областях выделяются инженерно-геологические районы, на территории которых отмечается однообразие геологического строения, выражающееся в одинаковой последовательности залегания горных пород, их мощности и петрографическом составе. Такие сравнительно небольшие территории могут образоваться при условии, что они испытывали на всей своей площади строго одинаковые по знаку и интенсивности тектонические движения и находились в строго одинаковых палеоклиматических условиях на протяжении их истории развития, выходящей за пределы новейшего этапа геологического развития Земли.

В пределах одного инженерно-геологического района могут быть выделены инженерно-геологические подрайоны, если в этом возникает необходимость, по различному состоянию пород, проявлению современных и древних геологических процессов и т.д. Например, в пределах одного инженерно-геологического района окажется оползневой склон на значительном протяжении береговой линии, то в этом случае может возникнуть необходимость выделения двух инженерно-геологических подрайонов.

При крупномасштабном инженерно-геологическом изучении территории внутри подрайонов выделяются инженерно-геологические участки, в пределах которых, в свою очередь, могут быть выделены инженерно-геологические элементы.

Изложенные принципы выделения различных таксономических единиц при инженерно-геологическом районировании базируется на региональных инженерно-геологических факторах.

Билет №9

1. Объект исследования и задачи региональной инженерной геологии.

2. Понятие "Структурные связи". Современные представления об их формировании. Перечислить и кратко охарактеризовать основные типы структурных связей в грунтах.

3. Перечислить и кратко охарактеризовать методы улучшения свойств скальных и полускальных грунтов (суть метода, цель, границы применения.

1. РИГ – раздел инженерной геологии, который занимается изучением закономерностей инженерно-геологических условий, строительства и эксплуатации инженерных сооружений в земной коре и на ее поверхности.

Она изучает:

- закономерности проявления на Земле факторов ИГУ, обусловленные природной обстановкой, а также геологическим строением и геологической жизнью местности

- комплексы факторов природных условий, определяющих геологические условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений на данной территории

- инженерно-геологические процессы и явления на основе опыта строительства на данной территории

Объект: инженерно-геологические условия(ИГУ). ИГУ – совокупность компонентов геологической среды: геоморфологические условия( рельеф), сами геологичские усл-я (ГП), гидрогеологические условия, тектоника и неотектоника.

Предмет: ИГИ (исследования) решает все прикладные задачи – это комплексные работы, направленные на получение материалов, необходимые для обоснованного применения проектных решений в связи с хозяйственным освоением территории с деятельностью, зависящей от стадии проектирования.

Задачи:

- изучение закономерностей формировании ИГУ отдельных территорий

- создание кадастра ИГУ отдельных территорий

2. Структурные связи – связи которые образуются между структурными элементами (мин. частицы, микроагрегатами, агрегатами, зёрнами). Структурные связи в грунтах являются проявлением суммарного эффекта сил притяжения и отталкивания между структурными элементами. Структурные связи формируются в результате сложных физ.-хим. процессов на протяжении всей геологической истории существования природы.

Типы структурных связей(по энергии):

1. Химические или кристаллизационные. Высокая прочность, слабая сжимаемость, упругие свойства. После разрушения не восстанавливаются.

2. Молекулярные. Прочность меньше чем 0,01 Мпа. При наличии в породе связанной воды и ее количества, энергия молекулярных сил может уменьшаться за счет расклинивающего действия (противоположно молекулярным силам).

3. Ионно-электростатические. Прочность 0,1-5Мпа. Только для водонасыщенных систем. Прочность пород увеличивается при высушивании и уплотнении породы за счет образования прочных электростатических мостиков из обменных катионов.

4. Электростатические. Формируются при непосредственном контакте минеральных частиц вследствие контактной электризации (пески, эоловая пыль). Прочность определяется внутренним трением, т.к. удельное сцепление равно 0.

5. Магнитные. Характерны для тонкодисперсных систем при наличии в них ферромагнетиков, находящихся в виде тонких плёнок на поверхности минералов. Вблизи рудных тел(пр. Курская магнитная аномалия). В условиях естественного магнитного поля эти связи очень малы и практически не влияют на прочность пород. Анизотропия свойств вследствие формирования сланцеватой текстуры.

6. Капиллярные. Характерны для дисперсных грунтов, формируются при взаимодействии воды с твердыми частицами грунта при их смачивании и образовании минисков. Величина силы капилярного давления равна по величине и обратна по знаку подъёмной силе миниска. Прочность – десятки доли Мпа

3. Глинизация – метод для уменьшения водопроницаемости сильно трещиноватых горных пород, характеризующийся большим удельным водопоглощением. Основан на нагнетании глинистого раствора плотностью 1,20-1,40 г/см³ под давлением 2-3Мпа. Происходит спрессование глинистого материала в трещинах и пустотах.

Цементация - в трещины пор. в скважину под действием Р нагнетается цементный раствор. Расстояние между скважинами 1-4 м. Р=150-200атм. Раствор заполняет трещины и пустоты, схватывается с породой, твердеет, придает ей монолитность, плотность, устойчивость, прочность и значительно снижает деформируемость и водопроницаемость. Предел применимости в известной мере определяется шириной трещин. Установлено, что трещины тоньше0,15 мм не могут быть зацементированы, т.к. зёрна цемента не могут проникнуть в такие трещины. По этим же причинам цементация не применима для уплотнения песчаных пород.

Битумизация – применяется для уменьшения водопроницаемости сильно трещиноватых г.п. а также пород с пустотами больших размеров, водоносных (в которых подземные воды движутся с большой скоростью).

Сущность: в скважины нагнетают битум с температурой 150-180. Он заполняет трещины и пустоты, вытесняет воду. Порода становится водонепроницаемой.

Радиус распространения битума в трещиноватых породах не более 1м. Поэтому расстояния между скважинами должны бать не более 0,75-1.5 м.

Замораживание – основан на замораживании воды, находящейся в породе. Образующийся лёд, цементирует породы, повышается прочность, устойчивость и породы становятся водоупорными. Замораживание пород производится охлаждением до температуры -20 и ниже рассолом (CaCl₂, NaCl, MgCl₂ и др.).

Билет №10

1. Основные классификационные признаки общей классификации пород, предложенные Саваренским Ф.П. В чем обнаруживаются различия и сходство с общей классификацией грунтов (ГОСТ 251000-95. Грунты. Классификация).

2. Геодинамическая обстановка территории. Понятие. Содержание и направленность работ при оценке геодинамической оценки территории.

3. Понятие о природно-технической системе.

1. По Саваренскому:

–твёрдые породы – скальные

- относительно твёрдые – полускальные

- рыхлые несвязные

- мягкие связные

- породы особого состава, состояния и свойств

Общая классификация:

Класс природных скальных грунтов — грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными)

Класс природных дисперсных грунтов — грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями.

Класс природных мерзлых грунтов[2] — грунты с криогенными структурными связями.

Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов — грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.

и другие классы частных классификаций по вещественному составу, свойствам и структуре скальных, дисперсных и мерзлых грунтов.

2. Геодинамическая обстановка - совокупность всех геологических и инженерно- геологических процессов на определённой территории.

Изучение геодинамической обстановки начинают с визуальных геологических наблюдений и геологического картирования.

Для представления об изменениях геодинамической обстановки выполняются следующие исследования:

1.Восстановление общего хода процессов за время предшествующее современности. Это делается путем дельного картирования новейших геологических образований, уст-е истории последовательностей возник. Этих образований и развитие новых и современных геологических процессов и явлений.

2.Выполняют повторные съемки геодинамического состояния территории, сопоставляют данные повторной съемки с материалами и данными наблюдений прошлых лет.

3. Организуют стационарные наблюдения с использованием точных средств за динамикой геологических процессов, за изменением состояния свойств пород, режимом подземных вод и т.д.

Вспомогательное значение имеют графоаналитические исследования и методы моделирования геодинамических процессов и явлений.

3. Любые искусственные объекты, в том числе и сооружения, всегда взаимодействуют с окружающей их областью природной среды. Существование взаимодействий между искусственными и естественными объектами Земли требует совместного рассмотрения взаимодействующих объектов как сложных тел (систем), называемых природно-техническими системами. Природно-техническая система (ПТС) — целостная, упорядоченная в пространственно-временном отношении совокупность взаимодействующих компонентов, включающая орудия, продукты и средства труда, естественные и искусственно измененные природные тела, а также естественные и искусственные поля.     Примером ПТС может служить гидроузел, в котором искусственные объекты — гидротехнические сооружения и водохранилище — взаимодействуют между собой и с окружающими их областями литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы. Взаимодействие проявляется в разнообразных геологических, гидрологических, атмосферных и биологических процессах. Компоненты природной среды, взаимодействующие с искусственными объектами, различны. Набор их зависит от класса ПТС. В одних ПТС с искусственными объектами активно взаимодействуют граничащие с ними области литосферы, атмосферы, биосферы (мелиоративные системы), в других — области гидросферы (портовые сооружения) или литосферы (подземные сооружения, котлованы и карьеры, эксплуатационные скважины).

Билет №11

1. Кратко охарактеризуйте методы и методику лабораторного определения прочностных свойств скальных и полускальных пород и дисперсных пород.

2. Понятие о массивах. Факторы, определяющие особенности массивов.

3. Искусственное замораживание. Суть метода и условия применения.

1. Массив горных пород - часть земной коры: - состоящая из совокупности горных пород, сформировавшихся в определенной геологической обстановке; и - характеризующаяся присущими ей физическими, химическими и геологическими параметрами.

Инженерно-геологические особенности массива зависят от многих факторов: вещественный состав, структура самого массива, которая определяется его слоистостью, трещиноватостью, неоднородностью, анизотропностью, обводненностью, напряженное состояние, отражающее особенности строения гравитационного и тектонического полей земной коры и её морфоструктуру.

3. Искусственное замораживание применяется для уплотнения и укрепления пород. Основан на замораживании находящейся в ней воды. При ее замерзании в трещинах и пустотах образующийся лёд заполняет их и порода становится водонепроницаемой. При этом повышаются прочность, устойчивость, породы становятся водоупорными.

Таким образом метод ИЗ применим как для скальных и полускальных, так и дл закрепления неустойчивых водоносных рыхлых несвязных и мягких связных пород.

ИЗ должно быть достигнуто закрепление пород для создания прочного и водопроницаемого замкнутого контура на время производства строительных и горных работ. По окончании строительных работ замораживание прекращают, и породы оттаивают естественным или искусственным путем. Таким образом ИЗ применяют для временного укрепления горных пород как средство борьбы с обводнением шахт, туннелей, котлованов и др. горных работ, а также для устройства временных мерзлотных стен.

Замораживание пород производится охлаждением до температуры -20 и ниже рассолом (CaCl₂, NaCl, MgCl₂ и др.)., заливаемым в скважины.

Билет №12

1. Перечислите основные виды воды в грунтах и отразите их значение при формировании физико-механических свойств.

2. Что понимается под инженерно-геологической типизацией? Какие принципы и подходы используются при инженерно-геологической типизации.

3. Классификация факторов, определяющих развитие инженерно-геологических процессов и явлений (по А.И. Шеко).

1. Вода в грунтах распределяется закономерно под влиянием естественных и искусственных факторов. С изменением кол-ва воды наблюдается изменение её качественного состояния. В соответствии с эти различают категории, формы и виды воды в грунтах:

- Вода в форме пара

Находится в воздухе, заполняющем поры, пустоты и трещины в г.п. не занятые жидкой водой или льдом. Содержание не превышает 0,001% от всей массы грунта. Влияние. Играет большую роль в процессах, протекающих в грунтах т.к: 1) ед. форма воды, которая способна передвигаться в грунте при незначительной его влажностью 2) Путем конденсации пара на поверхности грунтовых частиц образуется др. виды воды

- Физически связанна вода(СВ)

Большое содержание в глинистых породах. Она мало или трудно подвижна, прочно удерживается в породе. Ее присутствие резко изменяет состав пород и их свойства. С уменьшением влажности подвижность молекул СВ уменьшается и только при влажности, соответствующей островному характеру расположения прочносвязанной воды, подвижность молекул возрастает вдоль поверхности частицы

- Свободная(гравитационная, капиллярная и иммобилизованная) вода

Гравитационная легко подвижна и подчиняется силе тяжести, обладает всеми свойствами капельно-жидкой воды, имеет различную минерализацию, хим.состав, физические свойства и агрессивность по отношению к металлическим и бетонным конструкциям.

Капиллярная подвижна и подчиняется силе тяжести и мало отличается по свойствам от капельно-жидкой воды, замерзает при температуре ниже нуля.

Иммобилизованная занимает пространство между частицами породы, покрытыми плёнками физически связанной воды. Она имеет свойства капельно-жидкой воды.

- Вода в ТВ сост.

Лед может содержаться в отдельных кристаллах или прослоев чистого льда. Кристаллы играют роль цемента скрепляющего линейные частицы. Поэтому свойства грунтов резко изменяются при изменении фазового состояния воды. Придает породе твердость и прочность, цементирует породу.

-Кристаллизационная вода, хим связанная

Принимает участие в строении кристаллических решеток различных минералов. Крист. вода входит в состав CaSO4 2H2O-гипс, участвую в построении крист. решёток минералов, сохраняют свою молекулярную форму, а хим. связанная вода – нет.

Каждая категория воды обладает определённой подвижностью вследствие различной интенсивности взаимодействия её с породой. С изменением кол-ва и вида воды изменяются и свойства грунтов.

2. Под инженерно-геологической типизацией территории понимается выделение на ней отдельных частей, которые соответствуют определенным заранее установленным типам регионов, характеризующимся наиболее общими и существенными признаками ИГУ. Проблема инженерно-геологической типизации территорий имеет большое практическое значение, так как от нее во многом зависит рациональное решение вопросов, и в частности рациональное построение детальных инженерно-геологических изысканий применительно к решению самых разнообразных задач.

Инженерно-геологическая типизация поверхности земного шара построена на использовании двурядной перекрестной системы типологического районирования с построением двух независимых систем таксономических единиц: одной–по геолого-структурным (азональным), другой – по зонально-геологическим признакам.

При инженерно-геологической типизации частей земного шара выделяются крупные геолого-структурные элементы, соответствующие разновозрастным тектоническим структурам (щиты, плиты, орогены и т. д.). Затем выделяются зоны и подзоны на основе зональных геологических признаков (например: зона многолетне-мерзлых горных пород и ледников, зона сильно увлажненных горных пород, зона слабо увлажненных засоленных горных пород и т. д.). В контурах совпадающих границ геолого-структурных элементов и зональных геолого-климатических признаков выделяются инженерно-геологические типы территорий. Для каждого из них предполагается единая методика инженерно-геологического изучения и полевых изысканий, строительные нормы и другие нормативные документы.

3. 3 группы факторов

1. постоянно действующие (геологические особенности территории, геоморфологические условия). Они определяют геологические особенности экзогенных процессов и интенсивности их развития.

2. медленно действующие. Они влияют на развитие геодинамической обстановки.

-постоянные (тектонические, климатически);

-производные (особая растительность, почва, гидросфера, литосфера).

Они определяют режим и тенденцию развития экзогенных геологических процессов.

3. быстро действующие . Основные: метеорологические, гидрологические, сейсмические, хоз-ная деятельность человека. Определяет режим производных и активных процессов; производные: кол-во осадков, величина поверхностного стока, влажность и льдистость пород, сезонные промерзания и оттаивания, прочностные и деформационные свойства.

Билет №13.

1. Физические, водные и механические свойства грунтов. Дать определение. Кратко охарактеризовать показатели механических свойств грунтов

2. Инженерно-геологическая классификация массивов. Принцип классификации.

3. Понятие "компрессия", сжатие. Компрессионные испытания грунтов. Суть метода. Особенности методики испытаний.

1. Физические свойства характеризуют физическое состояние горных пород. Важнейшие физические свойства: плотность, пористость, влажность, пластичность и др.

Водные свойства проявляются в отношении горных пород к воде. Они характеризуют способность породы изменить состояние, прочность и деформируемость при взаимодействии с водой, поглощать и удерживать воду, фильтровать ее. Важнейшие водные свойства: водоустойчивость, влагоемкость, водоотдача, капиллярность, водопроницаемость и др.

Механические свойства определяют поведение горных пород при воздействии на них внешних нагрузок (усилий). Различают прочностные и деформационные свойства.

С	Сцепление	МПа, КПа	Сила сопротивления сдвигу при отсутствии внешней нагрузки.	Прочностные
φ	Угол внутреннего трения	Град.	Угол наклона прямолинейной части диаграммы сдвига к оси нормальных давлений	Прочностные
Е	Модуль общей деформации	МПа	Коэффициент пропорциональности между давлением и относительной линейной деформацией грунта	Деформационные

3. Под компрессией следует понимать сжимаемость образца под действием нагрузок без возможности бокового расширения. При этом диаметр образца не изменяется. Деформация грунта выражается в изменении его высоты (h), которая происходит, главным образом, за счет уменьшения коэффициента пористости (е).

Испытания грунта методом компрессионного сжатия проводят в компрессионных приборах (одометрах) и компрессионно-фильтрационых приборах.

Испытания проводят в диапазоне давлений, которое либо принимается в пределах полуторного значения проектного давления на грунт, либо определяется в программе испытаний.

Для испытаний используются образцы различного состояния:

- ненарушенного сложения с природной влажностью;

- водоносыщенные;

- нарушенного сложения с заданными значениями плотности и влажности

(насыпные грунты).

Образец грунта указанного выше размера помещают в рабочее кольцо, взвешивают, покрывают с торцов влажными фильтрами и помещают в компрессионный прибор. При этом проводят следующие операции:

- устанавливают образец на перфорированный штамп;

- регулируют механизм нагружения образца;

- устанавливают прибор для измерения вертикальных деформаций;

- записывают начальные показания приборов.

При необходимости водонасыщение образца проводят путем фильтрации воды снизу вверх под арретиром. Для этого заполняют поддон водой. Водонасыщение проводят для глинистых грунтов в течение 2–5 суток, для песков – до момента появления воды под штампом.

Испытания проводят посредством равномерного нагружения образцов ступенями нагрузки. Первая и последующие ступени давления назначаются в зависимости от типа грунта.

На каждой ступени нагружения образца грунта снимают отсчеты по приборам для измерения вертикальных деформаций.

При разгрузке образца регистрация деформации образца производится в последовательности обратной порядку нагружения с учетом упомянутого выше критерия условной стабилизации.

После окончания испытания образца грунта необходимо удалить воду сверху образца и из поддона, опустить арретир, снять нагрузку, взвесить рабочее кольцо с грунтом, определить влажность и массу сухого грунта.

Результаты испытаний заносятся в журнал

Билет №14.

1. Сейсмическое микрорайонирование.

2. Перечислите и кратко охарактеризуйте основные группы инженерно- геологических карт (по Трофимову В.Т.).

3 Что такое грунтовые сваи? Для улучшения каких грунтов они используются?

1. Сейсмическое микрорайонирование или как его ещё называют микросейсморайонирование выполняется с целью уточнения характеристик сейсмической опасности на основании данных инженерно-сейсмологических работ об очагах землетрясений с эпицентрами, удаленными на расстояние до 100 км от участка строительства, о сейсмическом режиме строительных площадок, о сейсмических свойствах изучаемой толщины грунта, о геоморфологических условиях участка строительства и влиянии погребенных разрывных тектонических структур на сейсмическое воздействие.

Состав работ при сейсмическом микрорайонировании: