2. Технические средства изысканий:

• Горнопроходнические работы

После инженерно-геологической рекогносцировки, геологической съемки и разведки на изучаемой территории намечают горнопроходнические работы – проведение вскрытия грунтов путем проходки различных горных выработок.

Горные выработки – искусственно созданные в приповерхностной части литосферы полости, используемые для изучения геологического строения территории, отбора образцов, организации наблюдений за режимом подземных вод и экзогенных геологических процессов.

Буровые работы

Проводят, чтобы определить строение массива грунтов и отобрать образцы грунта для лабораторных испытаний из слоев, вскрытых бурением пород.

Все буровые скважины делятся на:

- разведочные (описание вскрытых пород);

- технические (отбор горных пород для лабораторных работ, для описания)

Методы бурения:

- механическое бурение (ударно-канатное, шнековое, вибрационное);

- ручное бурение.

• Полевые испытания грунтов

Опытные инженерно-геологические (полевые) исследования включают:

- испытание грунтов методов зондирования (динамического и статического);

- испытание грунтов статическими нагрузками (опытные штампы в шурфе).

1. Динамическое зондирование грунтов

Динамическое зондирование является полевым методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондированной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника и штанги, под действием динамической нагрузки.

Методом динамического зондирования решаются следующие задачи:

- расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы;

- ориентировочная оценка физико-механических свойств грунтов;

- выбор мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для уточнения их физико-механических свойств путем лабораторных исследований, штампов и др. опытов в поле.

2. Испытание грунтов динамическим зондированием:

Работы начинаются с монтажа установки для зондирования грунтов УБП-15 М. Убедившись, что зонд погружается вертикально, переходят к испытанию – забивке зонда ударами молота, сбрасываемого с высоты в соответствии с выбранной методикой (с высоты не более 0,8м). В процессе зондирования считается число ударов, затрачиваемых на каждые 10 см погружения зонда.

3. Определение плотности и влажности грунтов

Плотность служит главнейшей характеристикой способа расположения частиц в грунте, а влажность характеризует содержание воды в грунте, оказывающей влияние на ряд механических свойств грунта.

Плотность – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к объему, занимаемому грунтом.

Плотность сухого грунта- равна отношению массы образца грунта, высушенного при 100-150^о, к его первоначальному объему.

Влажность грунта - отношение массы воды, содержащейся в грунте в природных условиях, к массе грунта, высушенного при 100-150^о до постоянного веса.

Для установления плотности грунта возникает необходимость в отборе монолитов ( образцов ненарушенного сложения), которые в песчаных и глинистых грунтах вырезаются методом режущего цилиндра.

Пористость грунта – отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры.

Коэффициент пористости – отношение объема пор к объему частиц грунта.

4. Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными наливами в шурфы.

Для определения коэффициента фильтрации неводонасыщенных грунтов. Т.е. грунтов, залегающих в зоне аэрации, используется метод налива воды в шурфы.

Сущность метода заключается в создании вертикального потока, просачивающегося через сухой грунт вниз до дна шурфа, измерении площади сечения потока, расхода и гидравлического уклона, т.е. всех параметров закона Дарси, кроме К_ф.

Конструкция прибора Нестерова: На дне шурфа располагают 2 цилиндра диаметрами 25 и 50 см. Их вдавливают в дно на 5-8 см для защиты от размыва. На внешний цилиндр устанавливается подставка, на котором размещаются 2 сосуда Мариотта для автоматического поддержания уровня воды в цилиндрах на одинаковой высоте (Н=10 см). на сосудах имеется прозрачная шкала, с помощью которой измеряется объем воды, профильтровавшейся за определенное время.

5. Определение коэффициента фильтрации грунтов опытными откачками воды из скважин.

Наиболее распространенный метод.

Откачки обычно проводятся при 2-3 понижениях уровня воды в центральной скважине. Величина каждого понижения в центральной скважине в сильноводопроницаемых грунтах не менее 1 м, в средне- и малопроницаемых 1,5-2 м.

При кустовой откачке бурят центральную скважину (закреплена обсадной трубой с фильтром), из которой производиться откачка воды насосом, и ряд наблюдательных скважин (также закрепленных трубами с фильтрами), по которым следят за изменением уровня воды во время откачки. Для замеров уровня воды применяют электроуровнеметры.

• Гидрогеологические исследования

Опытные гидрогеологические исследования включают:

- определение коэффициента фильтрации грунтов в зоне аэрации методом инфильтрации (методы налива воды в шурфы);

- определение коэффициента фильтрации грунтов в водоносном горизонте методом опытных откачек.

• Геофизические методы работ

Геофизические исследования включают:

- работу с одноканальной сейсмической установкой ОСУ- 1;

- электроразведочные работы методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ);

К числу самостоятельно выполняемых относятся:

- проходка буровых скважин методом бурения;

- испытание грунтов динамическим зондированием;

- проведение цикла фильтрационных наблюдений.