МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОСОБИЕ

К ЛАБОРАТОРНЫМ, ПРАКТИЧЕСКИМ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ

ПО КУРСУ

Гидрогеология и инженерная геология

Часть ІІ:

Инженерная геология

Донецк, 2002

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра геологии

ПОСОБИЕ

К ЛАБАРАТОРНЫМ, ПРАКТИЧЕСКИМ И САМОСТОЯТЕЛЬНЫМ РАБОТАМ

ПО КУРСУ

Гидрогеология и инженерная геология

Для студентов горно-геологических и

экологических специальностей

Часть ІІ:

Инженерная геология

Утверждено на

заседании кафедры геологии

Протокол № 1 от 9.09.2001г.

Донецк, 2002

УДК 551.49 (071)

Пособие к лабораторным, практическим и самостоятельным работам по курсу «Гидрогеология и инженерная геология» для студентов горно-геологических и экологических специальностей.

Сост.: Л.Д.Богун, В.И. Таранец, О.А. Улицкий

Донецк: ДонНТУ, 2001 - 80 стр.

В пособии приведены основные положения инженерной геологии применительно к горно-геологическим, экологическим и строительным специальностям, инженерно-геологические расчеты физико-механических свойств грунтов, задания для выполнения расчетов, а также классификационные нормативные материалы, используемые в инженерной геологии.

Содержание

Введение 5

І. Задачи инженерной геологии 5

ІІ. Инженерно-геологические расчеты 5

1 Обработка результатов определений физических свойств грунтов 5

1.1 Определение плотности грунтов 5

1.2 Определение влажности грунта. 7

1.3 Определение пластичности грунтов 8

1.4 Определение гранулометрического состава. 9

2 Обработка результатов определений механических свойств грунтов. 10

2.1. Определение деформационных характеристик грунтов 10

2.2. Определение прочностных характеристик грунтов. 12

III. Приложения 15

1. Номенклатура грунтов 16

2. Значение натуральной тригонометрической функции tg φ 17

3. Задания для самостоятельной работы 18

Список литературы 79

Введение

Пособие предназначено для практического закрепления знаний, полученных при изучении курса «Гидрогеологии и инженерной геологии» и может быть использовано студентами горных, горно-геологических, экологических и других специальностей.

В настоящем пособии приведены рекомендации и задания для выполнения инженерно-геологических расчетов и графических работ при изучении раздела «Грунтоведение», а также справочные, классификационные и нормативные материалы, используемые в инженерной геологии.

Настоящее пособие может быть использовано при выполнении лабораторных и практических работ, самостоятельной работы при выполнении домашних заданий, для курсового проектирования, а также контрольных и зачетно-экзаменационных работ.

І. Задачи инженерной геологии

Инженерная геология – это область геологии, занимающаяся изучением геологической системы в связи со строительством инженерных сооружений.

Инженерная геология включает в себя разделы грунтоведения, механики грунтов, инженерной геодинамики, специальных методов изучения, региональной инженерной геологии и мерзлотоведения.

Определение физико-механических свойств горных пород, которые в инженерной геологии принято называть грунтами, так как они являются основанием или средой строительства инженерных сооружений, позволяет сделать расчет устойчивости грунтов в основании инженерных сооружений при наземном строительстве, а также расчет устойчивости горных выработок при подземном строительстве и разработке месторождений полезных ископаемых. Инженерно-геологические расчеты позволяют определить возможность развития физико-геологических и инженерно-геологических процессов и явлений и обосновать защитные мероприятия для охраны геоэкологической среды.

Изучение физико-механических свойств грунтов производится в лабораторных условиях при исследовании монолитов и образцов грунтов нарушенной структуры, а также в процессе полевых опытных работ непосредственно в скважинах и горных выработках (шурфах, котлованах, разведочных канавах и др.)

Настоящее пособие предусматривает знакомство с лабораторными методами определения физико-механических свойств грунтов, их расчетами, а также дает возможность использовать эти данные для инженерно-геологической характеристики грунтов в соответствии с ДСТУ Б В.2.1. – 2- 96 (ГОСТ 25100 – 95).

Іі. Инженерно-геологические расчеты

Инженерно-геологические расчеты предусматривают обработку результатов определений физических и механических свойств грунтов, полученных при лабораторных испытаниях грунтов.

Расчеты выполняются по вариантам.

1. Обработка результатов определений физических свойств грунтов

1. Определение плотности грунтов

.

Плотность – это отношение массы грунта к его объему. Измеряется в г/см³. Различают плотность частиц грунта, плотность грунта в естественном состоянии и плотность сухого грунта (скелета грунта).

Плотность частиц грунта равняется отношению массы минеральной части грунта к ее объему

, г/см³ (1)

ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³;

m_s – масса минеральной части грунта, г;

V_s – объем минеральной части грунта, см³.

Плотность грунта в естественном состоянии равняется отношению массы грунта, состоящего из минеральных частиц, воды и воздуха, к его объему

, г/см³ (2)

ρ – плотность частиц грунта в естественном состоянии, г/см³;

m – масса грунта в природном состоянии, г;

V – объем грунта, см³.

Плотность сухого грунта (скелета грунта) – это отношение массы сухого грунта к его объему

, г/см³ (3)

ρ_d – плотность сухого грунта, г/см³;

m_d – масса высушенного грунта, г;

V – объем грунта, см³.

Плотность сухого грунта можно определить зная его природную влажность

, г/см³ (4)

W – естественная влажность в долях единицы.

Плотность грунта определяется его пористостью. Различают абсолютную пористость и коэффициент пористости.

Абсолютная пористость – это отношение объема пор к объему грунта в %

(5)

n – абсолютная пористость, %.

Коэффициент пористости – это степень пористости грунта или отношение объема пор к объему минеральной части грунта

(6)

e – коэффициент пористости в долях единицы.

Для пересчета пористости и коэффициента пористости используются формулы:

(7)

(8)

n – абсолютная пористость, в долях единицы

Коэффициент пористости положен в основу классификации грунтов по плотности.

Таблица 1

Вид грунта	Степень плотности по е
	Плотные	Средней плотности	Малой плотности
Крупнообломочные	e< 0,50	0,50 – 0,80	e > 0,80
Пески гравелистые, крупные, средние	e< 0,55	0,55 – 0,70	e > 0,70
Пески мелкие	e < 0,60	0,60 – 0,75	e > 0,75
Пески пылеватые	e < 0,60	0,60 – 0,80	e > 0,80
Глины, суглинки, супеси	e < 0,50	0,50 – 0,80	e > 0,80