Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

"Дальневосточный государственный университет путей сообщения"

Кафедра "Железнодорожный путь, основания и фундаменты"

Отчёт по инженерно-геологической практике

Руководитель: Малеев Д.И.

Хабаровск - 2013

Оглавление

• Введение
• 1. Инжегнерно-геологические условия города Хабаровск
• 1.1 Физико-географический очерк района практики
• 1.2 Геологическое строение
• 1.3 Гидрогеологические условия
• 1.4 Физико-геологические процессы
• 1.5 Тектоника и сейсмичность
• 1.5.1 Тектоника
• 1.5.2 Сейсмичность
• 2. Определение коэффициента фильтрации методом Нестерова-Болдырева
• 3. Инженерно-геологическая съемка
• 3.1 Задачи инженерно-геологической съемки
• 3.2 Масштабы инженерно-геологической съемки
• 3.3 Содержание инженерно-геологической съемки
• 3.4 Полученные данные
• 4. Инженерно-геологические разведочные работы
• 4.1 Бурение скважин при инженерных изысканиях
• 4.2 Проходка горных выработок
• 4.3 Определение плотности и влажности горных пород
• 4.3.1 Проведение испытаний по определению плотности и влажности образцов из закопушки
• 4.3.2 Проведение испытаний по определению влажности образцов из скважины
• Заключение
• Список литературы


ВВЕДЕНИЕ

Инженерно-геологическая практика является практическим закреплением теоретического спецкурса Инженерная геология. Инженерно-геологическая практика проводится в городе Хабаровск, а именно в здании ДВГУПС, на Амурской выемке и на Амурском утёсе. Оборудование для прохождения практики и выполнения всех исследований предоставляется кафедрой "Железнодорожный путь, основания и фундаменты".

Основными целями прохождения практики являются: закрепление теоретического материала по спецкурсу "Инженерная геология" и подготовка к прохождению курса "Основания и фундаменты".

Геология, как известно, изучает состав, строение, инженерно-геологические процессы, историю развития Земли и полезные ископаемые, в ней содержащиеся. Для того чтобы изучить геологию отдельного участка, необходимо провести тщательный осмотр и описание обнажений горных пород по берегам рек, в оврагах и карьерах. Непосредственно перед работой преподаватель знакомит студента с:

1. Геологическим снаряжением и приемами работы с ним;

2. Историей геологического развития района, его особенностями и наиболее типичными горными породами.

Календарный план инженерно-геологической практики 24.06.2013-29.06.2013 гг.

1. 24.06.2013

1) Организационное собрание;

2) Экспериментальная часть: определение коэффициента фильтрации методом Нестерова - Болдырева.

2. 25.06.2013

Инженерно-геологическая съёмка и разведка по Амурской выемке и лабораторные работы

3. 26.06.2013

1) Изучение трещиноватости на Амурском утёсе и лабораторные работы;

2) Экскурсия в музей.

4. 27.06.2013-29.06.2013

Камеральные работы и сдача отчёта.

Работы велись под руководством Д.И. Малеева.



1. ИНЖЕГНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ГОРОДА ХАБАРОВСК

1.1 Физико-географический очерк района практики

Район проведения инженерно-геологической практики находится в пределах территории г. Хабаровска и его окрестностей. Хабаровск расположен на правом берегу р. Амур, Амурской протоки, протянувшись вдоль них более чем на 40 км. занимая площадь около 400 км².

Климат. Климат в г. Хабаровске муссонный с дождливым теплым летом и сухой морозной зимой. Среднегодовая температура воздуха составляет 0,1-1,2 °С. Самый холодный месяц - январь со среднемесячной температурой воздуха - 22 °С (min - 43,1 °С, 1918 год), а самый теплый месяц - июль, среднемесячная температура которого составляет 20-21 °С (max 39,5 °С, 1899 г.).

Атмосферные осадки в течение года выпадают неравномерно. За год в среднем выпадает 594 мм осадков, из них на зимний период приходится лишь 68 мм осадков. Влажность воздуха летом достигает 80-100 %, зимой 80-85 %. Снежный покров образуется в первой декаде ноября, со средней толщиной 18 см, максимальной 25 см. Длительность залегания снега колеблется от 139 до 153 дней в году, глубина промерзания горных пород достигает 3,2 м.

Рельеф района. Среднеамурская низменность представляет собой молодой тектонический прогиб, образованный на складчатом мезозойском основании и заполненный залегающими горизонтально озерно-аллювиальными осадками (Кz).

Низменность состоит из пойменной террасы Амура шириной до нескольких десятков километров и более возвышенных четырех надпойменных террас. Они представляют собой сильнозаболоченные пространства расположенные на высоте всего нескольких десятков метров над уровнем моря. Характерная черта ландшафта - островные горы, поднимающиеся в виде залесенных изолированных возвышений. Хабаровск расположен на правом, высоком берегу Амура. Высота обрывов составляет 3-5 м, а на отдельных участках 30-60 м. Все левобережье - низменное, сильнозаболоченное. Высота его над уровнем моря составляет 30-40 м. Берега большей частью пологие, местами обрывистые, с высотой обрывов 2-3 м. инженерная геологическая съёмка разведочная

В северной части города, где расположен упомянутый выше транспортный узел, рельеф холмисто-увалистый с небольшим подъемом к северу. Наиболее высокая местность в городе - Львовские высоты, где расположен Северный микрорайон, здесь преобладающие высоты колеблются в пределах 80-100 м, достигая иногда 150-160 м. У пос. Кирова рельеф равнинный (3-4 террасы), расположен до 50-80 м над уровнем моря. Северные окрестности города - это Воронежские высоты с абсолютными отметками 150-200м, с крутыми склонами на западе (берега р. Амур) и более пологими, переходящими в заболоченную равнину к востоку.

1.2 Геологическое строение

Геологическое строение территории г. Хабаровска сложное. Нижний структурный ярус сложен сильнодислоцированными скальными породами верхнего палеозоя [Pz₂]и мезозоя [Мz], а верхний сложен полускальными и рыхлыми осадочными кайнозойскими отложениями. На территории г. Хабаровска можно выделить два типа инженерно-геологических разрезов (рис. 1.1).

1.3 Гидрогеологические условия

Территория Хабаровского края входит в пределы Среднеамурского артезианского бассейна, подземные воды которого формируются за счет инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод. В этом районе выделяются следующие четыре водоносных горизонта.

Верховодка. Обычно она образует линзы воды на горизонтах глинистых пород и на насыпных грунтах во время интенсивного выпадения атмосферных осадков. Частично формирование верховодки происходит за счет конденсации атмосферных водяных паров из-за низких температур пород зоны аэрации и высокой (80-100 %) влажности воздуха. В начале лета глубина ее залегания колеблется от 14 м до 0,5 м (во время дождей), амплитуда колебаний уровня от 2,5 (в насыщенных) до 9,8 м в структурных трещинах глинистых грунтов. Описываемые воды - мутные, без запаха, с содержанием сухого остатка 120-1250 мг/л, агрессивной углекислоты 48 мг/л, обладают углекислой агрессивностью к бетонным конструкциям. Эти воды подвержены бытовому загрязнению, непригодны для водоснабжения. При проектировании заглубленных сооружений необходимо проектировать гидрозащиту подвальных помещений от верховодки.

Грунтовые воды поверхностных аллювиальных отложений. Широко развиты в долине р. Амур и приурочены к отложениям, слагающим Амурскую пойму и первую подпойменную террасу. Мощность современных четвертичных отложений составляет 5-21 м, мощность водоносных пород достигает 4-18 м. Отложения представлены разнозернистыми песками и галечниками иногда с прослоями глины. Этот водоносный горизонт является источником водоснабжения с дебитом скважин до 11 л/с. Коэффициент фильтрации галечников составляет 15-20 м/сут, а мелко-, средне- и крупнозернистых песков соответственно 7,4 и 52 м/сут. Воды обладают общекислотной агрессивностью.

Водоносный горизонт верхнечетвертичных аллювиально-озерных отложений развит в юго-восточной части города в пределах второй надпойменной террасы. Водоносными породами являются пески, залегающие на глубине от 4 до 22 м, с коэффициентами фильтрации Кф = 9-30 м/сут. Воды имеют минерализацию до 0,45 г/л и являются кислыми с водородным показателем ниже 7 (Нр< 7.0).

Водоносный горизонт среднечетвертичных аллювиально-озерных отложений приурочен к отложениям третьей надпойменной террасы р. Амур. Его воды приурочены к крупным линзам и слоям песков с коэффициентами фильтрации 8-14 м/сут. Глубина залегания водоносного горизонта изменяется от 3 до 31 м. Минерализация воды составляет 50-200 мг/л. агрессивность ее общекислотная, нейтральная или общещелочная.

Водоносный горизонт нижнечетвертичных аллювиальных озерных отложений приурочен к отложениям четвертой надпойменной террасы р. Амур (южная часть города).

Водовмещающие породы - глинистые пески, мелко- и разнозернистые пески, залегающие в нижней части разреза, с Кф=5-16 м/сут и глубиной залегания 1-5 м. Мощность песков около 20 м и они выклиниваются в направлении к Хабаровским и Львовским высотам. Минерализация этих вод 0,04-0,22 г/л, они характеризуются общекислотной или общещелочной агрессией.

Водоносный горизонт плиоцен нижнечетвертичных отложений приамурской свиты приурочен к аллювиальным разнозернистым пескам с гравием и галькой с Кф=5-6-15-20 м/сут, его мощность составляет 20-25 м и в местах отсутствия перекрывающих глин он соединяется с вышележащими водоносными горизонтами, образуя единый связанный поток грунтовых вод. Глубина залегания водоносного горизонта от 5 до 54 м. Минерализация воды 0.06-0,35 г/л. Воды этого горизонта широко используются для водоснабжения Хабаровска.

Пластово-трещинные воды верхнепалеозойских и нижнее мезозойских пород распространены в черте города, в его северной, центральной и южной частях.

Водовмещающими породами являются песчаники, конгломераты, алевролиты, кремнистые, кремнисто-глинистые сланцы, порфирита, спилиты, кварцевые порфирита, туффиты, диабазы, дациты и их туфы. Воды приурочены к верхней трещиноватой зоне и тектоническим разломам (последние особенно водообильны). глубина залегания воды достигает от 3 до 70 м, а в зонах тектонических разломов до 80 м и более. У подножий склонов воды напорные.

Водопроницаемость глинистых сланцев 0, 32 м/сут, песчаников 0.9 м/сут. Воды обладают общекислотной агрессивностью по отношению к бетонам.

1.4 Физико-геологические процессы

На территории г. Хабаровска и в его окрестностях геологические процессы имеют большое распространение, характеризуются значительным разнообразием и активностью, оказывают существенное влияние на инженерно-геологические условия строительства. На рис. 1.2 приведена схема размещения участков развития опасных геологических процессов в Хабаровске.

По особенностям проявления опасных геологических процессов рассматриваемая территория подразделяется на два крупных района.

1 район - террасированная аллювиальная равнина долины р. Амур, сложенная комплексом озерно-речных отложений, подвержен речной и овражной эрозии, оползнеобразованию, подтоплению, заболачиванию.

2 район - холмисто-увалистая поверхность, скульптурный мелкосопочник, сложенные комплексом делювиально-пролювиальных, элювиальных отложений и осадочных пород палеозойского и мезозойского возраста, подвержены воздействию овражной и речной эрозии, оползнеобразованию, процессам выветривания.

Овражная эрозия. Суммарная длина оврагов в черте г. Хабаровска свыше 376 км. Более всего овражной эрозии подвержена холмисто-увалистая и пологоволнистая поверхность Воронежских, Львовских, Хабаровских и Краснореченских высот, где коэффициент овражно-балочного расчленения составляет 2-3,7 км/км². На слабоволнистой поверхности надпойменных террас густота овражной сети уменьшается до 0,2-1,2 км/км². Форма оврагов в плане преимущественно линейно-слабоветвящаяся. Продольный профиль оврагов в легкоразмываемых породах - полого-наклонный, в скальных и крупноблочных породах - ступенчатый. Ширина оврагов колеблется от 5-10 м до 70-120 м, глубина вреза от 3-5 до 15-20 м, крутизна склонов от 5-85° до 15-40°.

Речная эрозия. Эрозия (разрушение) берегов и переформирование русел интенсивно проявляется во время наводнений на р. Амур и протоках. В этот период р. Амур несет до 400 г/л взвешенных наносов, а скорость его течения достигает 2,41 м/с. В районе г. Хабаровска берега имеют разную устойчивость к размыву и по разному размываются (табл. 1.1).

Скорость разрушения оголенных берегов в 2 раза больше, чем у берегов, заросших кустарником. В 1981 и 1984 гг. подъем уровня достигал 546 и 621 см и на островах р. Амур и Амурской протоки наблюдалась интенсивная боковая эрозия, отмечался разрыв и подмыв склонов, сложенных легкоразмываемыми песчаными и глинистыми породами, образование свежих обрывов высотой 4-6м активизировались старые ополз-ни, береговая линия отступила на 3-10 м.

Для предотвращения речной эрозии правого берега Амура в центре Хабаровска возведена набережная (от городского пляжа до речного порта), защитные сооружения в Индустриальном районе.

Таблица 1.1. Классификация участков берега по размываемости (по методике А.Г. Трегубова)

Характеристика берега по устойчивости к размыву	Протяженность берега, %	Линейный размыв берегов в глубину, м/год
Устойчивый	34	0,5-1
Слабоустойчивый	16,5	1-3
Неустойчивый	44,1	3-5
Крайне неустойчивый	5,4	>5



Оползни. В г. Хабаровске и его окрестностях оползни развиты на берегах Амура и его притоков, на склонах холмов, обрывов, откосах насыпей и выемок. По особенностям геологического строения и характерным для них строением оползней на территории города выделены три оползневых района (рис. 1.3).

Для каждого района характерны свои типы оползней, показанные на рис. 1.4.

Для общей оценки оползневой пораженности района можно использовать коэффициент площадной пораженности оползнями:

К_ОП = S_ОП / S_СКЛ,

где S_ОП - суммарная площадь старых и активных оползней, м²;

S_{СКЛ -} общая площадь склона, м².

Инженерно-геологическая характеристика оползневых районов, и количественная оценка оползней представлена в таблице 1.2.

Заболачивание. Заболачивание территории - широко распространенное явление в пригородной зоне и нередко в городских условиях. Заболоченные участки подразделяются на сезонно заболоченные и постоянно заболоченные. Сезонная заболоченность связана с временным переувлажнением территории в период затяжных дождей на равнинных участках надпойменных террас, на дне оврагов с неблагоприятными условиями для стока дождевых осадков. Поверхность таких участков закочкована, покрыта влаголюбивой растительностью. В засушливые периоды года вода испаряется в течение 10-20 дней и поверхность осушается.

На застроенных территориях отмечается техногенное заболачивание, которое является следствием нарушения поверхностного стока при возведении насыпей, дамб, некачественного выполнения планировочных работ и плохой организации поверхностного стока. Участки с постоянной заболоченностью в природных условиях распространены в пределах поймы и первой надпойменной террасы. Они имеют ровную или вогнутую блюдцеобразную поверхность.

При снеготаянии вода полностью остается в бессточных понижениях. переувлажняя поверхностные отложения. В летне-осенний период запасы этих вод пополняются атмосферными осадками. На постоянно заболоченных участках формируются болота, и образуется торф. По режиму питания болота делятся на три типа: низинные - развиты на островах в пойме р. Амур; переходные (осоковые) - по долинам мелких рек и в балках; верховые (травяно-моховые, лесные) - в пределах надпойменных террас и на водоразделах.

Строительство на заболоченных территориях и болотах - это строительство в особых условиях распространения органогенных пород.



Таблица 1.2. Инженерно-геологическая характеристика оползневых районов

Инженерно-геологические условия района	I район	II район	III район
1	2	3	4
Геоморфологические условия	Террасированная равнина надпойменных террас р. Амур и Амурской протоки	Пологоволнистая холмисто-увалистая поверхность Воронежских, Львовских, Хабаровских высот	Глубокие ложбины, приуроченные к прогибам и тектоническим нарушениям в эрозионном уступе на правом берегу р. Амур
Инженерно-геологический комплекс пород. Гидрогеологические условия	Аллювиально-озерные и аллювиально-пролю-виальные глинистые породы твердой. Полутвердой и мягкопластичной консистенции с прослоями песчаных и крупно-обломочных пород. Плотные, водонасыщенные. Горизонтальное и слабонаклонное залегание Спорадическое распространение верховодки на глубине 0-3 м; водоносный горизонт плиоцен-четвертичных отложении на глубине от 3-5 м до 20 м. Разгрузка в береговом склоне	Делювиальные четвертичные отложения, элювий палеозойских и мезозойских пород. Глинистые породы с примесью дресвы и щебня; дресвяно-щебенистые породы; плотные, водонасыщенные. Наклонное залегание Спорадическое распространение верховодки на глубине 0-10 м; трещинные воды палеозойских пород на глубине от 7 до 35-56 м. Разгрузка на склонах оврагов и в береговых обрывах	Аллювиальные, делювиальные, тех-ногенные, аллювиально-пролювиальные отложения. Элювий палеозойских и мезозойских пород. Глинистые породы с включениями дресвы и щебня; плотные, водонасыщенные. Залегание наклонное. Спорадическое распространение верховодки и техногенного водоносного горизонта на глубине 0-10 м водоносные горизонты аллювиальных четвертичных и палеоген-неогеновых отложений на глубине 10-25 м. Разгрузка в береговом склоне и в оползнях
Типы оползней	Структурные, структурно-пластические, пластические	Структурные, структурно-пластические, пластические	Структурные, структурно-пластические
Размеры оползней: площадь S, м 2, объем V, м3	от 100 до 12000 от 100 до 85000	от 200 до 4000 от 200 до 25000	от 9000 до 34000 ОТ 70000 до 400000

Эти породы характеризуются высокой сжимаемостью, значительной изменчивостью прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и изменением их в процессе консолидации основания, поэтому не могут служить надежными основаниями сооружений.

Подтопление. Явление подтопления в г. Хабаровске и сельскохозяйственной зоне отмечается вследствие повышения уровня подземных вод или формирования техногенных водоносных горизонтов.

Естественными факторами подтопления являются природные особенности района: климатические условия, рельеф, геологическое строение, гидрогеологические условия; искусственными факторами - нарушение поверхностного стока и ликвидация естественных дрен, инфильтрация вод из котлованов, траншей, полей орошения, утечки из коммуникаций.

Основными природными условиями возникновения подтопления являются наличие глинистых слабофильтрующих грунтов и низкая дренированность территории. Потенциально подтопляемыми являются равнинные территории надпойменных амурских террас в Индустриальном районе, в сельскохозяйственной зоне, в районе ТЭЦ-3, а также пологонаклонные поверхности с неблагоприятными условиями для стока атмосферных осадков в Центральном, Кировском и Краснофлотском районах.

Техногенные подземные воды отличаются от природной верховодки химическим составом: содержат повышенное количество бикарбонатов, хлоридов, сульфатов, нитратов, ионов калия, натрия, кальция, магния, обладают агрессивностью по отношению к бетону. В процессе освоения городских территорий производится засыпка оврагов, нарушаются пути природных стоков атмосферных осадков, расширяется сеть подземных коммуникаций, что способствует процессу подтопления.

Следствием подтопления является скопление воды в котлованах и подвалах, отсыревание фундаментов и стен, выщелачивание бетона, коррозия арматуры, усиление коррозии трубопроводов, нарушение технологического режима, морозное пучение горных пород, приводящее к деформациям фундаментов и стен зданий и сооружений, деформации фундаментов вследствие изменения физико-механических свойств горных пород из-за увлажнения, выход из строя технологического оборудования находящегося в подвальных частях.

1.5 Тектоника и сейсмичность

1.5.1 Тектоника

Рельеф Дальнего Востока приподнятый и даже гористый, что является результатом строения литосферы в этой части планеты. Дело в том, что Дальний Восток располагается на стыке двух крупных литосферных плит. Результатом этого является активная тектоническая подвижность территории. В особенности это относится к восточным районам, складчатость которых сформировалась ещё во времена кайнозоя. В этой части планеты и сейчас достаточно часто происходят довольно сильные подземные толчки.

Рельеф Дальнего Востока приподнятый и даже гористый, что является результатом строения литосферы в этой части планеты. Дело в том, что Дальний Восток располагается на стыке двух крупных литосферных плит. Результатом этого является активная тектоническая подвижность территории. В особенности это относится к восточным районам, складчатость которых сформировалась ещё во времена кайнозоя. В этой части планеты и сейчас достаточно часто происходят довольно сильные подземные толчки.

1.5.2 Сейсмичность

По последним данным науки, практически вся территория Хабаровского края может быть отнесена к территориям с опасностью землетрясений (сейсмичностью) в 7 баллов, а некоторые районы - в 8-9 баллов. Согласно долгосрочному прогнозу сейсмической опасности (он же - вероятностный прогноз землетрясений) на период повторяемости сотрясений в 500 лет, к сейсмоопасным районам Хабаровского края, к районам, характеризующимся интенсивностью сотрясений 7 и более баллов, относится три четверти территории края.

Между тем, до 2000 года большая часть территорий обжитых районов края относилась отечественной наукой и практикой к сейсмически безопасным, пяти- и шестибальным зонам. Поэтому практически на всей территории региона строительство велось в расчете на 6 баллов, и большинство зданий и сооружений не рассчитано на сейсмические события в 7 и более баллов. Это привело к тому, что в крае дефицит сейсмостойкости (до 2 баллов) имеют жилые дома общей площадью 1,5 млн. кв. м (499 объектов), а также 43 объекта здравоохранения, социально-культурного, образовательного назначения, которые относятся к категории повышенной ответственности.

Восточное побережье Хабаровского края недооценивается с точки зрения сейсмической опасности и угрозы цунами. Неправильно до сих пор оценивается сейсмичность Хабаровского края. Хотя там сила (потенциальных) землетрясений по российской шкале равна 9 баллам, однако никто не торопится организовывать изучение сейсмичности восточной и южной части Хабаровского края.

Двенадцатибальная шкала интенсивности землетрясений (MSK-64) была разработана с участием советских ученых в 1964 году. MSK-64 лежит в основе СНиП "Строительство в сейсмических районах" и продолжает использоваться в России. Девятый балл соответствует сильному повреждению и разрушению каменных домов.

Хабаровский край за два года направит на сейсмоусиление зданий свыше 300 млн. рублей, такой объем средств запланирован в региональной программе "Повышение устойчивости жилых домов, основных объектов и систем жизнеобеспечения в сейсмических районах Хабаровского края на 2011-2013 годы".



2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ МЕТОДОМ НЕСТЕРОВА-БОЛДЫРЕВА

В исследуемую породу концентрически задавливаются два металлических кольца, одно площадью 400 см², второе 1200 см². Вода, фильтрующаяся из внешнего кольца, предотвращает боковое растекание воды в стороны из внутреннего кольца и обеспечивает более точные результаты эксперимента. Постоянство уровней в кольцах достигается с помощью сосудов Мариотта с автоматическим регулированием уровня воды. По внутреннему цилиндру фиксируется расход воды, который записывается в журнал. Прибор представлен на рис 2.1. Результаты испытаний сведены в табл. 2.1.

По результатам опытов ориентировочно определяется значение коэффициента фильтрации К_ф, м/сут, по формуле:

Кф = Q/F

где Q - установившийся расход воды во внутреннем кольце, м/сут; F - площадь сечения внутреннего, кольца, м².

Журнал опытных наливов по методу Нестерова-Болдырева.

Точка опробования: лабораторный корпус ДВГУПС.

Сечение наружного кольца: 400 см². Дата: 24 июня 2013 г.

Сечение внешнего кольца: 1200 см². Абс. отметки: 100 м.

Таблица 2.1 Определение коэффициента фильтрации

№	Время снятия отсчета	Интервал между отсчетами	Объем воды в мерном баке (отсчет)	Объем воды ?V, вытекающий за время ?t	Расход воды в грунт, Q	Коэффициент фильтрации, Кф = Q/F
	мин, с	мин, с	л	л	м3	м3/с	м/с	м/сут
1	1,19	1,19	0,5	0,5	0,0005	6,3•10-6	5,25•10-5	4,536
2	1,45	0,26	1	0,5	0,0005	2•10-5	1,67•10-4	14,43
3	2,59	1,14	1,5	0,5	0,0005	6,8•10-6	5,67•10-5	4,89
4	3,25	0,26	2	0,5	0,0005	2•10-5	1,67•10-4	14,43
5	4,20	0,37	2,5	0,5	0,0005	1,4•10-5	1,17•10-4	10,11
6	5,20	1,0	3	0,5	0,0005	8,3•10-6	7•10-5	6,05
7	5,36	0,34	3,5	0,5	0,0005	1,5•10-5	1,25•10-4	10,8
8	6,23	0,47	4	0,5	0,0005	1,1•10-5	9,2•10-5	7,95
9	7,18	0,55	4,5	0,5	0,0005	9,1•10-6	7,6•10-5	6,57
10	8,60	0,48	5	0,5	0,0005	1•10-5	8,3•10-5	7,17

В результате испытания мы получили среднее значение коэффициента фильтрации .



3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СЪЕМКА

3.1 Задачи инженерно-геологической съемки

Общая задача, решаемая инженерно-геологической съемкой - это оценка условий места проектируемого строительства с инженерно-геологической точки зрения. Инженерно-геологическая карта является основным итоговым документом съемки, однако следует отметить, что помимо получения карты съемка дает возможность рационально решить целый ряд весьма важных проблем, к примеру, таких, как выбор состава, методик, последовательности проведения геологоразведочных работ, лабораторных и полевых испытаний грунтовых вод, грунтов и т.д.

3.2 Масштабы инженерно-геологической съемки

Инженерно-геологические съемки по степени детальности подразделяются на обзорные масштабы 1:200000 и менее, мелкие масштабы от 1:50000 до 1:100000, средние от 1:10000 до 1:25000 и крупные от 1:1000 до 1:5000. Выбор того или другого масштаба для съемки зависит от типа строительного объекта, размеров и сложности участка съемки, стадии проектирования.

Геодезической основой инженерной геологической съемки является топографическая карта более крупного масштаба, чем масштаб съемки или такого же. Так же это могут быть фотосхемы, фотопланы, т.е. аэросъемочные материалы. Общегеологическая карта в итоге становится геологической основой для мелкомасштабных, обзорных инженерно-геологических съемок. Для проведения работ по инженерной геологической съемке прокладываются маршруты, которые равномерно покрывают исследуемую территорию. Эти маршруты загодя проектируют по аэросъемочным материалам и карте и уточняют в процессе полевых работ.

3.3 Содержание инженерно-геологической съемки

Точки наблюдений намечают на каждом проложенном маршруте и съемка проводится последовательно от одной точки к другой точке (от первой до последней).

Высотные и плановые положения точек наблюдений устанавливаются, исходя из масштаба съемки каким-либо из следующих методов:

1. По контурам местности (топографическим планам, картам, аэрофотоснимкам);

2. Инструментально или полуинструментально (прокладывая тахеометрические, теодолитные, нивелирные, барометрические ходы к наиболее близким пунктам точкам трассы или геодезической основы).

Состав наблюдений по каждому маршруту весьма разнообразен и, в зависимости от вида планируемого объекта и стадии проектирования, может быть подвержен некоторым изменениям.

По маршруту съемки проводятся наблюдения за множеством объектов: геоморфологическими особенностями рельефа, почвами, растительный покров, искусственными выработками, естественными обнажениями, водоемами, водотоками, местами выходов подземных и грунтовых вод, участками, подверженными физико-геологическим процессам, существующими инженерными объектами и сооружениями, месторождениями строительных материалов.

В местах, где присутствуют естественные природные обнажения и искусственные геовыработки, производится картирование, изучение пород и оценка: по литологическому составу и возрасту, свойствам, степени выветренности и т.д., производится отбор образцов для лабораторных исследований, фотографирование и зарисовки характерных обнажений и участков местности. Изучая источники вод подземных (грунтовых), с особым и пристальным вниманием относятся к глубине их пластового залегания, мощности, дебиту и типу водоносного горизонта, на характер его питания и режим. Исследование существующих сооружений дает возможность на примере удельных нагрузок на грунт, которые они оказывают, их конструкции, по деформациям конструкций и трещинам, установить величину прочности фундаментов и степени надежности основания, прояснить какое влияние окажут гидрогеологические условия на строительство и многое, многое другое.

В ходе инженерной геологической съемки производятся в составе инженерных изысканий геофизические исследования пород и грунтов, размечаются места закладок геологоразведочных выработок.

На завершающем этапе инженерной геосъемки проводят камеральную обработку данных исследований, во время которой вся собранная геологическая информация и геофизические материалы первоначально наносят на рабочую полевую карту, а впоследствии после согласования и увязки всех элементов нагрузки составляют карту с окончательными результатами.

К окончательным картам прилагают фотографии и зарисовки, геологолитологические профили, разрезы геологических разведочных выработок, таблицы и данные физико-механических свойств пород и грунтов, которые получены в результате лабораторных анализов.

3.4 Полученные данные

Точка № 1.

Юго-восточный откос амурской выемки.

Описание местности: редкий кустарник, одиноко стоящие деревья, обнаженность породы плохая.

Угол откоса 45.

Азимут -310.

Точка № 2.

Юго-восточный откос амурской выемки.

Описание местности: редкий кустарник, одиноко стоящие деревья, обнаженность породы плохая. Железнодорожное полотно - однопутный участок, железобетонный лоток - собирает воду, без стыковой. Наблюдается эрозия почвы. Откос террасирован. Овражная эрозия, укреплённая каменной наброской из базальта.

Угол откоса 45.

Азимут 315.

Промежуточная точка.

Линия отрыва, ступенчатый оползень.

Точка № 3.

Юго-восточный откос амурской выемки.

Описание местности: опора 55 контактной сети. Плоскостной смыв. Линия отрыва закреплена цементацией известковой смесью. На откосе наблюдается солифлюкция - стекание грунта, перенасыщенного водой, по мёрзлой поверхности сцементированного льдом основания склонов.

Угол откоса 60.

Азимут 320.

Точка № 4.

Юго-восточный откос амурской выемки.

Описание местности: обнажение скальной породы кремнисто-глинистых сланцев. Тектоническая трещина - это нарушение залегания горных пород под действием тектонических процессов. Тектонические дислокации связаны с изменением распределения вещества в гравитационном поле Земли. Они могут происходить как в осадочной оболочке, так и в более глубоких слоях земной коры.

Угол откоса 60.

Азимут 325.

Параметры тектонической трещины:

· Угол падения 80.

· Азимут простирания 121.

Точка № 5.

Юго-восточный откос амурской выемки.

Описание местности: редкий кустарник, одиноко стоящие деревья, обнаженность породы плохая. Подпорная стенка - конструкционное сооружение, удерживающее от обрушения и сползания находящийся за ней массив грунта на уклонах местности (откосах, склонах, выпуклостях и впадинах поверхности участка). Подпорная стенка испытывает активное и оказывает пассивное давление, плиты перекрытия опираются на рельсы R43.

Угол откоса 70.

Азимут 330.

Точка №6.

Юго-восточный откос амурской выемки.

Описание местности: редкий кустарник, одиноко стоящие деревья, обнаженность породы плохая. Водопропускная труба с коллектором. Коллектор устраивается для задержания грязи, веток и другого и не допуская их попадания в водопропускную трубу. Водопропускная труба отводит воду с железнодорожных путей в канализацию. Каменная наброска - присыпное к защищаемому откосу или склону сооружение из сортированного по крупности камня твёрдых пород (или из несортированного камня - горной массы), предназначенное для гашения энергии набегающих волн или предохранения подстилающего грунта от размыва водой, текущей со скоростями 1,5-4 м/с. Путепровод железобетонный, длина пролета - 12 м, высота -10 м, опоры - железобетонные. 1955 год - создание путепровода.

Угол откоса 70.

Азимут 300.



4. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

Разведочными работами называется комплекс видов геологических работ, выполняемых с помощью определенных технических средств (геофизических, бурения скважин, проходки горных выработок) для изучения инженерно-геологических условий того или иного участка до необходимой глубины. Разведочные работы позволяют с той или иной степенью детальности в любой необходимой точке площадки устанавливать геологический разрез, состав горных пород, их строение, физическое состояние и обводненность.

Разведочные работы сопровождаются специальными наблюдениями, отбором образцов и проб горных пород.

4.1 Бурение скважин при инженерных изысканиях

Бурение скважин является самым распространенным видом разведочных работ при инженерных изысканиях. В практике инженерных изысканий бурение разведочных скважин производят буровыми установками

Диаметры бурения: от 36 мм (бурятся зондированным буром "Мечта геолога") до 156 мм (6") и 205 мм (8"); специальных скважин от 600 мм до 1500 мм (скважины-шахты). Глубина бурения - от нескольких метров до 150 м и более.

Скважины условно подразделяются на мелкие - до 10 м, средней глубины - от 10 до 3.0 м, глубокие - от 30 до 100 м и весьма глубокие - более 100 м.

При инженерно-геологических исследованиях бурение скважин должно обеспечивать:

1) изучение всего геологического разреза независимо от мощности слоев, прослойков, линз горных пород, пересекаемых скважиной, то есть полноту разреза;

2) точное установление положения геологических границ, пересекаемых скважиной, контактов, поверхностей наслоения, сланцеватости, границ зон, положения слабых прослойков, трещин, пустот, мерзлых пород, водоносных горизонтов и др.;

3) сохранение, минимальную нерешённость естественного сложения, влажности и вообще физического состояния горных пород, извлекаемых из скважин в виде керна и образцов, для полной их характеристики.

Наиболее распространенные способы бурения - колонковый, ударно-канатный кольцевым забоем, вибрационный, медленновращательный, шнековый и ручной ударно-вращательный. Первые два наиболее эффективны при инженерных изысканиях. Наиболее распространенными установками различных видов бурения являются ПБУ 2-27, УГБ-50М, СБУДМ - 150 ЗИВ и др. Чаще всего буровые установки монтируются на базе грузовых автомобилей (Урал, КАМАЗ, ГАЗ 66. ЗИЛ 130, ЗИЛ 131 и т.д.).

В период проведения инженерно-геологической практики производится экскурсия на действующую буровую установку. По результатам экскурсии представляется описание установки, содержащее схему (фотографию) с размерами, описание основных параметров бурения: метода, применяемых диаметров, глубины бурения; выписки из бурового журнала.

При проведении разведочных работ в ходе изучения своего участка студентами используется бур "Мечта геолога" диаметром 36мм. Его особенностями являются небольшой вес, маленькие габариты, возможность попасть с ним в те места, в которые невозможно доставить механическое средство бурения.

Пройденные скважины документируются путем заполнения буровой колонки.



4.2 Проходка горных выработок

Горные выработки позволяют получить наиболее точные и достоверные геологические данные. К ним относятся штольни, шахты, шурфы, канавы, закопушки, расчистки. Объем горных работ обычно составляет не более 10 % от общего объема изысканий, так как это наиболее трудоемкий и дорогой вид разведочных работ.

Шольни и шахты (чрезвычайно трудоемкий и дорогой вид разведочных работ), применяются при изысканиях под уникальные и крупные промышленные объекты. Программой практики проходка этих выработок студентами не предусматривается.

Шурф - вертикальная выработка прямоугольного или квадратного сечения (круглый шурф носит название "дудка") размером 1х 1;2х 2м ².

Без крепления вертикальных стенок шурфы могут проходиться до глубины:

1 м - в песчаных и гравелистых грунтах;

1,25 м - в супесях;

1,5 м - в суглинках, глинах;

2,0 м - в особо плотных грунтах, в которых применяются лом и кирки.

При дальнейшем углублении шурфы должны крепиться специальными крепями: забивными, распорными, срубовыми. Крепление должно проводиться непосредственно за продвижением забоя. При глубине свыше 2 м подъем породы производится ручным воротом. По результатам выполненных работ строится развертка шурфа.

По окончании работ шурфы должны быть засыпаны, грунт утрамбован и спланирован, чтобы исключить попадание грунтовых вод. Если нет возможности шурф засыпать, то он закрывается досками и ограждением.

Канава (трашея) - узкая (0,6-0, 8 м) и неглубокая (менее 2,0 м) выработка, различного поперечного профиля, определяемого устойчивостью горных пород.

Закопушка - это воронкообразная (диаметр около 20 см) или квадратного сечения (50х 50 см) выработка глубиной до 1,0 м. Закопушки закладывают для очистки от поверхностных наносов и описания первого от поверхности слоя горных пород.

Расчистки - выработки со ступенчатым дном. Их применяют при описании пород, слагающих склоны и откосы при небольшой мощности рыхлых отложений (1,0-1,5 м).

4.3 Определение плотности и влажности горных пород

Плотность и влажность горных пород определяется для образцов, отобранных во время проведения инженерно-геологических разведочных работ.

Плотностью горной породы р, г/см³ называется отношение массы породы гп, г, к ее объему V, см³, включая поры и пустоты. Чаще всего для ее определения применяется метод режущего кольца, который используется для горных пород, легко поддающихся резке ножом, и в тех случаях, когда объем и форма образца могут быть сохранены только при помощи жесткой тары, например для песчаных и глинистых пород ненарушенного сложения с естественной влажностью.

Необходимое оборудование: кольцо пробоотборника, весы лабораторные с разновесами, нож с прямым лезвием, вазелин и линейка.

4.3.1 Проведение испытаний по определению плотности и влажности образцов из закопушки

В ходе практики мы выкопали закопушку и методом режущего кольца взяли пробы грунта со стенки и дна. Для этого использовали лопату, кольцо, вазелин, нож с прямым лезвием. В лаборатории определяли плотность и влажность образцов следующим образом:

1. Кольцо взвешивают, определяют его высоту и внутренний диаметр, вычисляют внутренний объем кольца.

2. Кольцо с внутренней стороны смазывают тонким слоем вазелина.

3. Отбирают образец горной породы в режущее кольцо.

4. Определяют массу кольца с породой.

5. После сушки определяют массу образца в сухом виде.

6. Определяют плотность породы (природную и сухого грунта), г/см ³, и влажность по формулам:

,

,

,

где m_{1 -} масса кольца с влажной породой, г; m₂-масса кольца с сухой породой, г; m - масса кольца, г; V - объем породы, см³.

Результаты всех вычислений заносятся в журнал (табл.5.1).

4.3.2 Проведение испытаний по определению влажности образцов из скважины

Ручным буром геолога мы пробурили скважину глубиной 2,5м. На глубинах 0,3м, 0,5м, 1м, 1,5м, 2м, 2,5м брали образцы. Затем в лаборатории определяли их влажность следующим образом:

1. Взвешивают бюксу.

2. Отбирают образец горной породы в бюксу.

3. Определяют массу бюксы с породой.

4. После сушки определяют массу бюксы с сухой породой.

5. Определяют влажность по формуле:

.

где m_{1 -} масса бюксы с влажной породой, г; m₂ - масса бюксы с сухой породой, г; m -масса бюксы, г.

Результаты всех вычислений заносятся в журнал (табл.4.1).

Таблица 4.1. Журнал определений плотности и влажности горных пород

№	Образец	Наименование породы	Масса кольца m, г	Масса кольца с пор. m1, г	Объем породы V,см3	Плотность р, г/см3	Вес пустой бюксы m, г	Вес с влажн. породой m1, г	Вес с сухой породой m2, г	Влажность, W
1	Скв.0,3	Суглинок	-	-	-	-	22	75	66	0,2
2	Скв. 0,5	Суглинок	-	-	-	-	22	51	39	0,7
3	Скв. 1	Суглинок	-	-	-	-	22	74	66	0,18
4	Скв. 1,5	Суглинок	-	-	-	-	22	72	65	0,16
5	Скв. 2	Суглинок	-	-	-	-	22	61	54	0,22
6	Скв. 2,5	Суглинок	-	-	-	-	22	58	52	0,2
7	Закопушка дно	Суглинок	38	147	50,24	с=1,73 сs=1,61	22	147	141	0,07
8	Закопушка стенка	Суглинок	38	152	50,24	с=1,83 сs=1,67	22	152	144	0,09



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе инженерно-геологической практики мы закрепили пройденный материал по спецкурсу "Инженерная геология" и приобрели новые знания для прохождения курса "Основания и фундаменты".

Закрепили и получили знания на следующих работах:

1. Проведение инженерно-геологической съёмки;

2. Проведение инженерно-геологических разведочных работ (бурение и отбор проб, а также отбор проб из закопушки);

3. Определение параметров трещиноватости горных пород на Амурском утёсе;

4. Определение физико-механических характеристик грунта по результатам разведочных работ.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Даммер А.Э., Квашук С.В. Инженерно-геологическая практика: Методическое пособие. - Хабаровск: ДВГУПС. 1997. - 69 с.

2. Геологическое строение и гидрогеологические условия Хабаровска и его окрестностей / В.Г. Варнавский. А.Э. Даммер, И.М. Тюрин и др. - Хабаровск: Изд-во ИВЭП, 1991. - 112 с.

3. Тюрин И.М., Бахарев И.И. О причинах деформации откосов Амурской выемки: В сб. трудов ХабИИШТа. - Вып. 21. - М. Транспорт, 1966. - 64 с.

4. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Специальная инженерная геология. - Л.: Недра, 1976. - 336 с.

5. Квашук С.В. Макроскопическое изучение минералов и горных пс-род: Учебное пособие. - Хабаровск: ДВГАПС,1993. - 68 с.

6. Лисичкин С.М., Очерки по истории развития отечественной нефтяной промышленности, М. -Л., 1954; Разведочное колонковое бурение, М., 1957.

Размещено на Allbest.ru

...