авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Архангельский государственный технический университет

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Задания к контрольным работам

№ 1, 2

для студентов заочного факультета

Архангельск

2004

2

Рассмотрены и рекомендованы к изданию

методической комиссией строительного факультета

Архангельского государственного технического университета от 18 декабря 2003 г.

Составители:

A. Л. Невзоров, проф., канд. техн. наук;

В.В. Коптяев, доц., канд. техн. наук Рецензенты:

В.Н. Кубасов, ведущий геолог ГУП «Инвестстройпроект»;

B. II. Раковскгт, доц., канд. техн. наук УДК 624.131. Н е в з о р о в А. Л., К о п т я е в В. В. Инженерная геология: Задания к кон­ трольным работам № 1, 2 для студентов заочного факультета. 2-е изд., испр. и доп. - Архангельск: Изд-во АГТУ, 2004. - 33 с.

Подготовлены кафедрой инженерной геологии, оснований и фундаментов АГТУ.

Приведены задания для студентов заочного факультета с примерами реше­ ний, необходимые справочные материалы и перечень тем для подготовки к заче­ ту по дисциплинам «Инженерная геология», «Инженерно-геологическое обеспе­ чение строительства».

Предназначены для студентов строительного факультета специальностей 290300 «Промышленное и гражданское строительство», 291000 «Строительство автомобильных дорог и аэродромов» заочной формы обучения.

Ил. 9 Табл. 20. Библиогр. 9назв.

© Архангельский государственный технический университет, Инженерная геология - это наука о геологической среде, ее рациональном использовании и охране в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью че­ ловека. Объектом ее изучения служат горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры.

В настоящее время ни одно сооружение не проектируется без предшест­ вующих детальных инженерно-геологических изысканий. Инженерные изыска­ ния выполняется специалистами-геологами. Основным результатом изысканий является информация. Задача инженеров-строителей - грамотно использовать эту информацию для разработки проектов строительства зданий и сооружений.

Согласно требованиям программы курса, выпускник строительного фа­ культета должен уметь различать наиболее распространенные горные породы (грунты) и оценивать их строительные свойства, знать основные геологические процессы и представлять себе их опасность для зданий и сооружений, выполнять анализ материалов изысканий в целях выбора рациональных и надежных про­ ектных решений подземных сооружений и фундаментов.

Именно с учетом этих требований составлены контрольные задания для студе нтов-заочн иков.

Объем самостоятельной работы для подготовки к зачету и дипломному проектированию поможет определить приведенный ниже перечень тем:

• Значение инженерной геологии в практике строительства и ее задачи.

• Минералы и горные породы, их генезис и классификация. Состав и строе­ ние горных пород.

• Классификация подземных вод, их взаимодействие с поверхностными во­ дами. Режим подземных вод.

• Движение подземных вод. Основной закон фильтрации. Приток воды к скважинам, горным выработкам, строительным котлованам. Дренаж и его рациональное использование.

• Классификация грунтов, их состояние и физико-механические характери­ стики.

• Геологическая деятельность атмосферных вод. Овраги и сели, борьба с ними.

• Строение речной долины. Явления эрозии и переноса в долинах рек.

Свойства аллювиальных отложений.

• Абразия на берегах водохранилищ, морей и озер. Затопление территории.

Прогноз и меры борьбы с этими процессами.

• Движение горных пород на естественных склонах и откосах строительных выемок, его прогноз и меры борьбы.

• Суффозия и карст, причины их развития, прогноз и меры борьбы с ними.

• Области распространения и свойства лессовых и биогенных грунтов.

• Процессы, связанные с промерзанием и протаиванием грунтов.

• Вечная мерзлота, ее происхождение и развитие. Методы борьбы с вред­ ными проявлениями мерзлотных процессов.

• Строение и тектоника Земли. Землетрясения.

• Задачи, состав и объем инженерно-геологических изысканий для различ­ ных видов строительства.

• Методы и технические средства инженерно-геологических изысканий.

• Физико-механические характеристики торфов и заторфованных грунтов.

Контрольные задания разделены на две части. Контрольная работа № 1 вы­ полняется по дисциплине «Инженерная геология», контрольная работа № 2 - по дисциплине «Инженерно-геологическое обеспечение строительства».

Задания составлены для десяти вариантов. Номер варианта соответствует последней цифре шифра-номера зачетной книжки. Для ряда заданий приведены примеры решения по варианту П. Необходимые справочные данные из норма­ тивной литературы содержатся в приложениях.

Контрольные работы выполняется в тетради, графики и разрезы на милли­ метровой бумаге. Допускается выполнение контрольных работ на компьютере и распечатка на струйном или лазерном принтере в формате А4.

Контрольная работа № (по дисциплине «Инженерная геология») Задание № Кратко охарактеризуйте физические свойства и химический состав минера­ лов. Назовите горные породы, в которых они содержатся.

Вариант Минералы Вариант Минералы 0 Каолинит, галит 5 Доломит, мусковит 1 Кварц, биотит 6 Кальцит, плагиоклаз 2 Гипс, роговая обманка 7 Авгит, магнезит 3 Монтмориллонит, тальк 8 Оливин, ангидрит 4 Ортоклаз, лимонит 9 Гидрослюда, опал Задание № Приведите классификацию горных пород по происхождению. Дайте под­ робную характеристику указанных в таблице горных пород.



Вариант Группа горных пород 0 Магматические глубинные 1 Магматические излившиеся 2 Метаморфические 3 Осадочные сцементированные 4 Осадочные несцементированные крупноблочные и песчаные 5 Осадочные несцементированные пылеватые и глинистые 6 Осадочные химические 7 Осадочные биохимические карбонатные (известняки, мергели, доломиты) 8 Биогенные (органогенные) 9 Искусственные Задание № Опишите геологические процессы и явления, методы борьбы с отрицатель­ ными влиянием их на инженерно-геологические свойства грунтов или инженер­ ные сооружения.

Вариант Процесс, явление Вариант Процесс, явление 0 Антропогенные процессы 5 Суффозия 1 Водная эрозия 6 Селевые потоки, снежные лавины 2 Склоновые явления 7 Заболачивание 3 Карст 8 Морская абразия 4 Выветривание 9 Сейсмические процессы Задание № Дайте оценку инженерно-геологических (строительных) свойств четвер­ тичных отложений и структурно-неустойчивых грунтов, а также методы возве­ дения на них зданий и сооружений.

Вариант Отложения, грунты Отложения:

0 Морские 1 Ледниковые 2 Эллювиальные 3 Аллювиальные 4 Делювиальные, пролювиальные 5 Эоловые Грунты:

6 Лессовые 7 Торфяные 8 Плывуны 9 Вечномерзлые Задание № Просеяна проба сухого песка массой 2 кг. Постройте интегральную кривую гранулометрического состава, определите степень неоднородности и тип песча­ ного грунта по приведенным ниже массам (в граммах) остатков на ситах.

Вариант Размер отверстий сит, мм 10 5 2 1 0,5 0,25 0,10 0, 0 0 82 211 230 363 576 362 1 0 0 40 133 867 830 130 2 20 50 131 159 258 198 1106 3 0 0 88 118 215 525 794 4 28 116 281 526 506 323 210 5 0 0 6 96 186 490 876 6 46 142 509 541 524 200 38 7 0 126 748 383 355 262 126 8 0 0 181 610 502 359 80 9 0 0 130 258 275 681 562 П 0 32 72 121 165 258 1120 Пример решения:

Вычисляем частные остатки а полные остатки Aj, содержание частиц Lj, про­ ь ведших через сито ио формулам, %:

ill J а =_Ч00, A.=Ya., 1=Ш-А.

J ' т tT Результаты вычислений сводим в таблицу:

Показатель, % Размер отверстий сит, мм 10 5 2 1 0,5 0,25 0,10 0, Частный остаток 0 1,6 3,6 6,1 8,2 12,9 56,0 11, Полный остаток 0 5,2 11,3 19,5 32,4 88,4 1, Прошло через сито 100 98,4 94,8 88,7 80,5 67,6 11,6 Строим гранулометрическую кривую, откладывая ио оси абсцисс диаметры час­ тиц (d), но оси ординат - содержание прошедших через сито фракций грунта (L) (рис. 1).





s Рис.1. Интегральная кривая просеивания Определяем размеры частиц, соответствующие содержанию L при 60 % и при 10 %. На графике размер частиц при L = 60 % составляет 0,22 мм (deo = 0,21) и при L = 10%-0,10 мм (dio = 0,10).

Вычисляем степень неоднородности зернового состава:

с =^ = ^ — = 2,2.

4 ОД При с 3 грунт считается однородным, с„ 3 - неоднородным.

и Так как содержание частиц крупнее 0,1 мм составляет более 50 % (88,4 %), то ис­ следуемый грунт является песком мелким однородным (прил. 1, табл. I).

Задание № Установите вид того же песка по коэффициенту пористости и его разно­ видность по степени влажности, если известны естественная влажность W, плот­ ность р и плотность частиц грунта p. s Вариант А Р доли единицы г/см 0 2,05 2, 0, 1 0,28 1,93 2, 2 0,26 1,99 2, 3 0,22 2,03 2, 4 0,21 2,07 2, 5 0,26 1,97 2, 6 0,23 1,99 2, 7 0,25 1,96 2, 8 0,19 2,06 2, 9 0,18 2,09 2, П 0,29 2, 1, Пример решения:

Вычисляем коэффициент пористости (отношение объема пор к объему твердых частиц):

е=^--\, где p =-^— d _РЛ^ +Ю ^ 2,65(1+0,29) С 1 - 0 ? 1, Р Исследованный мелкий песок имеет рыхлое сложение, т.к. е 0.75 (прил. 1, табл. II).

Вычисляем влажность, соответствующую полному водонасыщению:

2, " Р, Тогда степень влажности 0. На основании полученных результатов заключаем, что песок считается насыщен­ ным водой (прил.1, табл. Ш).

Задание № Установите тип и разновидность пылевато-глинистого грунта по приведен­ ным в таблице данным лабораторных испытаний (mj - масса бкжса с пробой влажного грунта, т - с пробой высушенного в термостате при 105°С, т - пус­ 2 того бкжса).

Вариант Масса, г, при определении влажности Естественной W На границе текуче­ На границе пла­ сти Wj стичности W p т т т т т т т т т } 2 } 2 } 2 0 0 44,6 37,0 17,5 35,6 30,1 17,8 45,3 40,1 17, 1 42,0 37,3 17,5 49,1 40,5 43,7 39,1 17, 17, 2 37,4 31,9 18,3 34,8 29,4 16,2 47,3 41,8 16, 3 38,4 32,8 18,4 48,3 38,6 16,4 41,7 37,6 16, 4 36,8 33,8 18,0 50,8 43,9 17,5 47,4 43,0 17, 5 37,5 33,4 16,3 44,8 38,6 19,1 45,1 40,5 16, 6 45,6 40,5 19,9 45,1 38,6 16,0 50,2 45,4 19, 7 36,4 32,2 16,1 39,0 32,7 18,9 47,6 42,8 18, 8 43,8 37,8 17,2 43,7 36,6 16,5 35,5 32,4 17, 9 39,6 34,2 16,2 43,2 36,1 19,7 35,8 32,5 18, П 39,4 34,0 16,5 37,4 30,8 18,0 52,2 45,6 16, Пример решения:

т -т х v Вычисляем влажность ио формуле ' m -m 2 Q 39,4- 34, Естественная влажность W — —ТУТ ~ ^ 3 1.

J4,0 —16, Аналогично влажность на границе текучести W = 0,52 и на границе пластично­ } сти W =0,23.

p Исследованный грунт является глиной, т.к. число пластичности 1 = 0,52 - 0,23 = 0,29 0,17.

р Находим показатель текучести W -W„ 0 31 - 0 u Ji U ZJ /= !L = ' ' = 0,28.

p IV/ -W 0,52-0, p Глина тугопластичная, т.к. 0,25 I 0,50p Задание № Установите наименование грунта по данным лабораторных испытаний, приведенным в таблице. Укажите вид грунта по набуханию или просадочности.

Опишите методы строительства на просадочных и набухающих грунтах.

Значения влажности Высота образца грунта, мм Вариант после увлаж­ W Wi до увлажнения нения 0 0,19 0,36 0,17 25 27, 1 0,25 0,29 0,19 25 24, 2 0,23 0,27 0,22 25 23, 3 0,17 0,34 0,13 25 26, 4 0,19 0,31 0,18 25 27, 5 0,32 0,35 0,14 25 23, 6 0,16 0,41 0,19 25 28, 7 0,22 0,28 0,2 25 26, 8 0,23 0,29 0,18 25 25, 9 0,34 0,37 0,18 25 23, П 0,18 0,34 0,16 25 27, Пример решения:

Определяем число пластичности и показатель текучести:

(W-W) (0,18-0,16) А 1 =0 И I =iv -W =0,34-0,16 = 0,18;

/, = j = » p f p Q 1 Наименование грунта - глина полутвердая.

Так как высота образца грунта после увлажнения увеличилась, находим относи­ тельную деформацию набухания:

К По относительной деформации набухания без нагрузки грунт относится к средне набухающим (прил. 1, табл. VII).

Задание № Установите наименование и вид биогенного грунта по данным лаборатор­ ных испытаний, приведенным в таблице. Опишите методы строительства на биогенных грунтах.

Содержание тве здой фазы биогенного грунта (т ), г тв минеральные час­ растительные ос­ гумус Вариант тицы (m J татки (т ) (т ) M ро г 0 25 27 1 32 25 2 21 24 3 38 19 4 24 22 5 43 15 6 19 26 7 47 9 8 29 28 9 41 17 П 26 23 Пример решения:

Определяем относительное содержание органики:

23 + т +т j _ р.о г = 0,57.

(26 + 23 + 11) т.

1 0,5 значит, грунт является торфом (прил. 1, табл. VIII).

от Вычисляем степень разложения торфа:

т, = 0,18.

D = pd 26 + 23+ Dpd 20 % - торф является слаборазложившимся (прил. 1, табл. IX).

Задание № Определите возможные деформации морозного пучения пылевато глинистого грунта, залегающего в основании сооружения, приняв плотность 3 грунта 1,84 г/см, плотность частиц грунта 2,70 г/см. Остальные свойства грунта возьмите из предыдущего задания, а расчетное значение средней температуры воздуха для зимы М из приведенной ниже таблицы.

Вариант Место строительства м,°с Вариант Место строительства м, ° с 0 0 Котлас 6 Иркутск - -9, 1 Мезень -8,8 7 Воркута -12, 2 Онега -7,5 8 Вологда -7, 3 Архангельск -8,0 9 Сыктывкар -9, 4 Емецк -8, П Красноярск -11, 5 Нарьян-Мар -10, Пример решения:

Вычисляем критическую влажность, нри которой прекращается перераспределе­ ние влаги в промерзающем грунте:

W... = l + 3p^(l+P^i)exp(-2,8/,)-l 2д ф + 3 • 2,7 • 0,52(1 + 2,7 • 0,52) ехр( -2,8 • 0,29) -1 0,25.

= 2-2, 1, Р 1,40 г/см.

Плотность сухого грунта Pi 1+W 1+0, Рассчитываем параметр R/для определения степени нучинистости:

WjW-Wj- 10 =0,52.

0,012(^-0,1) + 1, Исследуемая тугонластичная глина является среди енучинистым грунтом, т.к.

0,43 Я / 0,76. Ее относительная деформация нри промерзании составит 0,035...0,070, или 3,5...7,0 % от глубины промерзания грунта (нрил.1, табл.VI).

Задание № Определите максимальную плотность и оптимальную влажность уплотне­ ния грунта в насыпи по данным лабораторных испытаний на стандартное уплот­ нение падающим грузом. Постройте график зависимости плотности грунта от влажности.

Значения плотности (р, г/см ) и влажности (W) Опыт № Опыт № 1 Опыт № 2 Опыт № 3 Опыт № 5 Опыт № Вариант W W W W W W Р Р Р Р Р Р 1,46 0,05 1,61 0,10 0,15 1,86 0,20 1,96 0,25 1,99 0, 0 ^JA 1,45 0,05 1,57 0,10 1,68 0,15 1,77 0,20 1,84 0,25 1,88 0, 1,27 0,05 1,39 0,10 1,52 0,15 1,65 0,20 1,76 0,25 1,79 0, 1,34 0,05 1,46 0,10 1,58 0,15 1,69 0,20 1,73 0,25 1,76 0, 1,56 0,05 1,74 0,10 1,87 0,15 1,89 0,20 1,91 0,25 1,95 0, 1,25 0,05 1,36 0,10 1,47 0,15 1,57 0,20 1,65 0,25 1,64 0, 1,34 0,05 1,55 0,10 1,68 0,15 1,73 0,20 1,76 0,25 1,79 0, 1,51 0,05 1,65 0,10 1,79 0,15 1,92 0,20 2,03 0,25 2,04 0, 1,59 0,05 1,82 0,10 1,87 0,15 1,91 0,20 1,96 0,25 1,99 0, 1,35 0,05 1,47 0,10 1,59 0,15 1,71 0,20 1,76 0,25 1,81 0, 1,28 0,05 1,41 0,10 1,54 0,15 1,66 0,20 1,75 0,25 1,77 0, П Пример решения:

тах Для того, чтобы определить максимальную плотность (р^ )и оптимальную влажность (W i), необходимо построить график зависимости плотности сух. грунта (pi) op от влажности (IV). Все вычисления сводим в таблицу:

№ опыта Плотность, Влажность, Плотность сух.

3 р, г/см грунта, pi, г/см W 1 1,28 0,05 1, 2 0,10 1, 1, 3 1,54 0,15 1, 4 1,66 0,20 1, 5 1,75 0,25 1, б 1,77 0,30 1, 1,45 ;

1, cL i_ о 1, H о 1 1,30 - о с;

С 1,25 i 1, 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0, Влажность Рис. 2. График зависимости плотности сух.

грунта от влажности По графику определяем оптимальную влажность грунта (W t = 0,25) и соответст­ op пах вующую ей максимальную плотность (рь/ = 1,40).

Контрольная работа № (по дисциплине «Инженерно-геологическое обеспечение строительства») Задание № Перечислите виды работ, входящих в состав инженерно-геологических изысканий. Приведите состав отчета по инженерно-геологическим изысканиям.

Задание № Опишите состав дополнительных работ, которые необходимы при изыска­ ниях в районах распространения специфических грунтов и в районах развития опасных геологических процессов.

Вариант Вид грунта или название процесса 0 Многолетнемерзлые (вечномерзлые) грунты 1 Просадочные грунты 2 Набухающие грунты 3 Органические (биогенные) грунты 4 Засоленные грунты 5 Карстовые процессы 6 Склоновые процессы 7 Процессы переработки берегов рек, озер, морей и водохра­ нилищ 8 Процессы подтопления 9 Искусственные грунты, подрабатываемые территории Задание № Перечислите виды разведочных выработок, используемых при инженерно геологических изысканиях. Кратко охарактеризуйте способы бурения скважин.

Составьте геолого-литологическую колонку скважины, номер которой совпадает с номером вашего варианта.

Мощность слоев, м, по скважинам ческий индек Стратиграфи] П Номер инженерно- 1 2 3 4 5 6 7 8 геологического эле­ мента и наименова­ ние грунта 1. Насыпной (песок) 0,5 0, 1,0 1,6 1,5 1, 1,3 - - tiv 1. Торф средней сте­ 1,3 0,5 1,8 0,9 1,6 0,7 1, 1,7 1, biv 1Д 1Д пени разложения 3. По заданию 7 2,4 3,0 2,0 3,9 4,5 2,2 3,6 3,9 2, 2,1 3, fin 4. Ил суглинистый 2,6 0,4 0,2 0,6 0,9 0,8 0, аш 2, - 1Д !

5. По заданиям 5,6 mil 5,2 4,7"' 4,8 2,8" 4,3 5,8 3,2" 5,7 5,2 5,2 5, 6. Известняк chi 0,9" 1,0" 0,8" 0,5" 1,2" - - - - - 7. Гипс chi 3,2" 0,6" 1,3" - - - - - - - * - Указано расстояние от кровли слоя до забоя скважины Необходимые сведения из бурового журнала приведены на рис. 1, отметка устья скважины и положение уровня грунтовых вод - в таблице задания № 4.

Например, для выполнения пятого варианта требуется составить колонку скважины 5 с отметкой устья 14,02 м и глубиной залегания уровня грунтовых вод (УГВ) 1,22 м.

Пример оформления колонки дан на рис. 1, необходимые условные обо­ значения - в прил. 2.

IS Абсолютная отметка устья: 10,00 Дата бурения: 21.09. Геологический ин­ Глубина подошвы Мощность слоя, м литологический Абсолютная от­ метка подошвы Глубина УГВ Номер слоя Описание грунтов Геолого слоя, м слоя, м разрез декс ш=||| 0, Торф средней степени разложения, ili=m водонасыщенный ш 8, 1,7 1,7 b iv 2 Глина коричневая, мягкопластичная 4, 4,8 5, 3,1 fin Ил суглинистый серый с прослойка­ ми песка If 0,4 4,80 am и.

5, Песок мелкий, плотный, темно ® серый, насыщенный водой 10,6 5,4 -0,60 mm 5 Известняк 0,5 -1,1 ch 11,1 I I Рис. 1. Геолого-литологическая колонка скважины Задание № Приведите основные требования к составу и объему инженерно геологических изысканий для транспортного, промышленного и гражданского строительства в соответствии с нормативными документами. Укажите необхо­ димую глубину скважин, их число и расстояние между ними, порядок отбора образцов, число динамических и статистических испытаний свай и т.п.

Постройте инженерно-геологический разрез строительной площадки, ис­ пользуя результаты бурения скважин из задания № 3 и приведенные ниже дан­ ные.

Изучив разрез, дайте рекомендации по инженерной подготовке площадки строительства (уплотнение слабых грунтов пригрузкой или их закрепление, полная или частичная выторфовка и т.п.) и устройству фундаментов (на естест­ венном основании или сваях, на каких отметках).

Вариант Скважина Аболютная Глубина залегания Расстояние между скважинами, м отметка устья, м УГВ, м 9 7,93 29, 8,84 0, 0 48, 5 9,05 1, 4 4,10 1, 52, 1 1 4,02 1, 25, 7 2,31 1 10,36 1, 36, 2 2 10,27 1, 38, 3 10,14 1, б 12,05 1, 44, 3 3 12,03 1, 21, 4 12,43 1, 3 6,92 0, 27, 4 4 6,94 0, 39, 5 0, 7, 8 13,39 0, 33. 5 5 14,02 1, 48. 13,30 0, 5 9,12 0, 37, 6 6 8,98 0, 31, 7 8,71 0, 1 6,93 1, 25, 7 7 6,06 0, 40, б 6,75 0, 7 5,51 0, 30, 8 8 5,57 0, 35, 9 5,66 0, 16,49 0, 28, 9 9 16,08 0, 39, 8 15,87 Пример оформления инженерно-геологического разреза показан на рис. 2, необходимые условные обозначения в прил. 2.

Номер скважины 1 2 о о ю Абс. отметка устья со скважины, м о" о" о" I Расстояние, м i 24 Рис. 2. Инженерно-геологический разрез М 1:100;

М 1: Еер гор Задание № Проанализируйте гидрогеологические особенности площадки строительст­ ва по построенному в предыдущем задании разрезу. Укажите водоупорные и во­ допроницаемые слои, мощность зоны аэрации, типы встреченных подземных вод по условиям залегания.

Задание № Приведите формулу основного закона движения подводных вод - закона Дарси. Назовите методы определения коэффициента фильтрации и определите его значение для песка по приведенным ниже результатам испытаний в фильт­ рационном приборе.

Вариант Температура Площадь об¬ Расход воды Q, см /с, при градиен­. те напора J воды, С разца А, см 0,5 1 21 40 0,30 0,60 1, 17 100 0,05 0,10 0, 25 40 0,20 0,43 0, 22 25 0,37 0,75 1, 19 60 0,06 0,12 0, 21 60 0,11 0,24 0, 24 25 0,24 0,50 1, 19 40 0,09 0,19 0, 20 25 0,30 0,62 1, 16 60 0,09 0,18 0, П 18 100 0,03 0,08 0, Пример решения:

Вычисляем скорость фильтрации по формуле v = Q/A при заданных гради­ ентах напора J:

0№ _ 0Д)8 = 2 ^ = 15.Ю-" см/с - = = 3 {Q 4 с м / с = с м 1 с = 8 ш s °' 100 100 -° Строим график зависимости v = f(J) и определяем коэффициент фильтра­ ции как тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс (рис. 3):

Д|/ 16-10 _ к = tqa = = = 8-10 см/с AJ Для перевода коэффициента фильтрации из см/с в м/сут используется ко¬ эффициент 864: к = 8 10' см/с • 864 = 0,69 м/сут.

° л' t о а.

о — О 0 1 Градиент напора, J Рис. 3. Зависимость скоростей фильтрации V от градиента напора J Согласно ГОСТ 25584-90 значение коэффициента фильтрации приводят к температуре 10 °С:

к 0, 0,56 м I су т.

" 0/7+0,037 0,7+0,03- Задание № Дайте определение понятий "кривая депрессии" и "радиус влияния". Опре­ делите приток воды в котлован, схема которого показана на рис. 4. Исходные данные приведены ниже, коэффициент фильтрации песка определен в зада­ нии № 6.

Абсолютные отметки, м Размеры котлована, м Вариант уровня кровли длина, ширина, грунтовых вод водоупора / b 25,30 22,80 50 6,20 3,70 52 33,70 31,15 64 5,35 2,75 46 4,65 1,90 39 24,90 22,20 65 13,95 11,15 50 5,85 3,05 30 15,70 12,80 56 3,65 0,70 150 П 14,20 11,20 80 !, Г.

О R -А !

УГВ /'-- — Рис 4. Схема котлована Пример решения:

Определяем мощность водоносного слоя Н = 14,20 - 11,20 = 3,0 м.

Вычисляем радиус влияния (депрессии) грунтовых вод по формуле Куса кина:

R = 2SjHk = 2 - З д / 3 - 0, 5 6 = 7,78 м w где S - понижение уровня;

в данном случае котлован осушается полностью, по­ этому S = Н.

Находим условный радиус, т.е. радиус круглого котлована с той же пло­ щадью:

— = 0, 5 6 4 # Т = 0,564л/80-30 = 27,63 м Приток воды в котлован:

Q= 63,8/ = с т lu(7? + r ) - l i i 27,63 /У Задание № Для осушения городской территории проектируется систематический дре­ наж с горизонтальными дренами совершенного типа (рис. 5). Абсолютные от метки УГВ и кровли водоупора возьмите из предыдущего задания, коэффициент фильтрации песка - из задания № 6, интенсивность просачивания атмосферных осадков и хозяйственно-промышленных вод v = 6-10~ м/сут.

ш•ништ Jilllli •В 1) 2) Рис. 5. Расчетная схема осушаемого массива грунта:

1 в естественных условиях;

2 после устройства дренажа Определите расстояние между дренами и их дебиты (приток воды в дрену) при норме осушения 2 м. Укажите, какие типы дренажей применяются в строи­ тельстве.

Пример решения:

Находим максимально допустимую высоту пониженного уровня грунтовых вод в междренном пространстве над водоупором:

h^=H-S = (14,2 -11,2) - 2,0 = 1,0 м Расстояние между дренами начисляем по формуле Роте:

5б a = 2h = 2-1,0 / ° ' =61,1 лг am v Vt V(6-io- ) и принимаем а = 60 м.

Дебит каждой дрены длиной 100 м:

q=W0a v = 100-60-6-Ю- =3,6 — i l сут Задание № С поверхности залегает суглинок, его подстилает слой песка с напорными водами. Рассчитайте, до какой глубины можно отрывать котлован в слое суглин­ ка, чтобы не произошел прорыв напорных вод в котлован (рис. 6).

Мощность слоя Глубина зале­ Удельный вес Коэф. запаса Вариант суглинка, суглинка, м гания УГВ, м устойчивости кН/м 6,3 21, 1,5 1, 1 5,8 2,3 22,0 1, 4,9 21, 1, 2 1, 5,4 22, 1,8 1, 4 6,7 2,4 21,7 1, 5,5 21, 1,7 1, 4,8 21, 1,3 1, 7 6,2 2,5 21,9 1, 5,7 22, 2, 8 1, 5,3 21, 1,5 1, П 5,0 21, 1,0 1, Пример решения:

Для предотвращения прорыва напорных вод в котлован необходимо вы­ полнение следующего условия:

*^*„.

где z - толщина слоя суглинка над слоем песка;

h напор над кровлей водоносного слоя;

Y(o ~ удельный вес воды, у = 10 кН/м ;

а 7 - удельный вес суглинка;

k - коэффициент запаса устойчивости, k = 1,1... 1,3.

st st Определяем величину z:

(S,0-l,0)- 21, Вычисляем глубину котлована Н^:

Н =5,0-2,29 = 2,71 м к Рис. 6. Схема для расчета глубины котлована Задание № Определите степень потенциальной подтопляемости территории, на кото рой планируется строительство жилого микрорайона. Данные для расчетов при ведены в таблице. Расход воды на 1 человека примите 400 л/сут.

Количество Площадь, Заглубление Глубина Вариант УГВ, м жителей мик­ территории подземных со­ рорайона га оружений, м 0 20000 45 3,6 4, 18000 23 3,5 5, 24000 36 3,2 6, 22000 15 2,4 6, 4 27000 16 2,5 7, 19000 24 3,3 7, 25000 28 4,2 6, 7 15000 56 3,7 4, 8 28000 21 2,4 7, 17000 25 3,2 5, 16000 42 3,0 5, П Пример решения:

Определяем расход воды, м /сут на 1 га:

16000-0,4 ^ По прил. 3 определяем, к какой группе предприятий можно условно отне­ сти строительство данного микрорайона. Группа предприятий - Г.

Вычисляем подъем грунтовых вод, который может вызвать подтопление подземных сооружений: 5,5 - 3,0 = 2,5 м.

Далее по графику (прил. 3) определяем степень потенциальной подтопляе­ мое™ территории: II степень.

Задание № Определите время переноса загрязняющих веществ грунтовыми водами от шламохранилища к реке (рис. 7). Необходимые данные для расчета представле­ ны в таблице.

Расстояние Коэф. Абсолютные отметки, м Вариант до реки, м фильтрации, УГВ под на­ Поверхность м/сут копителем воды в реке 0 120 9,5 10,3 8, 1 110 7,8 7,4 4, 160 6,3 9,5 3, 145 11,2 8,6 4, 4 130 8,4 11,2 8, 170 10,5 12,6 9, 165 8,9 10,5 6, 7 115 9,3 11,4 8, 125 7,5 9,8 7, 140 10,8 11,5 7, 150 12,0 7,5 5, П Пример решения:

Скорость движения грунтовых вод определяется законом Дарси:

где к - коэффициент фильтрации, м/сут;

АН - разность абсолютных отметок, м;

/ длина пути фильтрации, м.

Вычисляем скорость фильтрации:

7,5-5, = 0,20 м I cym, 1П v = Определяем время фильтрации:

/ 150 _..

I- — = 750 cym.

v 0, Рис. 7. Схема для расчета времени фильтрации Приложение Классификация грунтов Таблица I Типы песков по гранулометрическому составу Тип Размеры частиц d, мм Содержание частиц, % Гравелистый 2,0 Крупный 0,5 Средней крупности 0,25 Мелкий од Пылеватый од Примечание: Наименование типа грунта принимается по первому (расположен­ ному в верхней строке) удовлетворяющему условию показателю Таблица II Виды песков по плотности сложения Вид Коэффициент пористости е для типов песков Гравелистого, Мелкого Пылеватого крупного, средней крупности Плотный 0,55 0,60 0, Средней плотности 0,55...0,70 0,60... 0,75 0,60... 0, 0. Рыхлый 0.70 0. Таблица III Разновидности грунтов по степени влажности Разновидность Степень влажности S,.

Маловлажный 0...0, Влажный 0,5...0, Насыщенный водой 0,8... Таблица IV Типы пылевато-глинистых грунтов по пластичности Тип грунта Число пластичности 1 р Супесь 0,01... 0, Суглинок 0,07...0, Глина 0. Таблица V Типы пылевато-глинистых грунтов по текучести Тип и разновидность Показатель текучести I L Супесь:

твердая пластичная 0... текучая Суглинок и глина:

твердые полутвердые 0...0, тугопластичные 0,25...0, мягкопластичные 0,50...0, текучепластичные 0,75... 1, текучие 1- Таблица V I Виды пылевато-глинистых грунтов по пучинистости Относительная R при f р деформация 0,02... 0,07 0,07...0,17 0. Вид морозного пу­ чения/ Непучинистый 0,14 0,10 0, 0, Слабо- 0,01... 0,035 0,14... 0,49 0,10...0,35 0,12... 0, пучинистый Средне- 0,035... 0,07 0,49... 0,98 0,35...0,71 0,43... 0, пучинистый Сильно- 0,07... 0,12 0,98... 1,69 0,71... 1,22 0,86... 1, пучинистый 1. Чрезмерно- 0.12 1.22 1. пучинистый Таблица VII Классификация грунтов по относительной деформации набухания без нагрузки Относительная деформация Разновидность глинистых грунтов набухания s д. е.

sw Ненабухающий 0, Слабонабухающий 0,04 - 0, Средненабухающий 0,08-0, С ильно набухающ и й 0. Таблица VIII Классификация грунтов по содержанию органических веществ Разновидность грунтов Относительное содержание органических веществ 1 от С примесью органики (заиленный) 0, Заторфованный грунт 0,1...0, s 0, Торф Таблица IX Классификация торфа по степени разложения Вид торфа Степень разложения D, % pd Слаборазложившийся Среднеразложившийся 20... Сильноразложившийся Литература 1. Ананьев В.П., Потапов А.Д., Инженерная геология. - М.: Высшая школа. 2 0 0 2. - 5 1 1 с.

2. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. - Введ. 01.07.96. - М.: ИПК Изд-во стандартов. 1997.

3. Г О С Т 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэф­ фициента фильтрации (с Изменением № 1). Госстрой С С С Р - М.:

Изд-во стандартов. 1990 г 4. Невзоров А.Л. Инженерная геология и механика грунтов. Учеб. по­ собие. - Изд-во АГТУ. Архангельск, 1998. - 115 с.

5. Пешковский Л.М., Перескокова Т.М. Инженерная геология. - М.:

Высшая школа, 1982. - 342 с.

6. Сергеев Е.М. Инженерная геология. М.: Изд-во М Г У, 1982. - 248 с.

7. С Н и П 11-02-96. Инженерные изыскания для строительства. Основ­ ные положения. - Введ. 01.11.96. - Минстрой России - М: П Н И И С, 1997.

8. Солодухин М.А. Инженерно-геологические изыскания для промыш­ ленного и гражданского строительства. - М.: Недра, 1985. 224 с.

9. С П 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строитель­ ства. Введ. 01.03.98. - Минстрой России - М: П Н И И С, 1997.

Оглавление Контрольная работа № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание №8 Задание № Задание № Задание № Контрольная работа № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Задание № Приложения Литература Приложение Условные обозначения на инженерно-геологических разрезах Основные литологические типы грунтов + + $ в От Гравийный + Гранит О 6 о е грунт г гг а д Дресвяный Базальт гг грунт & д д * 0 Песок гравели Мрамор стый * * # / Мергель Песок крупный •с-:

**•* Известняк Песок средний •'•''•О-'*: ж Доломит Песок мелкий 1J и ^Ci^J^'' " '^i^J^'"' Песок пылева \J— Гипс тый KJ \J,.. \....„..,., n ¬ "T—V** T, ' Аргиллит Супесь,-, •' \4','-' r,., •, „X,,, и nun,k „V,, -*45—— Лёсс Суглинок LJ_!

#^ Ил Глина Искусственный Торф грунт Продолжение прил. Основные литологические особенности грунтов Выветрелость Заторфованность тт I I Гумусированность Известковистость Песчанистость Заиленность г™—г- ~Ж~ г Примесь гравия, Закарстованность гальки, щебня, О * Аф валунов Трещ и но ват ост ь Засоленность Границы, контуры и другие знаки Уровень грунтовых Граница ИГЭ вод Стратиграфический Номер ИГЭ индекс Генетические индексы четвертичных отложений р - пролювиальные е - элювиальные m морские d делювиальные ch химические а аллювиальные b биогенные g ледниковые t - искусственные f - флювиогляциальные озерные v - эоловые - озерно-ледниковые am - аллювиально-морские Продолжение прил. Обозначения на буровых скважинах т.

f Степень влажности песков — маловлажные — твердые полутвердые влажные I насыщенные тугопластичные / мягкопластичные Консистенция супесей — твердые текучепластичные I пластичные текучие I текучие Приложение Классификация предприятий по удельному расхо­ Степень потенциальной подтопляемости ду воды на 1 га занимаемой площади территории I II III Неподтопляемая 16 1^" Расход воды Отрасль Группа на 1 Га, промышленности предприятий м /сут СП Целлюлозно- о ш / бумажная, энергетиче­ А 15000 X л ская со о / (¬ т.

15000... Химическая, металлур­.

Б V / 5000 гическая • • CD '—' / сЕ В 5000... 500 Машиностроительная о rz — Производство строй­ материалов, Г 500... 50 легкая, пищевая 0 *— 0 5 10 15 20 Производство хлебо­ Время эксплуатации, лет продуктов Д Графики зависимости подъема грунтовых вод от времени эксплуатации сооружения и групп пред­ приятий: 1 - А, Б;

2 - В ;

3-Г, Д

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.