Введение. Министерство высшего и профессионального образования Российской Федерации

Министерство высшего и профессионального образования Российской Федерации.

ННГАСУ

Кафедра оснований, фундаментов и инженерной геологии.

Курсовая работа по инженерной геологии.

Студент: гр 166 Ноженкин М.Н.

Н.Новгород, 2002г.

Содержание.

Введение………………………………………………….………….3.

Геоморфологическая оценка рельефа……………………………..4.

Геологическое строение……………………………………………5.

Подземные воды…………………………………………………….7.

Описание инженерно-геологических элементов…………………8.

Физико-геологические процессы…………………………………10.

Вывод……………………………………………………………….12.

Приложение………………………………………………………..13.

Список литературы………………………………………………. 14.

Введение.

Инженерно-геологические разрезы имеют важное значение при общей инженерно-геологической оценке районов строительства и отдельных их участков, выборе пластов в качестве несущих оснований, изучения режима грунтовых вод. По ним можно выбрать наиболее благоприятный участок для строительства, можно определить возможность ведения строительства на данной площадке, правильно выбрать вид фундамента и спрогнозировать возможные изменения рельефа. Поэтому уметь построить и описать инженерно-геологический разрез так важно для будущего строителя.

1.Рельеф

Рельеф - это совокупность всех форм земной поверхности – возвышений, равнин и углублений. Эти неровности на поверхности весьма динамичны, находятся в состоянии непрерывного изменения и превращения. В процессе этих изменений уничтожаются старые и возникают новые формы рельефа. Все это происходит в результате воздействия на земную поверхность эндогенных (внутренних) и экзогенных (внешних) сил.

Рельеф играет огромную роль на Земле в перераспределении тепла и влаги, поверхностных и грунтовых вод, отложений рыхлых наносов, в передвижении воздушных масс. Он оказывает большое влияние на размещение, характер и устойчивость промышленных и гражданских зданий и сооружений, не говоря уже о трассировании дорог, прокладке оросительных и судоходных каналов, строительстве плотин, туннелей, гидростанций. Чтобы правильно оценивать влияние рельефа необходимо знать основные положения о науке геоморфологии. Это наука о рельефе земной поверхности, изучающая происхождение рельефа, его внешний облик, эволюцию и закономерности географического распространения.

Рельеф данного участка местности представляет собой относительно ровную поверхность, которая имеет небольшой уклон от 1^ой скважины ко 2^ой - 1,55°, от 2^ой до 3^ей - 1,83°, а участок между 3^ей и 4^ой скважиной уклона не имеет.

Данную форму рельефа можно отнести к группе положительных, т.к. она выпукла по отношению к плоскости горизонта. Исходя из вида поверхности и того, что элювиальным и делювиальным отложениям соответствуют водоразделы и пологие склоны, можно сделать вывод, что это часть горного рельефа, являющаяся склоном или подножьем некоторого возвышения/

Так как поверхность рельефа составляют элювиальные и делювиальные отложения, для которых характерна неодинаковая степень однородности по разрезу и склонность к оползанию, то возможно дальнейшее его изменение.

Исходя из геометрических характеристик и прогноза, можно вывести, что данный участок рельефа благоприятен для ведения строительных работ, т.к. нет необходимости в серьезном его изменении, но необходимо учитывать возможные изменения рельефа.

2.Геологическое строение.

Территория сложена породами юрского, мелового и четвертичного возраста. Видимых дислокаций в разрезе не наблюдается. Сочетание слоев согласное. Стратиграфического перерыва в разрезе нет.

Верхним слоем данного геологического разреза является щебенка и дресва известняка edQ_IV (элювиально – делювиальные современные четвертичные отложения).

а) Слой залегает нормально под углом 1,65°, уклон направлен от 1^ой скважины ко 4^ой, выдержан по литологическому составу (т.е. он один и тот же во всех скважинах).

б) Слой залегает на поверхности, т.е. глубина залегания кровли равна нулю во всех скважинах, глубина залегания его подошвы составляет по скважинам: в 1^ой - 1,2 м, во 2^ой - 1,3 м, в 3^ей - 1,1м и 0,5 м в - 4^ой. Абсолютные отметки кровли:

в 1^ой - 132,2 м, во - 2^ой 133,5 м, в 3^ей - 135,1м, и 135,1м - в 4^ой

в) Мощность слоя соответствует глубине его залегания и изменяется от 0,5 м до 1,2 м.

Вторым слоем является известняк закарстованный K₂ (мезозойская эра).

а) Слой залегает практически горизонтально, обладает пережимом в районе 2^ой скважины. Слой выдержан по литологическому составу, бес смены литологических разностей.

б) Глубина залегания кровли изменяется от 1,2 м в 1^ой скважине до 0,5 м в 4^ой . Глубина залегания подошвы равна 6,7 м в 1^ой скважине и 12,1 м в 4^ой.

в) Мощность слоя минимальна в 1^ой скважине и составляет 5,5 м,

во 2^ой 5,4 м, в 4^ой мощность равна 9,6 м,

а максимального значения достигает в 3^ей скважине 12м.

г)Физико-механические свойства:

Данный геологический слой представлен скальным грунтом.

-прочность при сжатии s_сж=50-100 МПа

-прочность при растяжении s_раст=0,04-0,1 кГ/см²,

-при изгибе s_изг=08 - 0,1 кГ/см²,

-при сдвиге s_сдв=0,15 кГ/см²,

-коэффициент фильтрации К_ф до 0,5м/сут (слабоводопроницаемый)

Видно, что сам по себе известняк обладает достаточной прочностью, но его закарстованность резко снижает прочностные характеристики массива в целом и более того возможно возникновения различных карстовых явлений. Карстовый процесс – явление, связанное с выщелачиванием горных пород и образованием при этом пустот, сопровождающихся провалами земной поверхности.

Обладают повышенной растворимостью.

Третьим слоем является доломит трещиноватый I₁ (среднеюрский период).

а) Слой выдержан по литологическому составу, залегает под углом.

б) Глубина залегания кровли

в 1^ой скважине - 6,7 м,

во 2^ой скважине - 6,7 м,

в 3^ей скважине - 13,1 м,

в 4^ой на глубине - 12,1 м.

в) Слой залегает под уклоном;

от 1^ой ко 2^ой скважины уклон направлен вверх и составляет 1,55°,

от 2^ой к 3^ей уклон идет вниз 5,48°,

от 3^ей к 4^ой 1, 83°.

г) Мощность слоя неизвестна, так как недостаточна глубина скважин. Но можно сказать, что она превышает 5м.

д) Физико-механические свойства:

данный слой состоит из скального слабовыветриваемого (трешиноватого) грунта;

объемный вес доломита равен g=2700-2900 кг/м³,

прочность s_сж = 120-130 Мпа

для микротрещиноватых доломитов s_сж = 50-60 Мпа

прочность при растяжении составляет s_раст=21 МПа,

динамический модуль упругости составляет 21 Мпа,

коэффициент фильтрации К_ф до 5 м/сут (водопроницаемые).

довольно хорошо растворяются в воде

Важная характеристика трещиноватости доломита снижает его прочностные свойства.

3.Подземные воды.

а) Верхний горизонт подземных вод залегает в закарстованном известняке не протяжении всего разреза.

б) Абсолютные отметки уровня подземных вод:

в 1^ой скважине -128м,

во 2^ой - 128,4м,

в 3^ей - 129м,

в 4^ой - 129,4м.

в)Уклон поверхности подземных вод составляет 0,62°.

г)По условиям залегания это грунтовые воды, горизонт безнапорный. Отметки появления и установления уровня вод одинаковы. Определить области питания и области разгрузки подземных вод не возможно. Водоупорного слоя на разрезе не наблюдается.

д) Оценка вод для строительства

Грунтовые воды расположены на глубине более 4^ех м, что благоприятно для ведения строительства, и последующей эксплуатации построенных зданий, так как не требуется откачки во время строительства и дренажа во процессе эксплуатации. Возможно отрицательное влияние грунтовых вод в связи с происходящими в известняке карстовыми процессами.

4.Инженерно-геологические элементы.

Данный разрез имеет четыре инженерно-геологических элемента:

1). Щебень и дресва известняка edQ_IV (современные четвертичные отложения), условия залегания аналогичны соответствующему слою. Сухой. Данный инженерно-геологических элемента относится к крупнообломочным грунтам

Для элювиально-делювиальных отложений характерно распространение на водоразделах и пологих склонах в виде залежей линз. Степень однородности не одинакова на разных стадиях выветривания. Свойства не одинаковы по разрезу Склонны к оползанию. Неоднородны по физическим свойствам, часто находятся в пластичном и мягко пластичном состоянии.

Искусственная подрезка делювиальной толщи, особенно в нижней части склона, нередко вызывает подвижки оползневого характера. Поверхность скольжения может проходить как внутри делювиальной толщи, так и по контакту ее с подстилающей коренной породой. Развитию оползней способствует увлажнение их поверхностными водами.

2). Известняк закарстованный К₂ (меловой период) сухой, залегает на глубине около 1м, под уклоном 1,49°.

Мощность слоя колеблется между значениями 3 м и 5,2 м.

Данный грунт относится к скальным размягчаемым (к_раз<0,75).

3). Известняк закарстованный К₂ обводненный, располагается под уклоном 1,4°.

Мощность слоя колеблется между значениями

1,8 м во 2^ой и 7м в 4^ой скважинах.

Обводненность данного инженерно-геологического элемента снижает прочностные характеристики известняка примерно на 50%, т.е. s_сж снижется с 100 Мпа до 50 и менее, что видно по графику изменения прочности известняков в зависимости от их обводненности (рис.1).

4). Доломит трещиноватый I₁. Обводненный.

Характеристики соответствуют описанному слою.

Данный инженерно-геологический элемент представлен трещиноватым скальным грунтом. Трещиноватость массива нарушает его сплошность. Трещиноватые зоны открывают доступ воздуха в глубь массива, благодаря чему происходит изменение породы. В результате трещиноватости прочность доломитных массивов снижается. Она влияет также на неоднородность и анизотропность массива данного инженерно-геологического элемента.

Вопрос об обводненности и фильтрационных свойствах данного трещиноватого массива является довольно сложным. При решении вопросов оценки прочности, упругости, деформируемости, разрушения, напряженного состояния массивов, необходимы знание и количественный учет обводненности. Известно, что снижение прочности пород наступает уже при насыщении водой 60-70% объема открытых пустот.:

5. Физико-геологические процессы в пределах геологического разреза.

В пределах данного геологического разреза возможны следующие процессы: карстовые процессы.

Карстом называют процесс растворения поверхностной и подземной водой некоторых горных пород, в результате которого в них образуются различного размера и формы пустоты. Главное в этом процессе – химическое растворение и вынос пород и вынос из них веществ в растворенном виде. Растворителями бывают как атмосферные, так и подземные воды.

Карстовые процессы происходят в нашем случае в известняках. Относительно других горных пород подвергающихся растворению известняки растворяются медленно. Для растворения одной части известняка нужно от 1000 до 30000 частей воды. Растворяющее действие воды зависит от ее температуры, содержания СО₂ и прочности. Важным условием является водопроницаемость пород. Вода должна фильтроваться. Чем более водопроницаема порода, тем интенсивнее протекает процесс карстообразования. Наилучшие в этом отношении условия бывают при наличии в породах систем трещин. Трещины мы имеем в доломите, поэтому возникновение карстовых процессов возможно и в этой горной породе. Толщу пород, в которой развивается карстовый процесс. Называют зоной карстообразования.

Карстовому процессу могут подвергаться породы, залегающие на поверхности земли, так и в глубине. При залегании на глубине основным растворителем является подземная вода. В связи с этим различают открытый и закрытый карст.

Растворение пород приводит к образованию карстовых форм. К закрытым карстовым формам относятся – каверны и пещеры. Каверны образуются в глубине толщ известняков за счет растворения породы по трещинам. Пещеры – это подземные пустоты значительных размеров.

В толщах карстующихся пород, например изветсняках, обычно выделяют две зоны: 1) карстообразования; 2) цементации. В первой идет развитие карстовых пустот. Эта зона всегда лежит выше уровня грунтовых вод, и в ней происходит активная фильтрация воды. В нижней зоне цементации карстообоазования протекает очень медленно. Это связано с отложением в трещинах пород вторичных карбонатных отложений.

Строительство в карстовых районах сопряжено со значительными трудностями. Пустотность снижает прочность и устойчивость пород, а также их качество как строительного камня; сильно затрудняет разработку карьеров. Закарстованность характеризуется степенью активности карста, степенью закарстованности.

В тех случаях, когда в карстовых районах возводят здания и сооружения следует принимать меры против дальнейшего развития карстовых процессов. Важнейшие мероприятия:

- отвод атмосферных вод, достигается устройством системы ливнеотводов, покрытием поверхности слоем жирной глины и прекращение фильтрации подземных вод путем сооружения дренажных систем;

- упрочнение закарстованных пород, цементация трещин и мелких полостей растворами цемента, глины, жидкого стекла.

Необходимо обязательно обезопасить людей и технику от возможных провалов, предусматривать в карстовых районах строительство зданий малочувствительных к неравномерным осадкам, фундаменты свайного типа.

Вывод.

Исходя из проведенных исследований инженерно-геологического разреза, можно сделать вывод, что данный район местности в целом благоприятен для ведения строительства, т.к.

- относительно ровный рельеф

- грунтовые воды расположены довольно глубоко (более 4 метров)

- массив состоит из скальных грунтов

Но необходимо учитывать неблагоприятные факторы, которые могут помешать ведению массивного строительства и последующей эксплуатации построенных сооружений. К этим факторам относятся:

- карстовые процессы, происходящие в толщи известняковой массы

- возможность сложного поведения скальных грунтов под воздействием больших нагрузок, вследствие их неоднородности (трещиноватости и пустотности)

- возможность изменения внутренней структуры массива под воздействием грунтовых и атмосферных вод, в следствии высокой растворимости пород

Поэтому строительные работы на данном участке местности с учетом приведенных выше особенностей можно проводить при выполнении следующих необходимых условий:

- отвод атмосферных вод, который достигается устройством системы ливнеотводов, покрытием поверхности слоем жирной глины и прекращение фильтрации подземных вод путем сооружения дренажных систем;

- упрочнение закарстованных пород (известняка), цементация трещин и мелких полостей растворами цемента, глины, жидкого стекла.

- так же необходимо учитывать изменение прочностных характеристик грунтов при их обводненности и трещиноватости при расчете фундаментов зданий и сооружений.

Приложение

Горные породы.

Известняк - осадочная горная порода хемогенного происхождения состоящая из кальцита и доломита с примесью кварца и пирита.

Доломит - осадочная горная порода хемогенного происхождения состоящая из доломита с примесью кальцита, гипса и кварца.

Генетические типы.

ed – элювиально- делювиальные

Возрастные индексы.

Q – четвертичный период, кайнозойская эра.Q_IV-современные четвертичные.

К - меловой период, мезозойская эра. К₂- позднемеловая

I – юрский период, мезозойская эра. I₁ – раннеюрская.

Список литературы.

1. Ананьев В.П., Потапов А.Д. “Основы геологии, минералогии и петрографии.”, М., “Высшая школа”,1999 г.

2. Ананьев В.П., Коровкин В.И“Инженерная геология”, М., “Высшая школа”,1973 г.

3. Сергеев Е.М. “Инженерная геология”, М., 1992г.

4. Ажгирей Г.Д., Горшков Г.П. “Общая геология”.М., 1974г.

5. ГОСТ 25100-95 “Грунты. Классификация.”

Поиск по сайту: