Контрольная работа по теме "Геология"

Если изучается распространение  загрязнений в подземной гидросфере, необходимо также оценить сорбционную  емкость грунтов. Поверхность илистых  и глинистых частиц обычно заряжена отрицательно, и за счет электростатического  притяжения удерживает некоторое количество положительно заряженных ионов (катионов). Обычно это количество измеряется в  миллиграмм -  эквивалентах на сто граммов породы и называется сорбционной емкостью грунта. Если в грунт, содержащий такие частицы, попадает загрязнитель, также представленный катионами, в некоторых случаях начинается процесс обмена катионов между сорбционной емкостью и раствором. Направление и интенсивность этого процесса зависят с одной стороны, от конкретных ионов и их концентраций, а с другой стороны - от минерального состава глинистых частиц. Сорбционная емкость глин, например, меняется от 5-10 до нескольких сотен миллиграмм-эквивалентов на 100 г сухой породы в зависимости от их минерального состава. Песчаные частицы практически не сорбируют катионы.

 

 

 

 

 

 

 

ВОПРОС 18

Полевые обследования грунтов и учет природных условий их залегания являются обязательным элементом проектно-изыскательских работ, связанных со строительством любых инженерных сооружений. При проектировании автомобильных дорог на стадии изысканий природные условия местности изучают в отношении:

1. происхождения, состава, физико-механических свойств, степени устойчивости и распространения отдельных видов и разновидностей грунтов, в том числе и почв, и условий их залегания.
2. Гидрологической и гидрогеологической характеристик местности (характер поверхностного стока воды и ее испарения, уровень грунтовых вод и верховодки, направление грунтового потока, фильтрационная способность).
3. Физико-геологических условий (наличие или возможность появления оползней, обвалов, осыпей)
4. Характеристик климата (температуры, атмосферных осадков, ветров)
5. Обеспеченности района строительства местными строительными материалами, выявления мест их залегания, установления их качества.

 

Знание природных условий местности  и свойств грунтов и правильный учет их особенностей позволяют выбрать наилучший вариант при проектировании автомобильной дороги и принять технические решения, обеспечивающие надлежащую устойчивость земляного полотна, дорожных одежд и других сооружений.

 

Полевые работы – основной элемент грунтовых обследований. Они заключаются в описании (съемке) местности, изучении естественных обнажений, проходке и изучении буровых скважин, шурфов и проведении гидрогеологических исследований.

В равнинной и слабохолмистой местности изучают главным образом условия залегания грунтов и их свойства, а так же гидрогеологические условия.

В процессе описания обнажений, буровых  скважин, шурфов и других выработок  производят отбор проб грунтов или  монолитов с ненарушенным сложением  для последующего изучения свойств  и состава грунтов в лабораторных условиях.

 

Иногда используется ручное бурение (раньше так делали).

 

Полевая документация. Кроме бурового журнала составляют следующие документы: грунтовые или геологические колонки; план расположения скважин; инженерно-геологические разрезы; отчет, а при малом объеме работ пояснительную записку.

ВОПРОС 19 и ВОПРОС 20

Водопроницаемость грунта – свойство грунта, заключающееся в способности пропускать через себя воду. Количественно водонепроницаемость характеризуется коэффициентов фильтрации.

Коэффициент фильтрации является основной характеристикой водопроницаемости пород; он равен скорости движения воды при градиенте напора, равном 1. Для определения коэффициента фильтрации пород в лабораторных условиях имеется целый ряд приборов.

Рис. (для  определения Кф песчаных грунтов):

 

 

 

 

 

Для глинистых  пород существует понятие начального градиента или градиента порога фильтрации.

Начальный градиент – это некоторая определенная для данной породы величина напора, до достижения которой в глинистых породах не может начаться процесс фильтрации. Водопроницаемость некоторых пород неодинакова в вертикальном и горизонтальном направлениях. У лессовых пород коэффициент фильтрации значительно больше в вертикальном направлении, чем в горизонтальном, а у ленточных глин наоборот.

 

ВОПРОС 21

Структурно-неустойчивые грунты - слабые сильносжимаемые глинистые, лёссовые просадочные, набухающие и вечномерзлые грунты. Использование этих грунтов в качестве оснований зданий и сооружений рассматривается с учетом условий возможного нарушения их природной структуры и развития просадки. На этой основе разрабатываются соответствующие мероприятия по обеспечению устойчивости зданий и сооружении.

Значительную часть территории нашей страны занимают строительные площадки, сложенные слабыми водонасыщенными глинистыми грунтами со степенью влажности 0,8 и модулем общей деформации 5,0 МПа в интервале давлений 0,05 . 0,3 МПа. По структуре, литологическому составу и текстурным признакам к таким грунтам относятся ленточные глины, морские и пресноводные илы, водонасыщенные лёссовые грунты. К слабым грунтам можно отнести и заторфованные, которые наряду со специфическими особенностями имеют показатели прочностных и деформационных свойств, близкие к показателям слабых глинистых грунтов. Слабые водонасыщенные глинистые грунты обладают следующими физико-механическими свойствами, обусловливающими выделение Их в отдельную группу.

Слабые водонасыщенные глинистые грунты обладают большой и неравномерной сжимаемостью. Здания и сооружения на таких грунтах претерпевают большие осадки, в отдельных случаях до 1,5 . 2 м, что приводит здания к непригодности для эксплуатации.

Процесс уплотнения слабых водонасыщенных глинистых грунтов происходит в  течение длительного времени. Поэтому  осадки зданий развиваются очень  медленно, особенно в тех случаях, когда основания сложены большими толщами водонасыщенных глинистых  грунтов. Происходит это ввиду низкой водопроницаемости этих грунтов  и медленного отжатая поровой воды в процессе уплотнения под воздействием внешней нагрузки. Наблюдения за осадками показывают, что в зданиях наблюдаются изгибы кирпичной кладки, прогибы металлических и железобетонных конструкций и т. д.

Слабые  водонасыщенные глинистые грунты имеют низкую прочность. Определенные по методике быстрого сдвига угол внутреннего трения и удельное сцепление соответственно составляют 10° и 0,006 - 0,025 МПа. Поэтому на таких грунтах чрезвычайно сложно обеспечить устойчивость зданий и сооружений, особенно с эксцентричным приложением внешней нагрузки (дымовые трубы, опоры линии передач и др.).

 

ВОПРОС 22

Просадочность грунтов – это его способность деформироваться под весом строительного сооружения. Необходимо проводить исследование грунтов на  просадочность грунтов в сухом состоянии, так как в таких условиях грунты характеризуются пористостью, и их несущая способность существенно понижается. Особенно велика просадочность грунтов в моменты смачивания водой. Наряду с влажностью на несущую способность грунтов оказывают воздействие ряд факторов. Среди них – вид нагрузки, эксцентричность и центр тяжести внешней нагрузки, размер и форма подошвы фундамента, заглубление фундамента в грунт, уклона фундамента, наличия подземных вод, темпов строительства и так далее. Чем больше влияющих на несущую способность грунтов факторов будет принято во внимание, тем более качественными окажутся результаты исследования грунта.

После выявления  несущей способности и просадочности грунтов наступит время для исследования состава грунта. На данном этапе анализируется необходимость уплотнения грунта. Уплотнение грунта происходит за счёт преобразования естественных свойств в целях повышения прочности и несущей способности грунтов. При этом не требуется кардинального изменения химических и физических свойств грунта. Для уплотнения грунта производится механическое уплотнение его частиц, то есть высокая прочность достигается за счёт увеличения плотности почвы или горной породы.

При исследовании грунта важно рассмотреть грунт с точки зрения геологических и инженерно-геологических процессов, которые потенциально могут повлиять на состояние грунтов. Наконец, на основе всей собранной информации следует составить прогнозы относительно возможных изменений условий в районе объекта строительства. Конечной целью обследования грунтов является получение достаточного количества материалов, необходимых для строительства, проектирования и эксплуатации объектов.

В лабораториях просадочность грунта определяют путем замачивания уплотненного грунта (под компрессией).

Просадочные свойства грунтов - это свойства грунтов давать дополнительную осадку после замачивания. При величине относительной просадочности 0,01 и более в инженерных  расчетах следует учитывать эту величину.

Типы просадочности: существует два типа просадочности: 1 тип: Осадка не более 5 см 2 тип: Осадка более 5 см

 

ВОПРОС 23

Инженерно-геологический  элемент - это толща грунта одного литологического вида (песок, супесь, суглинок, глина), в пределах которого частные значения показателей находятся в пределах допустимых норм отклонения от среднего значения.

Исследуемые грунты предварительно разделяют  на ИГЭ с учетом их происхождения, текстурно-структурных особенностей и вида.

Характеристики грунтов в каждом предварительно выделенном ИГЭ анализируют  с целью установить и исключить  значения, резко отличающиеся от большинства  значений, если они вызваны ошибками в опытах или принадлежат другому ИГЭ.

Окончательное выделение ИГЭ проводят на основе оценки характера пространственной изменчивости характеристик грунтов и их коэффициента вариации, а также сравнительного коэффициента вариации. При этом необходимо установить, изменяются характеристики грунтов в пределах предварительно выделенного ИГЭ случайным образом или имеет место их закономерное изменение в каком-либо направлении (чаще всего с глубиной). Для анализа используют физические характеристики, а при достаточном количестве и механические.

ВОПРОС 24

Геологическая или грунтовая  колонка представляет собой разрез по скважине или по шурфу. Для составления колонки необходимо знать относительную или абсолютную отметку поверхности места заложения скважины (устье скважины), а так же иметь буровой журнал со всеми записями, относящимися к данной скважине. Очень часто колонки составляют после лабораторных анализов грунтов, в результате чего уточняют названия их, а в описании дают более точную характеристику.

(можно приложить образец геологической  колонки).

ВОПРОС 25

Эндогенные  процессы -   геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твёрдой Земли. К Э. п. относятся Тектонические движения земной коры, Магматизм, Метаморфизм горных пород, сейсмическая активность. Главными источниками энергии Э. п. являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация).         

 Глубинное  тепло Земли имеет преимущественно  радиоактивное происхождение. Непрерывная  генерация тепла в недрах Земли  ведёт к образованию потока  его к поверхности. На некоторых  глубинах в недрах Земли при  благоприятном сочетании вещественного  состава, температуры и давления  могут возникать очаги и слои  частичного плавления. Таким слоем  в верхней мантии является Астеносфера — основной источник образования магмы; в ней могут возникать конвекционные токи, которые служат предположительной причиной вертикального и горизонтального движений литосферы. В зонах вулканических поясов островных дуг и окраин континентов основные очаги магм связаны со сверхглубинными наклонными разломами (зоны Заварицкого — Беньофа), уходящими под них со стороны океана (приблизительно до глубины 700 км). Под влиянием теплового потока или непосредственно тепла, приносимого поднимающейся глубинной магмой, возникают так называемые коровые очаги магмы в самой земной коре; достигая приповерхностных частей коры, магма внедряется в них в виде различных по форме интрузивов или изливается на поверхность, образуя вулканы.        

 Гравитационная  дифференциация вела к расслоению  Земли на геосферы разной плотности.  На поверхности Земли она проявляется  также в форме тектонических  движений, которые, в свою очередь,  ведут к тектоническим деформациям  (См. Тектонические деформации) пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям.