Самостоятельная работа студентов

Построение геологического разреза, определение расходов единичных потоков, обоснование благоприятности инженерно – геологических условий строительной площадки.

Внутреннее строение земной коры, а особенно её верхних горизонтов, является предметом пристального внимания инженеров-строителей при планировании и возведении сооружений. Грамотная оценка состава и строения грунтовых толщ является обязательным условием для обеспечения безопасности водопроводных, автомобильных, теплогазопроводных трасс, а так же строительных площадок промышленного и гражданского строительства и карьеров строительных материалов. Чрезвычайно важно установить уровень грунтовых вод, чтобы учесть такие нежелательные геологические процессы как подтопление и затопление. Они особенно интенсивно проявляются в современный период, и наносят огромный материальный ущерб народному хозяйству. Располагая перечисленными сведениями, с учётом происходящих геологических процессов на том или ином участке строительства, проектировщики смогут принять наиболее эффективные и экономичные решения. Поэтому при изучении курса «Инженерная геология» студенты строительных специальностей должны получить навыки построения геологических разрезов.

Наиболее простым методом является построение геологического разреза по данным буровых работ. К тому же, он позволяет строить разрезы с большой точностью. Необходимо располагать журналом документации буровых скважин, где указывают глубину расположения границ пластов горных пород, встреченных при проходке. Для построения разреза берут данные по нескольким соседним выработкам, и методом интерполяции проводят границы пластов между ними.

Работа выполняется вне сетки аудиторных занятий, под руководством преподавателя, проводившего лабораторные занятия. В процессе выполнения работы студенты могут консультироваться у преподавателей.

Защита работы проводится у преподавателей, проводивших лабораторные занятия или у лектора.

1. Цель работы – определить благоприятность инженерно-геологических условий места расположения строительной площадки с точки зрения инженерной геологии.

2. Объем работы – для решения поставленной задачи необходимо выполнить следующий объем расчетно-графических работ.

¾ Построить инженерно-геологический разрез по четырем скважинам.

¾ Построить стратиграфические колонки по каждой скважине

¾ Определение величины расходов единичных потоков, т.е. потоков шириной 1м, между скважинами 1-2, 2-3 и 3-4.

¾ По заданной величине возможного поднятия грунтовой воды (капиллярное поднятие – h_кап) на инженерно-геологическом разрезе определить участки заболачивания, обозначив границы заболачивания.

3. Выбор варианта работы осуществляется согласно порядкового номера студента в списке группы. По каждому варианту выдается следующие данные:

¾ Расстояние между скважинами, м;

¾ Абсолютные отметки устья скважины, т.е.рельефа, и уровня (зеркала) грунтовых вод (УГВ).

¾ Вид (наименование) инженерно-геологических элементов (ИГЭ), вскрытых при бурении разведочных скважин;

¾ Мощность каждого ИГЭ, т.е. расстояния от почвы до кровли каждого грунтового слоя;

¾ Коэффициент фильтрации для каждого ИГЭ;

¾ Возможное поднятие грунтовой воды (капиллярное поднятие).

4. Построение инженерно-геологического разреза. Инженерно-геологический разрез строится в такой последовательности:

¾ На расстоянии 5мм друг от друга проводятся две параллельные линии с горизонтальным делением через 10мм. Это - измерительная шкала по высоте, высота которой определяется разницей между отметкой рельефа и наименьшей отметкой подошвы водоупорного слоя (ИГЭ4). Учитывая величину вертикального массива Mв 1:100,производится разметка шкалы

¾ На произвольном расстоянии от наименьшей отметки, таким образом, чтобы получилась цифра кратная 1,0, проводится горизонтальная линия

¾ На расстоянии 5-10мм от масштабной шкалы проводятся вертикальные линии (от разведывательных скважин) в соответствии с расстоянием между ними согласно варианту (с учетом горизонтального масштаба Мг 1:1000).

¾ По осям каждой скважины откладываются отметки рельефа (устья скважин) и мощность грунтовых слоев, учитывая, что отметки почвы вышележащего слоя являются отметкой кровли нижележащего слоя. Кроме того откладывается УГВ.

¾ Точки, соответствующие кровли каждого грунтового слоя (ИГЭ), и абсолютные отметки УГВ соединяются прямыми линиями

¾ Каждый ИГЭ обозначается в соответствии и ГоСТом (см приложение 1). Во всех вариантах четвертый слой является водоупорным

¾ Ниже полученного геологического разреза приводится таблича с указанием № скважины, расстоянием между ними и абсолютной отметкой устья скважины

¾ Геологический разрез выполняется в масштабе 1:100 – вертикальный. 1:1000 – горизонтальный. (Пример построения геологического разреза показан в приложении 2)

5. Построение стратиграфических колонок. Стратиграфические колонки строятся по каждой скважине на листах формата А4. (Примеры построения колонки показан в приложении 3)

6. Определение величины расходов. Расходы единичного потока определяются в сечениях между скважинами 1-2; 2-3; 3-4, по формуле:

g=ωV_w; м³/сут…………………………… (1)

Где ω – сечение единичного потока, м²

ω = × b …………………………………..(2)

– средняя высота водяного столба в сечениях между скважинами 1-2; 2-3; 3-4, м.

= ………………………………. (3)

Н₁ – большее значение водяного столба (от кровли водоупорного слоя до УГВ) по одной из скважин рассматриваемого сечения, м

Н₂ – меньшее значение высоты водяного столба по другой скважине этого же сечения.

b – ширина водяного потока, b = 1,0м.

Vw – скорость движения воды в рассматриваемом сечении, м/сут

Скорость движения воды определяется по формуле Дарси:

V_w = _f ×I ….…………………………..(4)

где, _f – осредненный коэффициент фильтрации грунтового массива в рассматриваемых сечениях

= _{………………………………………………………….}(5)

K_fi – коэффициент фильтрации отдельных грунтовых слоев, м/сут; (дается в соответствии с вариантом задания)

h_i – мощность грунтовых слоев от УГВ до кровли водонапорного слоя, м

h – количество грунтовых слоев от УГВ до кровли водонапорного слоя

I – гидравлический градиент, равный

I= …………………………………………..(6)

- расстояние между высотами Н₁ и Н₂

7. Оформление работы. Расчетно-графическая работа оформляется в виде записки с титульным листом, образец которого показан в приложении 4. Инженерно-геологический разрез и стратиграфической колонки выполняется на чертежных листах формата А4 со штампами, согласно примерам (приложение 2 и 3). Расчеты и выводы излагаются на отдельных листах формата А4.

Все листы: титульный, графическая часть и текстовая должны быть скреплены.

8. На основании выполненных расчетно-графических работ необходимо: объяснить почему расходы водяного потока в разных сечениях имеют разные значения; определить возможность возникновения и развития таких процессов как просадочность, механическая суффозия (вымывание пылеватых частиц, гумуса, солей), образование карстов; учитывая уровень грунтовых вод и возможность заболачивания, сделать вывод о возможности заболачивания, сделать вывод о степени благоприятности инженерно-геологических условий в каждом из сечений геологического разреза.