Ростов-на-Дону

Утверждено на заседании

кафедры инженерной геологии,

оснований и фундаментов

“__22__” __февраля__ 2011 г.

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

Методические указания

Направление: 270800 Строительство

Профиль: Автомобильные дороги и аэродромы

Ростов-на-Дону

УДК 624.131.1. (07)

Лабораторные работы по инженерной геологии:

Методические указания по направлению: 270800 Строительство,

профилю: «Автомобильные дороги и аэродромы». - Ростов-на-Дону: Рост. гос. строит ун-т. 2011.- 20 с.

Методические указания содержат перечень и состав лаборатор­ных работ по инженерной геологии, выполняемых в процессе изучения курса студентами дорожно-транспортного института.

Составители: проф.В.П.Ананьев

доц. А.В.Гридневский

Редактор Н.Е.Гладких

Темплан 2011 г., поз.134

ЛР 020818 от 13.01.99. Подписано в печать.

Формат 68 х 84/16. Бумага писчая. Ризограф.

Уч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. заказ редакционно-издательский центр РГСУ.

344022, Ростов н/Д, ул. Социалистическая, 162.

© Ростовский-на-Дону государственный строительный университет, 2011.

Методические указания знакомят студентов направления: 270800 Строительство, по профилю: « Автомобильные дороги и аэродромы » с характеристиками наиболее часто встречающихся в земной коре природных минералов и горных пород, которые имеют широкое применение в строительном деле. Описаны основные физические свойства минералов, состав и диагностические признаки горных пород и их применение в строительстве. Студенты изучают минералы и горные породы с использованием коллекций. Студенты знакомятся с содержанием геологической документации: строят и описывают инженерно-геологический разрез, гидрогеологическую карту, анализируют инженерно-геологические условия строительства.

Лабораторная работа N 1

Минералы и горные породы

Минерал - это природное химическое соединение кристаллической структуры, образовавшееся на Земле в результате геологических и геохимических процессов.

При этом понятие “геологические процессы” охватывает все явления, связанные с формированием и существованием на Земле горных пород, а “геохимические процессы” - явления взаимодействия и существования химических элементов в ходе геологических процессов.

Минералы характеризуются разнообразием свойств, что объясня­ется различными условиями их образования. Ниже приводятся наи­более важные признаки минералов.

1.1.Внешний облик минералов

Внешняя форма минералов определяется их внутренним строени­ем. Большинство минералов имеет форму кристаллов. Для каждого ми­нерала характерна определенная форма, что служит определяющим признаком. Среди минералов встречается следующие формы:

- изометрические, т.е. равновеликие во всех направле­ниях (минералы,

пирит, кальцит);

- вытянутые в одном направлении - призматические (кварц);

- игольчатые (роговая обманка), волокнистые (асбест);

- плоские формы - листоватые (слюды), чешуйчатые (графит); пластинчатые (гипс).

Двойники. В природных условиях кристаллы одних и тех же минералов могут закономерно срастаться друг с другом. Так образуются двойники кристаллов. Они могут представлять собой срастание двух кристаллов (гипс) или многих кристаллов (полевые шпаты типа плагиоклазов). В ряде случаев двойники представляют собой прорастание одного кристалла в другом (пирит).

Агрегаты минералов. В природных условиях одни и те же минера­лы могут встречаться в виде скоплений кристаллов, приросших друг кдругу. Нередко такие скопления имеют характерный облик. Так, например, кристаллы гипса могут создавать агрегаты в виде "розы", глинистые минералы образуют землистые скопления, кристаллы кварца формируют друзы - скопления кристаллов, имеющих единое основа­ние.

1.2. Окраска минералов

Каждый минерал имеет свой цвет, который зависит от химическо­го состава. Многие минералы имеют строго постоянную окраску: мала­хит-зеленый, пирит - желтый. Другие минералы в зависимости от разных механических и химических примесей могут иметь различную окраску. Так, например, минерал кварц может быть водяно-прозрачным (горный хрусталь), а за счет примесей может быть черным, желтым, фиолето­вым, зеленым и т.д. Цвет минерала в порошке является более постоянным и хорошим диагностическим признаком. Он определяется путем проведения черты минералом по белой керамической табличке (бисквиту). Гематит в куске почти черный, а цвет черты - вишнево-красный, пирит соломенно-желтый – цвет черный зеленовато-коричневый, лимонит меняет цвет от бурого до черного, черта – имеет цвет охры.

1.3. Твердость минералов

Твердость минералов - способность сопротивляться механическому внедрению инородного тела. Каждому минералу присуща своя твер­дость. Истинная твердость минералов определяется специальным при­бором (склерометром).

Ориентировочно твердость каждого минерала, так называемую "относительную" твердость, можно установить сравнением с твер­достью эталонных минералов 10-балльной шкалы австрийского ученого Фридриха Мооса (1825) путем царапания минералов друг о друга. Шкала содержит десять минералов с равномерно нарастающей твердостью. Она включает следующие минералы:

1 - тальк, Mg₃ (OH)₂[Si₄O₁₀]; 6 - ортоклаз, K [Al₃, Si₃ O₈];

2 - гипс, CaSO₄^. 2H₂O; 7 - кварц, SiO₂;

3 - кальцит, CaCO₃; 8 - топаз, Al₂(F, OH)₂[ SiO₄];

4 - флюорит, CaF₂; 9 - корунд, Al₂O₃;

5 - апатит, Ca₅(F, Cl,ОН)[PO₄]₃; 10 - алмаз, C.

1.4. Спайность минералов

Спайность – это способность некоторых минералов раскалываться по определенным плоскостям кристаллических решеток. Спайность не связана с их внешней формой. Она является важным диагностическим признаком. По степени совершенства спайность подразделяется на пять видов: весьма совершенная(слюды),совершенная (кальцит), средняя (флюорит), несовершенная (апатит). При отсутствии спайности, например в кварце, минерал раскалывается в неопределенных направлениях. В таких случаях характерным признаком минерала может являться морфология поверхности излома: раковистая, занозистая, зернистая, землистая и др.

1.5. Другие свойства минералов

Минералы обладают рядом специфических свойств – магнитность (магнетит – Fe₃O₄), растворимость в воде (сильвин – KCl галит -NaCl), кислотах (кальцит-CaCO₃ ), доломит CaMg(CO₃ )₂, вкусом (галит – NaCl - соленый), двойным лучепреломлением (кальцит), иризация (лабрадор).

Лабораторная работа N 2

ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

Горные породы - это природные минеральные агрегаты, образую­щиеся в земной коре, устойчивые по составу, строению и залегающие в виде самостоятельных тел. Состав, строение и условия залегания горных пород в земной коре определяются условиями их происхождения - генезисом. По этому признаку горные породы подразделяются на магматические (глубинные и излившиеся), осадочные (обломочные, хемогенные и органогенные) и метаморфические.

В производственно-строительной деятельности человека горные породы именуют грунтами. В таблице 1 приводится инженерно-геологическая классификация грунтов. Она содержит четыре класса грунтов. В ее состав входят природные и техногенные минеральные образования. Названия грунтов регламентированы ГОСТ25100-95 и обусловлены природой структурных связей, происхождением, составом и строительными свойствами.

Таблица 1