По выполнению расчетно-графических заданий

Министерство образования и науки

Российской федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра «Строительное производство и геотехника»

Учебно-методическое пособие

по выполнению расчетно-графических заданий

по дисциплине «ГЕОЛОГИЯ»

Пермь, 2016

Составители: Пономарев А.Б., Сычкина Е.Н.

УДК 624.131.1

Учебно-методическое пособие по выполнению расчетно-графических заданий по дисциплине «Инженерная геология» / Сост.: Пономарев А.Б., Сычкина Е.Н. Перм.гос.техн.ун-т.- Пермь, 2010.

Даются рекомендации по выполнению расчетно-графических заданий «Построение геологической колонки буровой скважины», «Построение инженерно-геологического разреза». Приведены темы рефератов по дисциплине «Инженерная геология». Предназначены для студентов строительных специальностей.

Рецензент: к.т.н., доцент Клевеко В.И.

университет, 2010

ВВЕДЕНИЕ

Инженерная геология – отрасль геологии, изучающая геологические процессы в верхних горизонтах земной коры и физико-механические свойства горных пород в связи с инженерно-строительной деятельностью человека.

Полевые работы - один из этапов инженерно-геологических исследований. Они заключаются в описании местности, изучении естественных обнажений, проходке и изучении буровых скважин, шурфов и проведении гидрогеологических исследований. 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.

После окончания инженерно-геологической съемки и проходки буровых скважин создаются геологические карты и разрезы, которые являются важнейшей и обязательной геологической документацией при проектировании фундаментов зданий и сооружений.

В отчет по инженерно-геологическим изысканиям входит полевая документация, состоящая из плана расположения шурфов и скважин; чертежей грунтовых или геологических колонок; инженерно-геологических разрезов и пояснительной записки.

Основная геологическая (геолого-стратиграфическая) карта наиболее полно воспроизводит на чертеже геологию того или иного участка земной коры и является общим типом геологических крат. Она показывает возраст и стратиграфические соотношения (последовательность залегания) пород, разнообразные геологические явления.

На геологических картах размещаются дополнительные виды геологической графики:

- сводная стратиграфическая колонка, отражающая последовательность, мощность, возраст и литологический состав горных пород;

- геологическая и грунтовая колонка, представляющая собой разрез по скважине или шурфу, с условными обозначениями грунтов, мощностью слоев и абсолютными отметками подошвы слоев;

- инженерно-геологический разрез, наглядно показывающий последовательность залегания горных пород по вертикали.

Построение инженерно-геологического разреза и его анализ

Общие сведения: Полевые и лабораторные исследования грунтов на площадке являются обязательным изыскательным этапом для подготовки проектной документации на строительство или реконструкцию зданий и сооружений. При этом на топографическом плане (топооснове) должны быть показаны имеющиеся объекты: дороги, здания, границы осваиваемой площадки, высотные отметки и иная информация, позволяющая получить представление о топографических особенностях рельефа местности.

Инженерно-геологические изыскания включают следующую информацию:

1. План инженерно-геологических выработок (скважины, шурфы, точки зондирования и т.п.) и план геологических разрезов с соответствующими пояснениями и примечаниями, описание растительности;

2. Инженерно-геологические условия: происхождение, состав, физико-механические свойства грунтов, опасные геологические процессы и явления;

3. Гидрогеологические условия: уровень подземных вод, наличие водоемов, речной сети, колодцев, родников;

4. Физико-геологические особенности: возможность подтопления, наличие оползней, карстовых воронок и провалов, обнажений и т.п.

Стратиграфическая и геологическая колонки представляют собой разрезы по скважине или шурфу, изображающие последовательность напластования грунтов с соответствующими пояснениями (геологический возраст, мощность, уровень подземных вод, и т.п.).

Масштаб – это отношение длины отрезка на карте, плане или чертеже к соответствующей ему реальной длине на местности.

Инженерно-геологический элемент (ИГЭ) – это слой грунта, однородный по составу и свойствам, выделенный на основе инженерно-геологических изысканий.

Инженерно-геологический разрез представляет собой ряд геологических колонок, расположенных на определенных расстояниях между соответствующими буровыми скважинами.

Пример оформления геологической колонки и инженерно-геологического разреза представлен в приложении №4.

Знание природных условий местности, свойств грунтов и правильный учет их особенностей позволяет выбрать наилучшую конструкцию зданий и сооружений и вариант трассы дороги и принять обоснованные технические решения, обеспечивающие надежность возводимого сооружения.

Условные обозначения основных видов грунта приведены в ГОСТ 21.302-96 [1] и в приложении 2.

Форма отчетности: обе расчетно-графические работы нужно оформлять на миллиметровой бумаге черной гелевой ручкой в одной пояснительной записке.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №1

ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ БУРОВОЙ СКВАЖИНЫ

Цель: Изучить условные обозначения инженерно-геологических элементов. По заданной мощности напластований построить геологическую колонку, используя условные обозначения грунтов.

Вариант, выдаваемый преподавателем, содержит расположение буровых скважин на плане строительной площадки, их номера с абсолютной отметкой местности и описанием (Приложение №1).

Обычно геологическую колонку составляют в масштабе 1:100, 1:200 или 1:500 таким образом, чтобы она поместилась на листе формата А4.

В графе 1 проставляют в заданном масштабе шкалу глубин, считая началом устье скважины – точку пересечения ствола скважины с поверхностью Земли. Затем по данным графы 4 (абсолютная отметка подошвы слоя, м) откладывают по шкале глубин глубину залегания подошвы каждого слоя и через полученные точки проводят горизонтальные линии.

Вычисление мощности. Мощность первого слоя равна глубине залегания его подошвы. Мощность следующих слоев вычисляют как разность глубин залегания подошв последующего и предыдущего слоев.

Вычисление абсолютной отметки. Абсолютные отметки подошвы слоев определяются как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя. После записи в графе 4 можно сделать проверку: разность абсолютных отметок подошв соседних слоев равна мощности слоя.

В середине графы 5 двумя тонкими линиями обозначают ствол скважины и с обеих сторон от ствола показывают условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Эти обозначения приведены в приложении №2. Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняют либо заштриховывают в соответствии с ГОСТ 21.302-2013 СПДС.

В графе 6 приводят абсолютные отметки установившегося уровня подземных вод и обоих уровней напорных вод.

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА №2

ПОСТРОЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА

Цель: По построенным геологическим колонкам выполнить инженерно-геологический разрез.

Разрез выполняется на миллиметровой бумаге в следующем порядке:

1) В нижней части листа делают три строки для указания абсолютной отметки устья и номеров скважин, расстояния между ними;

2) Намечают начало разреза и откладывают вправо его длину в принятом горизонтальном масштабе;

3) У начала разреза строят шкалу абсолютных отметок с таким расчетом, чтобы максимальная отметка была несколько выше верхней точки рельефа, а минимальная ниже забоя самой глубокой скважины.

Далее приступают к построению топографического профиля:

4) На произвольном расстоянии от шкалы наносим первую буровую скважину. От первой скважины откладывают в масштабе горизонтальные расстояния до следующей скважины. Расстояния определяют по соответствующей карте в варианте. При крупном масштабе разреза ствол скважины обозначают двумя вертикальными линиями, в остальных случаях – одним. На нижнем конце отрезка, соответствующем абсолютной отметке низшей точки пробуренной скважины (забоя) ставят короткий поперечный штрих. Справа от штриха записывают абсолютную отметку забоя, вычисляемую как разность между абсолютной отметкой устья и глубиной скважины.

5) На построенный профиль наносят колонки буровых скважин. Вдоль линии скважины отмечают разницы слоев и проставляют их абсолютные отметки, которые вычисляются как разность абсолютных отметок устья скважины и глубины залегания соответствующих слоев.

6) Сопоставив наименования инженерно-геологических слоев, соединяют абсолютные отметки границ слоев между собой;

7) Наносят условные обозначения основных видов грунта (приложение 2);

8) Вычисляют абсолютные отметки уровней подземных вод как разность между абсолютной отметкой устья скважины и глубиной залегания соответствующего уровня. Вычисленные отметки записывают справа от линии скважины, затем проводят уровни грунтовых вод пунктирной, а напорных – штрихпунктирной линиями.

ПРИЛОЖЕНИЕ №1 - ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Вариант, выдаваемый преподавателем, содержит расположение буровых скважин на плане строительной площадки, их номера с абсолютной отметкой местности и описанием.

ВАРИАНТ №1