Контрольная работа по "Геология"

Вариант №5

Задание №1

Составить характеристики свойств  минералов, взятых из таблицы 1 и представить  в виде таблицы, составленной по форме 1.

минерал	Роговая обманка	ангидрит
класс	силикат	сульфат
Химический состав	Са2Na(Mg,Fe )4(Al, Fe   ) 2	Ca
Происхождение	Магматическое или метаморфическое	Осадочное (хемогенное), реже гидротермальное  или эксгаляционное в лавовых  пустотах
Цвет	Темно-зеленый до черного, непрозрачный	Белый, часто с сероватым, красноватым, голубоватым оттенком
Цвет черты	Серая, зеленовато-бурая	белая
Блеск	Стеклянный, полуметаллический	Стеклянный, жирный, иногда с перламутровым оттенком
твердость	5,5-6	3-4
спайность	Совершенная по призме под углом	Совершенная в одном направлении  проявляется редко, обычно средняя
излом	Гладкий по спайности и шероховатый, занозистый в перпендикулярной плоскости	Неровный или зернистый
Реакция с HCl	Не растворяется	Реакция без выделения
Формы нахождения в природе	Чаще в виде отдельных зерен  в породе, нередко образует крупные  кристаллические массы, характерны двойники	Обычно плотные или зернистые  мраморовидные массы, хорошо ограненные кристаллы чрезвычайно редки
Устойчивость к выветриванию	Не высокая, разлагается с образованием опала, карбонатов и др. минералов.	Не высокая
Применение в строительстве	Роговая обманка является породообразующим минералом многих магматических  пород: сиенитов, диоритов, гранодиоритов, габбро, андезитов, трахитов, базальтов, а также метаморфических: амфиболитов, гнейсов.	Для производства вяжущих веществ-цемента, плотные тонкокристаллические  разности используются как поделочный материал, а так же для внутренней облицовки

 

Задание №2

составить характеристики свойств  горных пород, взятых из таблицы 2, и  представить их в таблице, составленной по форме 2.

Порода	гранит	щебень	трепел
Тип и группа по происхождению	Магматическая порода глубинного происхождения  кислого состава	Осадочное, физическое разрушение горных пород	Осадочное биохимическое
Минералоги-ческий состав	Полевые шпаты 40-80%, кварца 10-15 %, темноцветные минералы: роговая обманка, авгит, биотит и др. не более 5-10%	Обломки разнообразных пород: гранита, диабаза, базальта, сланцев, известняка, песчанника и т.д.	Аморфный кремнезем, в небольшом  количестве глинистые вещества, зерна  глауконита, кварца и полевого шпата
Структура	Кристаллическая от мелко- до крупнозернистой, часто неоднороднокристаллическая, может иметь порфировидную	псефитовая	рыхлая
Текстура	Однородная массивная, для порфировидной - неоднородная	неоднородная	Тонкопорис-тая
Окраска	Светло-пестрая: светло- серая, желтоватая, красноватая до ярко красного, зеленоватая	Зависит от состава	От белого, светло-серого и светло-желтого (чаще всего) до красного и черного.
Устойчивость к выветриванию	высокая		низкая
Реакция с HCl	отсутствует	Зависит от состава	отсутствует
Форма залегания	Батолиты, штоки, отдельные жилы различной  мощности	Осыпи на склонах или залежи у  подножья гор или в непосредственной близости от них	Пласты, линзы
Применение в промышлен-ности и строительстве	Прекрасное основание и вмещающая  среда инженерных сооружений, облицовочный материал, щебень гранита - великолепный заполнитель высокопрочных бетонов и хороший материал для дорожных покрытий, из гранитных блоков изготовляют памятники, плиты, бордюры, различные детали машин, например многометровые и многотонные валы бумагоделательных машин.	Неплохое основание инженерных сооружений, важное сырье для получения  цемента и извести. Используется в дорожном строительстве и изготовлении бетонов	Используется для полировки  камней, металлов и др. является активной гидравлической добавкой используемой при производстве портландцемента и пуццоланового портландце-мента. В сухом состоянии может быть использован в составе сухих строительных смесей в качестве активного микронапол-нителя

 

Задание №3

объяснить условия образования  отложений, взятых в соответствии с  № варианта. Составить инженерно-геологическую  характеристику грунтов, наиболее часто  встречающихся среди этих отложений.

ПРОЛЮВИАЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ—   рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам (эрозионным бороздам) временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей (гор). В отличие от делювия обломочный материал менее окатан. Слагает он конусы выноса, раскидывающихся веером за пределами устьев ложбин выноса, где, сливаясь, они образуют одну наклонную полосу — пролювиальный шлейф. У вершин конусов выноса материал грубообломочный — галька и щебень с песчано-глинистым заполнением, а к периферии он мельчает до глин.

Для таких глинистых образований характерна плохая сортировка материала и наличие включений обломков пород различной величины. Обычно глинистые породы песчаные или сильно-пылеватые, причем характерным является  беспорядочное распределение по породе различных по размеру частиц. Глинистые отложения полиминеральны.

С инженерно-геологической точки зрения обобщающих данных немного, хотя опыт строительного использования пролювиальных отложений имеется. Глинистый пролювий в силу своего формирования придает еще большую неоднородность всей пролювиальной толще с точки зрения деформационных, прочностных и водоинфильтрационных характеристик. Пролювий развит как в условиях засушливого или переменно-влажного климата (в предгорьях Средней Азии), так и в избыточно влажной субарктике.

Задание №4

Охарактеризуйте одну из форм дислокаций горных пород, взятую в соответствии с номером варианта. Необходимо дать характеристику дислокации, привести схематический рисунок и оценить  ее влияние на условия строительства  различных сооружений.

Взброс 

Взброс – разрывное нарушение, когда подвижная часть земной коры поднялась в результате тектонического движения по отношению к неподвижной.

 

 

 

 

 

 

С инженерно-геологической точки  зрения наиболее благоприятными местами  строительства являются горизонтальное залегание горных пород, где присутствует большая их мощность, однородность состава. Фундаменты зданий и сооружений располагаются в однородной грунтовой  среде, при этом создается равномерная  сжимаемость слоев под весом  сооружения и создается наибольшая их устойчивость.

Наличие дислокации резко изменяет и усложняет инженерно-геологические  условия строительства – нарушается однородность грунтов основания  фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность  пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных  вод. Это вызывает неравномерную  сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной  осадки различных его частей

Задание №5

Зная период Т и амплитуду  А колебаний сейсмической волны, вычислить сейсмическое ускорение  α и коэффициент сейсмичности К. подсчитать сейсмическую инерционную  силу S(в т.), воздействующую на сооружение при землетрясении. Массу сооружения Р принимают равной 5500т. используя величину сейсмического ускорения и шкалу MSK определить силу землетрясения в баллах. Данные внести в таблицу. По данным о силе землетрясения уточнить расчетную балльность строительной площадки в районе, сложенном рыхлыми осадочными породами с глубиной залегания грунтовых вод до 5 м от поверхности земли и скальными породами (гранитами, гнейсами), прикрытыми маломощным слоем сухого элювия.

 

Период сейсмической волны  (Т, с)	Амплитуда колебаний сейсмической волны  (А, мм)	Сейсмическое ускорение α=, мм/	Сила земле-трясения, бал.	Коэффициент сейсмичности =	Инерционная сила S= т
1,55	90	1479	8	0,1508	829,18

расчетная балльность строительной площадки в районе, сложенном рыхлыми осадочными породами с глубиной залегания грунтовых вод до 5 м от поверхности земли-9б., скальными породами (гранитами, гнейсами), прикрытыми маломощным слоем сухого элювия-7б.

 

Задание №6

Определить коэффициент фильтрации массива водоносных песков по результатам  откачки из одиночной скважины по данным таблицы.

Мощность водоносного горизонта  Н, м.	Дебит скважины Q, /сут	Понижение уровня воды в скважине S, м	Радиус влияния скважины R, м	Радиус скважины r, м
12	600	4	104	0,2

К_ф=14,936

 

Задание №7

Составить описание геологического процесса, выбранного в соответствии с номером  варианта. При характеристике геологических  процессов необходимо рассмотреть  причины образования, стадии развития, условия строительства сооружений в районах развития этих процессов, мероприятия по их предупреждению и  борьбе с ними.

Плывунные явления в песках.

Плывунами называют водонасыщенные рыхлые  породы, обычно пески, которые при вскрытии различными горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжелой вязкой жидкости.

Основной причиной проявления плывунных свойств является гидродинамическое давление поровой воды, которое создается в результате перепада давления грунтовых вод при вскрытии котлована. В связи с обычно малой водопроницаемостью плывунных пород гидравлический градиент вызывает фильтрационное давление на частицы породы, обуславливая их движение по направлению градиента.

В плывунном состоянии породы утрачивают всякие структурные связи, частицы переходят во взвешенное положение, т.е. имеют в этот момент плотность некоей вязкой жидкости.

Плывуны разделяют на ложные и истинные:

 ложные плывуны - породы, не имеющие структурных связей, обычно в виде различных песков. Переход в плывунное состояние происходит под действием высокого гидродинамического давления потока подземных вод, частицы породы находятся во взвешенном состоянии, трение между ними сводится к нулю. Характерной особенностью ложных плывунов является довольно легкая отдача ими воды, при высыхании они образуют рыхлую или слабо сцементированную массу.

истинные плывуны - породы с коагуляционными или смешанными связями в виде глинистых песков, а так же супесей, суглинков. Структурные связи обусловлены присутствием глинистых частиц с высокими гидрофильными свойствами. Переход в плывунное состояние определяется невысоким гидродинамическим давлением и присутствием притягивающих к себе влагу глинистых частиц. Вокруг этих частиц  формируются пленки связанной воды, что ослабляет сцепление и уменьшает водопроницаемость пород. При высыхании истинные плывуны образуют довольно сильно сцементированную массу. Характерной особенностью истинных плывунов является слабая отдача воды.

 В строительной практике важно определить способность породы переходить в плывунное состояние и вид плывуна. Склонность породы переходить в плывунное состояние можно установить по величине водоотдачи, высокой пористости, по гидрофильности глинистых частиц.

В полевых условиях способность к плывунности пород устанавливается по образованию в скважинах при бурении водопесчаных «пробок». Наиболее сложно определить вид плывуна. Для этого необходимо изучить весь комплекс инженерно-геологических и гидрогеологических условий.

Плывуны создают большие трудности  в проходке строительных выработок, стремясь заполнить выработанное пространство. При условии замкнутого пространства плывуны могут быть  надежными основаниями, но создать такой контур трудно. Возможно выпирание плывунов из-под фундамента, что вызывает оползни, провалы поверхности, деформацию зданий и сооружений. Открытый водоотлив из котлованов опасен проявлением суффозии на окружающей территории. Опасна подрезка склона, дающая выход плывунам.

Способы борьбы с плывунами можно разделить на 3 группы:

-искусственное осушение плывунных пород в период строительства

-ограждение плывунов путем создания   шпунтовых стен

-закрепление плывунов путем изменения их физических свойств (силикатизация, цементация, замораживание).

 Правильное и своевременное применение тех или иных средств борьбы с плывунами позволяет успешно осуществлять строительные работы.

 

Задание №8

Охарактеризовать метод инженерно-геологических  исследований, указ. В таблице №8, описание должно быть кратким и сопровождаться пояснительными схематическими рисунками.

инженерно-геологическая разведка, разведочные выработки.

К числу искусственных выработок геологической разведки должны быть отнесены глубокие расчистки, траншеи, шурфы, буровые скважины, шахты и штольни.

-траншеи представляют собой глубокие канавы, обычно с крутыми откосами. Они с большим успехом используются на склонах и при изучении структуры дислоцированных толщ.

-шурфы - это вертикальные горные выработки обычно квадратного сечения 1,5х1,5м., закладываемые обычно на глубину до 3-5 метров, но нередко и глубже. В зависимости от пород шурфы проходят без крепления или с креплением, которое необходимо для защиты шурфа от возможного завала породой с его стенок, крепят обычно подручным лесным материалом, воду отливают ведрами или откачивают простейшими насосами.

 -шахты представляют собой  разновидность глубокого шурфа, до нескольких десятков метров глубиной, что вызывает необходимость прочного крепления стенок шахты.

-штольня - горизонтальная горная выработка, выходящая одним концом на дневную поверхность. Их обычно закладывают на склонах для освещения их геологического строения и проходят с малым наклоном к горизонту. В большинстве случаев штольни крепят.

 Наиболее распространенным способом геологической разведки является бурение. Проходка относительно слабых пород ведется обычно методом ударно-вращательного бурения, в качестве режущего, разрушающего и извлекающего породу инструмента используются различного рода наконечники. Для слабых водоносных пород (плывунов) используются желонки-цилиндры с клапаном,  для слабых пород (песка, пластинчатых глин)- ложки, для более плотных - змеевики. Для проходки твердых пород, раздробления встреченных валунов и т.д. используют различные долота.

 

 

 

 

 

 

 

 

Для механизации ручного бурения используют самоходные буровые установки. При проходке скважин образцы пород извлекаются в нарушенном состоянии и не могут быть использованы для лабораторных определений сжимаемости, сопротивляемости сдвигу. Для этих испытаний требуются образцы пород с ненарушенной структурой. Монолиты извлекают из скважин с помощью грунтоносов, которые представляют собой специально сконструированные полые цилиндры (стаканы) для вмещения монолита с особыми, удерживающими его приспособлениями. Грунтонос врезается в толщу путем задавливания или вращения.

В последнее время выдвинут новый метод    проходки мелких скважин - вибробурение.

При проходке скальных пород используется колонковое бурение, при котором скважины проходят с помощью непрерывного вращения инструмента специальным двигателем. Режущим инструментом в данном случае является коронка, снабженная зубьями из твердого металла.