Главная страница
Навигация по странице:

  • Состав отчета

  • Графические приложения

  • Гранулометрическим составом

  • Линейный закон фильтрации

  • Нелинейный закон фильтрации.

  • Ответ: Метод определения абсолютного возраста пород

  • Метод определения относительного возраста пород

    		•

    Работа. Документ Microsoft Word. Работы в составе инженерногеологических изысканий


    Скачать 85.52 Kb.
    НазваниеРаботы в составе инженерногеологических изысканий
    АнкорРабота
    Дата28.03.2023
    Размер85.52 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаДокумент Microsoft Word.docx
    ТипОтчет
    #1021322


    1. Перечислите виды работ, входящих в состав инженерно-геологических изысканий. Приведите состав отчета по инженерно-геологическим изысканиям.


    Ответ:

    Работы в составе инженерно-геологических изысканий


    1. Инженерно-геологическая съемка в масштабах 1:500 - 1:25000


    2. Проходка горных выработок с их опробованием, лабораторные исследования физико-механических свойств грунтов и химических свойств проб подземных вод


    3. Изучение опасных геологических и инженерно-геологических процессов с разработкой рекомендаций по инженерной защите территории

    4. Гидрогеологические исследования

    5. Инженерно-геофизические исследования

    6. Инженерно-геокриологические исследования

    7. Сейсмологические и сейсмотектонические исследования территории, сейсмическое микрорайонирование

    Геологический отчет это документ, который составляют на основании данных, полученных в ходе изысканий, проведенных на местности, где предполагается возведение строительного объекта. В отчет входят данные, которые отражают характеристики исследуемой территории, включая основные стадии обследования, строения грунтов, карты и другие материалы.

    Состав отчета

    В состав геологического отчета входит несколько разделов:

    — введение;

    — данные прошлых исследований;

    — особенности условий геологии;

    — техногенные и географические характеристики;

    — характеристики грунтов;

    — условия гидрогеологии;

    — заключение;

    — список материалов, которые были использованы при его составлении ;

    — приложения.

    Во введении отражается основание для проведения исследований, задачи которые ставятся, месторасположение площадки, сведения о строящемся объекте, объемы произведенных работ и установленные для них сроки, способы исследований, исполняющие организации.

    В отчете представлены сведения об исследованиях, проводившихся ранее, кто их проводил, в какое время, какие результаты были получены и как их можно применять для определения условий геологии.

    Условия, носящие техногенный характер и географические особенности. Эти данные нужны для оценки районирования и обоснования решений, принятых в отношении освоения местности, где планируется строительство: рельеф, климатические условия, расположение водных источников, техногенные факторы.

    В раздел, посвященный особенностям грунтов, входят данные об их залегании, типы, тектонические характеристики, свойства, возможности изменения.

    К условиям гидрогеологии относятся характеристики основных источников воды, расположенных на местности, их влияние на ход строительства и последующую эксплуатацию строений, наличие грунтовых вод, их залегание.

    Дополнительно (по требованию заказчика) приводится информация о процессах геологии, прогнозирование их развития с течением времени, дается оценка эффективности действующих строений.

    Также по требованию заказчика выполняется районирование. Основой которого, служат материалы, полученные в ходе съемки местности. В этот раздел входят обоснование и особенности выделенных участков на карте. Раздел может включать рекомендации по освоение территории, на которой предполагается строительство объектов.

    Заключение содержит выводы, сделанные на основании данных проведенных исследований и рекомендации, касающиеся принятия решений о проектах.

    В список материалов входит перечень данных, которые применялись при разработке отчета.

    В отчет также могут входить дополнительные разделы, посвященные грунтам со специфическими особенностями и процессам геологии, если они могут повлиять на строительство.

    Графические приложения

    Геологический отчет включает приложение в графическом формате, которые содержат карты условий геологии, районирования полностью по объекту или на отельных участках возводимого строения, таблицы с характеристиками, графики.

    Текстовые приложения

    В текстовые приложение входит задание, программа выполненных работ, разрешения и свидетельства, таблицы, содержащие данные исследований, проведенных в лаборатории и в полевых условиях, графики.



    1. Обломочные осадочные горные породы. Классификация обломочных пород по величине и форме обломком, по степени цементации. Зависимость свойств пород от гранулометрического состава.


    Ответ:

    Поверхностные слои земной коры на 80% покрыты оса­дочными породами и 95% из них имеют морское происхож­дение. Они сформировались на поверхности Земли в резуль­тате действия разнообразных внешних (экзогенных) факторов на существующие горные породы. Полный цикл осадочного породообразования включает в себя 4 стадии: мобилизация вещества выветриванием → перенос продуктов выветривания → осадкообразование в конечных водоемах стока (моря, океаны) → диагенез (преобразование осадков в твердые ка­менистые породы).

    Рыхлые породы делятся на две большие группы: обло­мочные и глинистые. Обломочные породы ‒ продукт физи­ческого выветривания горных пород, обломки которых со­храняют химико-минералогический состав исходных пород. Глинистые породы состоят из продуктов глубокого химиче­ского выветривания коренных пород, в результате чего суще­ственно меняется химический состав исходного вещества

    В соответствии с размерами обломков выделяются сле­дующие виды рыхлых образований и их сцементированные (окаменелые) аналоги: крупнообломочные, среднеобломочные и мелкообломочные (табл. 1).

    Таблица 1. Классификация обломочных осадочных пород.


    Группа обломочных пород

    Наименование породы


    Несцементированные (в скобках – окатанные аналоги)

    сцементированные


    Крупнообломочные

    (> 2 мм)

    Глыбы(валуны), щебень (галечник), древса (гравий)

    Валунный конгломерат, конгломерат, гравелит


    Среднеобломочные

    (2 – 0,1 мм)

    пески

    песчаник


    Мелкообломочные

    (0,1 – 0,01 мм)

    алевриты

    алевролит


    Глинистые (< 0,01 мм)

    глины

    аргиллит


    Гранулометрическим составом горных пород называют количественное (массовое) содержание в породах частиц различной величины. Гранулометрический состав характеризует степень дисперсности минеральных частиц, слагающих горную породу. От степени дисперсности минералов зависят многие другие коллекторские свойства пористой среды: пористость, проницаемость, удельная поверхность, остаточная водонасыщенность, нефтенасыщенность, силы, капиллярно удерживающие флюиды в пласте и другие.

    Размер частиц горных пород изменяется от коллоидных (10–3-10–5 см) до галечника и валунов. Гранулометрический состав нефтесодержащих пород в основном представлен частицами размером от 1 до 0,01 мм в диаметре. По размерам зерен классифицируют структуры обломочных пород на следующие:

    - псефитовую, с размером зерен более 2 мм;

    - псаммитовую, с преимущественным размером частиц от 2 до 0,1 мм;

    - алевритовую, включающую частицы размером 0,1-0,01 мм;

    - пелитовую, с размером зерен менее 0,01 мм.



    1. Опишите способы образования и строительные свойства аллювиальных отложений


    Ответ:

    Частицы горных пород, размытых рекой, переносятся на большие расстояния и откладываются в тех местах, где уменьшается скорость течения. Процесс выпадения из воды переносимых ею частиц называется седиментацией, а накопление их – аккумуляцией. Образованные при этом отложения называются аллювиальными или аллювием.

    В зависимости от условий отложения различают несколько видов аллювия. Выпадение осадков может происходить на поймах рек в период паводков, в руслах нижнего течения и, наконец, в устьях рек. В соответствии с этим аллювий может быть пойменным, русловым и дельтовым.

    Пойменный аллювий отлагается во время паводков на заливаемых пойменных террасах. Так как на поймах скорость течения воды меньше, чем в руслах, то обычно в пойменных водах содержатся более мелкие частицы породы, чем в русловых. По мере спада воды скорость ее уменьшается. Сначала выпадают самые крупные частицы, а потом более мелкие. На следующий год этот процесс повторяется, вследствие чего в разрезе можно различить годовые слои наносов.

    Пойменный аллювий характеризуется тонкой, почти горизонтальной слоистостью, неоднородностью гранулометрического состава и малой мощностью слоев с характерным линзообразным выклиниванием. Он состоит из мелких частиц кварца и глинистых минералов, в основном группы каолинита и гидрослюд. Глинистые минералы группы монтмориллонита встречаются в очень небольших количествах, вследствие чего глинистые породы пойменного аллювия не склонны к сильному набуханию. В накоплении пойменного аллювия могут быть перерывы и на поймах образуются гумусосодержащие почвы. В последующие годы процесс накопления может возобновиться, в результате чего почвенные прослои будут погребены вместе с растительностью, которая постепенно обогатит пойменные отложения новыми порциями гумуса.

    Особую разновидность пойменного аллювия представляет старинный аллювий, откладываемый только, в старицах рек. Старицы постепенно превращаются в замкнутые заболоченные понижения и заполняются мельчайшим иловато-глинистым материалом. В этих отложениях обычно содержится много органических остатков, гниение которых при недостатке кислорода приводит к образованию торфа и таких минералов, как пирит, сидерит и др. Для старичного аллювия, в отличие от пойменного, характерно наличие постоянного полного водонасыщения. Грунты старичного аллювия сильносжимаемы и находятся обычно в текучем или текучепластичном состоянии, а поэтому неустойчивы и обладают ничтожной несущей способностью.

    Русловый аллювий откладывается в руслах рек после спада паводковых вод. Наиболее крупные частицы породы, увлеченные в русло реки во время паводка, после спада вод осаждаются. В результате в русле реки образуются перекаты и мели, нижняя часть которых сложена гравием и крупным песком, а верхняя – более мелкими песчаными частицами.

    Для руслового аллювия, так же как и для пойменного, характерны горизонтальная или наклонная слоистость, малая мощность слоев и хорошая отсортированность материала. В отличие от пойменного в русловом почти не встречаются глинистые минералы и в основном он сложен песками различной крупности.

    Дельтовый аллювий откладывается в устьях рек при их впадении в моря и озера. Впадая в водный бассейн, не имеющий течения вода реки теряет скорость, и весь принесенный ими обломочный материал оседает на дно. Он отлагается на прибрежном откосе дна слегка наклонными слоями, постепенно утончающимися в сторону бассейна. Речные наносы по мере удаления от устья реки распространяются в водном бассейне в стороны, образуя конусообразную площадку, изрезанную тонкими протоками. По форме такая площадка напоминает греческую букву "дельта", откуда и произошло название "дельта реки".

    В отложениях дельтового аллювия встречаются все песчаные и глинистые фракции. В наиболее удаленной в глубь водоема части дельты характерно образование илов, т. е. глинистых отложений в наиболее рыхлой (начальной) стадии образования.

    Приведенные характеристики пойменного, руслового и дельтового аллювия и условия его образования характерны для равнинных рек. Образование аллювия горных рек имеет свои особенности. Здесь преобладает, не отложение осадков, а размыв. Большой уклон русла создает благоприятные условия для переноса крупных обломков горных пород. Перекатываемые по дну горных рек крупные обломки, глыбы и валуны постепенно обтачиваются и истираются. Как правило, аллювий горных рек сложен окатанным крупнообломочным материалом (валунами, гальками, гравием, крупным песком) и характеризуется большой водопроницаемостью.

    Аллювиальные отложения горных рек практически следует считать несжимаемыми, что сообщает им большую несущую способность. Особенностью этого аллювия по сравнению с аллювием, равнинных рек является отсутствие глинистых минералов.

    Строительные свойства аллювиальных отложений отличаются большой сложностью в зависимости от гранулометрического и минералогического состава, плотности, влажности, консистенции и других факторов. Характерная строительная особенность крупнообломочных и песчаных аллювиальных отложений – их малая уплотняемость. Как правило, они бывают хорошим основанием для сооружений (зданий, насыпей и т. п.) которые производят только статическую нагрузку. При воздействии динамической нагрузки (от проходящих поездов, молотов и т. п.) в зависимости от природной плотности отложений уплотнение их может быть значительным. Поэтому, проектируя сооружения с динамическими нагрузками, следует точно определить природную плотность песков в условиях их естественного залегания.


    1. Сущность процессов внешней динамики земли (Экзогенных процессов). Оползни. Борьба с оползнями


    Ответ:

    Экзогенные процессы – геологические процессы, обусловленные внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечное излучение) в сочетании с силой тяжести. Экзогенные процессы протекают на поверхности и в приповерхностной зоне земной коры в форме механического и физико-химического её взаимодействия с гидросферой и атмосферой. К ним относятся: выветривание, геологическая деятельность ветра (эоловые процессы, дефляция), проточных поверхностных и подземных вод (эрозия, денудация), озёр и болот, вод морей и океанов (абразия), ледников (экзарация). Главные формы проявления экзогенных процессов на поверхности Земли: разрушение горных пород и химическое преобразование слагающих их минералов (физическое, химическое, органическое выветривание); удаление и перенос разрыхлённых и растворимых продуктов разрушения горных пород водой, ветром и ледниками; отложение (аккумуляция) этих продуктов в виде осадков на суше или на дне водных бассейнов и постепенное их преобразование в осадочные горные породы (седиментогенез, диагенез, катагенез). Экзогенные процессы в сочетании с эндогенными процессами участвуют в формировании рельефа Земли, в образовании толщ осадочных горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых. Так, например, в условиях проявления специфических процессов выветривания и осадконакопления образуются руды алюминия (бокситы), железа, никеля и др.; в результате селективного отложения минералов водными потоками формируются россыпи золота и алмазов; в условиях, благоприятствующих накоплению органические вещества и обогащенных им толщ осадочных горных пород, возникают горючие полезные ископаемые.

    Оползни ‒ отрыв земляных масс от склона и перемещение их по склону под воздействием силы тяжести. Оползшую массу называют оползневым телом, а поверхность, по которой происходит смещение оползня, называют поверхностью скольжения, или поверхностью смещения.

    Термин употребляется в разных значениях:

    1) как процесс оползания – смещение на более низкий уровень части горных пород, слагающих склон, в виде скользящего движения в основном без потери контакта между движущимися и неподвижными породами;

    2) как суммарный результат оползневого процесса (смещённые породы и изменённый оползанием рельеф);

    3) как движение масс горных пород вниз по склону под воздействием силы тяжести, связанное во многих случаях с деятельностью поверхностных и подземных вод, которое может вызываться сейсмическими толчками, подмывающей деятельностью рек или моря;

    4) как скользящее движение горных пород по склону под влиянием силы тяжести;

    5) как отрыв земляных масс и слоистых горных пород и их медленное сползание вниз по склону, нередко по поверхности водоупорного горизонта. Различают множество разновидностей оползней: адаптивные (закрытые), активные, асеквентные (в неслоистых породах), батумского типа (оползни-обвалы), береговые, блоковые, блоковых сдвигов ленского типа, болотные, веерообразные, внезапного разжижения, внутриовражные, волжского типа, выдавливания, выплывания, глетчерного типа, глинистые, глыбовые и многие другие.


    Схема оползня: 1 – первоначальное положение склона; 2 – ненарушенный склон; 3 – оползень; 4 – поверхность скольжения
    К числу пассивных мер относятся предупредительные мероприятия, которые носят характер запретов и рекомендаций.

    Так, возможные меры борьбы с оползнями включают в свой состав запреты:


    • на уничтожение растительности на склонах;


    • на сброс и отвод сточных вод на откосы, склоны, бровку оврагов;


    • на движение техники вблизи опасных участков;


    • на строительство массивных сооружений на склоне и у его бровки;


    • на отбор грунта в нижней части откоса;


    • на проведение взрывных и ударно-вибрационных работ в зоне влияния.


    Нередко на практике приходится сталкиваться с ситуациями, когда пассивных мер недостаточно. И для обеспечения безопасности людей и строений необходимо принимать активные меры борьбы с оползнями.

    К этой категории мероприятий относят строительство инженерных сооружений и закрепление оползневых пластов различными способами.

    Дренажные системы, постройка террас и галерей на участках с большим уклоном, снижение внешних нагрузок, искусственное закрепление массы оползня, сооружение защитных дамб, свай и других ограждающих от подмыва сооружений – далеко не полный перечень, который входит в возможные меры борьбы с оползнями и обвалами.

    Кроме того, к числу активных действий можно причислить съем нестабильного слоя грунта до более устойчивого слоя.



    1. Основной закон фильтрации подземных вод.


    Ответ:

    Линейный закон фильтрации

    Движение подземных вод в пористых породах (пески, супеси, суглинки) неглубокого залегания имеет параллельно-струйчатый или ламинарный характер, т.е. без разрывов и пульсации, плавным изменением скорости и подчиняется закону Дарси, экспериментально установленному им в 1856 г. I Основной закон фильтрации ‒ закон Дарси выражается формулой:

    Q = KфF  = KфFi,

    где Q ‒ расход воды (количество фильтрующейся воды в единицу времени), м3/сут;

    Kф ‒ постоянная величина для данной породы, характеризующая ее водопроницаемость; эта величина называется коэффициентом фильтрации, м/сут;

    F ‒ площадь поперечного сечения потока, м2;

    ΔH ‒ разность уровней в двух рассматриваемых сечениях, м;

    l ‒ длина пути фильтрации, м;

    i ‒ гидравлический уклон.

    Разделив обе части уравнения на F и назвав Q/F ‒ скоростью фильтрации V, м/сут, получим:

    V = Кф ∙ i.

    Это уравнение показывает, что по линейному закону скорость фильтрации прямо пропорциональна гидравлическому градиенту.

    Если принять i = 1, то получим V=Кф, т.е. при гидравлически градиенте, равном единице, коэффициент фильтрации численно равен скорости фильтрации.

    Формула позволяет определить так называемую кажущуюся скорость фильтрации. Так как вода течет лишь через часа сечения F, равную площади пор и трещин породы, то для определения действительной скорости фильтрации V, м/сут, следует учесть пористость п, выраженную в долях единицы и корректировать расчет:

    для песков и крупнообломочных пород

    Vд = V/n;

    для глинистых

    Vд = V/nакт,

    где nакт ‒ актив пористость в долях единицы.

    Нелинейный закон фильтрации.

    В крупнообломочных, сильно трещиноватых скальных породах неглубокого залегания при наличии крупных пустот трещин значительной протяженности движение водного потока имеет вихревой или турбулентный вид. Оно характеризуем вихреобразностью, пульсацией и перемешиванием отдельных струй воды.

    Нелинейный закон фильтрации выражается формулой А.А. Краснопольского:

    V=Kк  ,

    где Кк ‒ коэффициент, определяемый опытным путем в поле, м/сут;

    i ‒ гидравлический уклон.


    1. Определение просадочности пород.


    Ответ:

    Просадочность – способность лессовых и других пылеватых грунтов к дополнительным деформациям уменьшения объема при увлажнении. Различают просадки лессовых грунтов при природном давлении и дополнительном давлении. Показателями просадочности служат

    – относительная просадочность – εsl = Δhsl/h0, где Δhsl – просадка грунта обжатого давлением равным вертикальному давлению на рассматриваемой глубине от внешней нагрузки и собственного веса грунта при замачивании, h0 – высота образца с природной влажностью при природном давлении. Если величина εsl ≥ 0,01, то такие грунты относятся к просадочным; начальное давление просадочности – минимальное давление при котором величина относительной просадочности равна 0,01, при полном водонасыщении;

    начальная влажность просадки – та минимальная влажность при которой под действующим давлением наблюдается относительная просадочность равная 0,01. Эта величина переменная с ростом давления она уменьшается.

    Просадочные свойства в лабораторных условиях оценивают двумя методами – одной и двух кривых. Метод одной кривой дает наилучшие результаты при испытании просадочных свойств средних и тяжелых суглинков, метод двух кривых – для лессов имеющих супесчанистый и легкосуглинистый состав. Метод одной кривой позволяет определить относительную просадочность грунта при одной заданной величине давления. Метод двух кривых – один образец испытывается по методу одной кривой, второй до его нагрузки замочить до полного водонасыщения.


    1. Опишите сущность процессов внутренней динамики Земли (эндогенных процессов). Приведите схемы следующих тектонических нарушений: Сдвиг, Ступенчатый сброс.


    Ответ:

    Эндогенные процессы (греч. еndon – внутри + genes – рождающий, рожденный) – рельефообразующие геологические процессы, связанные с энергией, возникающей в недрах твёрдой земли и обусловленные ее внутренней энергией, силой тяжести и силами, возникающими при вращении Земли. Эндогенные процессы проявляются в виде тектонических движений земной коры, магматизма, метаморфизма горных пород, сейсмической активности. Главными источниками энергии эндогенных процессов являются тепло и перераспределение материала в недрах Земли по плотности (гравитационная дифференциация). Эндогенные процессы играют главную роль при образовании крупных форм рельефа.

    Глубинное тепло Земли имеет преимущественно радиоактивное происхождение. Непрерывная генерация тепла в недрах Земли ведёт к образованию потока его к поверхности. 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 пород земной коры и верхней мантии; накопление и последующая разрядка тектонических напряжений вдоль активных разломов приводят к землетрясениям.

    Осадочные породы первоначально залегают горизонтально или почти горизонтально. Это положение сохраняется даже при колебательных движениях земной коры. Складчатые тектонические движения выводят пласты из горизонтального положения, придают им наклон или сминают в складки. Так возникают складчатые дислокации. Все формы складчатых дислокаций образуются без разрыва сплошности слоев (пластов). Это их характерная особенность.

    Сдвиг представляет собой разрывное нарушение, в каждом происходит горизонтальное смещение горных пород по простиранию. Надвиг является обратным перемещением, подобно сдвигу (рис).



    Сбросы — разрывные нарушения, когда подвижная часть земной коры опустилась вниз по отношению к неподвижной (рис. 6: а — неподвижная часть земли, б — подвижная часть).



    В зависимости от геологических особенностей конкретного района оценка силы землетрясения может меняться в большую или меньшую сторону. По сейсмическим свойствам породы делят на категории:

    Породы I-ой категории уменьшают оценку силы землетрясений на 1 балл от общей оценки по сейсмической карте района, т. е. последствия землетрясений будут менее катастрофичны. К ней относятся: скальные, например, граниты, гнейсы, известняки, песчаники; полускальные, например, мергель, глинистые песчаники, туфы, гипсы породы, крупнообломочные особо плотные породы при глубине залегания грунтовых вод более 15 метров.

    Породы II-ой категории по своим сейсмическим свойствам свою исходную бальность сохраняют без изменения. Это глины и суглинки, находящиеся в твердом состоянии, пески и супеси при глубине залегания грунтовых вод менее 8 метров, крупнообломочные породы при глубине залегания грунтовых вод от 8 до 10 метров.

    Породы III-й категории на участках таких пород при оценке последствий землетрясений балл повышают на единицу, т. е. последствия землетрясения на такой площадке будут более разрушительными. К таким породам относят: глины и суглинки, находящиеся в пластичном состоянии, пески и супеси при глубине залегания грунтовых вод менее 4 метров, крупнообломочные породы при глубине залегания грунтовых вод 3 метров.

    Крайне опасным для строительства являются участки с сильно расчлененным рельефом, склоны оврагов и ущелий, берега рек. Весьма затруднительно строить при высоком залегании уровня грунтовых вод (1-3 метра). Опасны для строительства оползневые и карстовые участки. Следует учитывать, что наибольшие разрушения происходят на заболоченных территориях, на обводненных пылеватых, на лессовых неуплотнённых породах.


    1. Сейсмическое микрорайонирование.


    Ответ:

    Сейсмическое микрорайонирование (СМР) — вид сейсмического районирования, при котором уточняется максимально возможная интенсивность сотрясения (балльность), принимаемая по карте ОСР, с учетом влияния местных условий для отдельных участков и территорий, так как исходные параметры сейсмичности при ОСР и ДСР относятся к средним грунтовым условиям.

    Под местными условиями понимаются геоморфологические особенности (расчлененность рельефа, крутизна откосов, наличие и строение морских и речных террас и т.д.); состав и строение верхней части геологического разреза; инженерно-геологические и гидрогеологические особенности участков (состав и физико-механические свойства грунтов, их мощность, обводненность, глубина залегания уровня подземных вод и т.д.), близость сейсмоактивных разломов и другие факторы, влияющие на параметры сейсмических воздействий.

    Методика СМР состоит в изучении особенностей этих местных условий, отличающихся от средних грунтовых, с целью уточнения параметров сейсмических воздействий в пределах картируемой территории, с помощью комплекса инженерно-геологических и геофизических исследований, расчетных методов, а также (при возможности) сейсмологической регистрации слабых землетрясений и мик- росейсм. В качестве инженерно-геологической основы используется специальная карта инженерно-геологического районирования, позволяющая по совокупности инженерно-геологических данных разделить территорию сейсмического микрорайонирования на однородные в сейсмическом отношении таксонометрические единицы, отвечающие требованиям РСН 60-86.

    Результаты микрорайонирования отображаются на картах масштабов 1:25 000 — 1:5000. Балльность отдельных участков по карте СМР может отличаться от балльности территории по карте ОСР на ±1 и даже ±2 балла.

    Утвержденные карты СМР используются в качестве нормативных документов при проектировании сейсмостойких зданий и сооружений, составлении и корректировке генпланов городов или других территорий, подлежащих застройке, зонировании территории по этажности застройки и расположению зон озеленения с учетом сейсмической опасности. Полученная при СМР инженерно-геологическая информация позволяет сократить объем, сроки и стоимость изысканий и строительства отдельных объектов. Эта информация позволяет также оценить фактическую сейсмостойкость построенных ранее зданий с учетом уточненных величин расчетной балльности.

    В качестве исходных материалов для осуществления СМР используются средне- и крупномасштабные карты, отображающие закономерности пространственного распределения и изменения инженерно-геологических факторов, оказывающих влияние на сейсмические условия территории. В общем случае в набор вспомогательных карт могут входить: геоморфологические, инженерно-геологические, гидрогеологические, геолого-литологические четвертичных отложений и коренных пород, мощностей четвертичных отложений (или толщи дисперсных грунтов), тектоническая, глубин залегания уровня грунтовых вод с элементами прогноза гидрогеологических условий, экзогенных геологических процессов, стратоизогипс по кровле коренных пород, а при необходимости — специальные (трещиноватости скальных пород, просадочности лёссовых грунтов и др.). К картам прилагаются таблицы физико-механических и сейсмических свойств грунтов, корреляционные зависимости между этими свойствами, если они установлены. Естественно, что при СМР используются материалы, полученные при ОСР и ДСР (если оно проводилось на картируемой территории).

    СМР основывается на зависимости разрушительного эффекта сильных землетрясений от грунтовых условий, глубины залегания уровня грунтовых вод, скоростей распространения упругих волн, мощности и состава толщи дисперсных грунтов, подстилаемых более плотными породами, близости сейсмоактивных разломов и от ряда других факторов, рассмотренных ниже.

    Интенсивность сейсмического воздействия при одном и том же расстоянии от очага землетрясения может оказаться существенно различной в зависимости от грунтовых условий и геологического строения местности. Чем большей акустической жесткостью (произведение плотности породы на скорость прохождения сейсмической волны) обладает порода, тем лучшим проводником сейсмической энергии она является и тем меньшая доля этой энергии, определяющая интенсивность сейсмического воздействия, высвобождается на единице ее пути и, следовательно, тем меньше будет сотрясаемость на месте залегания этой породы.

    Интенсивная разрядка сейсмической энергии наблюдается на участках выклинивания дисперсных грунтов, в зонах тектонических разломов, в районах проявления карстовых процессов, на оползневых склонах, над горными выработками. Изменения сейсмического воздействия определяются не только прочностью пород, но и в значительной степени геоструктурными условиями, а также особенностями рельефа. Интенсивность резко возрастает на вершинах и уступах гор и холмов, на участках, приуроченных к перегибам на волноводных толщах и вдоль напластований. Особое место должен занимать учет влияния тектоники и резонансных явлений.

    В неоднородных грунтовых средах интенсивность сейсмического воздействия может оказаться более высокой, чем в однородных из-за наличия отражающих границ, возможности концентрации потоков сейсмической энергии при наклонных границах, фокусирования на линзах дисперсных грунтов. На интенсивность сейсмического воздействия большое влияние оказывают степень обводненности пород и положение уровня грунтовых вод: чем они выше, тем при прочих равных условиях сотрясаемость на поверхности при землетрясении будет больше.

    Если геологическая среда на картируемом участке подвержена влиянию современных экзогенных геологических процессов природного или техногенного характера, эти процессы могут активизироваться во времени и пространстве под влиянием сейсмических возмущений. К числу инженерно-геологических процессов, которые прямо или косвенно могут влиять на сейсмичность картируемой территории, относятся гравитационные (оползни, обвалы и др.), температурные (деградация вечной мерзлоты), гидрогеологические (подтопление и осушение территорий), динамические (тиксотропия, просадочность), гидрохимические (выщелачивание, кольматация) и др. Существенное влияние на положение границ на карте СМР могут оказать техногенные мероприятия: планирование рельефа строительных площадок, различные способы мелиорации грунтов, застройка территории, в том числе подземными сооружениями и т.д. Эти факторы необходимо учитывать при СМР и в первую очередь для застраиваемых (осваиваемых) территорий.

    Учитывая, что подавляющее большинство сильных землетрясений и все катастрофические сопровождаются значительными нарушениями поверхности Земли, необходимо при проведении ОСР, особенно на участках со сложным рельефом, учитывать возможность возникновения во время землетрясений остаточных деформаций в грунтах: горизонтальных, вертикальных и гравитационных смещений.

    Выделяются три основных вида сейсмодеформаций грунтов (Дедова, 1965):


    • 1) сейсмотектонические разрывные нарушения: сбросы, сдвиги, надвиги, взбросы и т.д.; эти деформации являются поверхностным проявлением тектонических перемещений в очаге землетрясения;


    • 2) сейсмоденудационные, образующиеся в результате прохождения сейсмических волн; они в свою очередь подразделяются, во- первых, на собственно денудационные, связанные с проявлением деформаций при уплотнении грунтов от вибрации и действии сдвиговых напряжений сжатия и растяжения (трещины, грунтоизвер- жения, просадки, земляные волны) и, во-вторых, на сейсмогравита- ционные деформации с преимущественным влиянием силы тяжести (осыпи, обвалы, оползни, оплывины), только спровоцированные землетрясением;


    • 3) смешанного типа.


    Сейсмотектонические (первичные) поверхностные нарушения грунтов проявляются на поверхности, как правило, при землетрясениях сейсмической интенсивностью более 8 баллов по шкале MSK-64 при сравнительно неглубоких очагах, редко глубже 25 км. Сейсмотектонические деформации не зависят от рельефа, но сами могут значительно менять рельеф. На участках высокой энергии рельефа они сопровождаются обвалами, срывами вершин гор и т.д. Сейсмотектонические деформации грунтов при одном и том же землетрясении занимают гораздо меньшую площадь, чем сейсмодену- дационные, образовавшиеся в результате прохождения сейсмических волн. Например, площадь, подверженная смещениям по разлому при 11-балльном землетрясении 1971 г. в Сан-Фернандо, составляла менее 0,5% площади, на которой происходили сильные колебания грунта.

    Сейсмоденудационные и сейсмогравитационные остаточные деформации затрагивают в основном поверхностные слои грунтов. Их форма и размеры зависят, помимо сейсмической интенсивности, также от длительности сейсмических колебаний, крутизны и конфигурации склона, состава и характера напластования грунтов, их физико-механических свойств и обводненности. Наибольших размеров среди вторичных сейсмодислокаций могут достигать сейсмогравитационные, особенно оползни и обвалы. Землетрясения в их образовании играют роль спускового механизма и особенно опасны для склонов, «подготовленных» к оползанию или обваливанию. Поэтому объемы сейсмогравитационных деформаций не связаны прямо с интенсивностью и магнитудой землетрясения. Например, оползни не отмечены при обследованном нами 10-балльном землетрясении у Могот-сомона в Монголии. Магнитуда землетрясения 7,5. Обвалы типа стреляния имели объем порядка 10 м3 скального грунта с разлетом глыб до 100 м. Землетрясение в Моготе произошло в январе 1967 г., когда грунты были схвачены сезонной мерзлотой, достигающей здесь 2 м. Холмисторавнинный рельеф с отдельными выступами скал не способствовал образованию сейсмогравитационных деформаций. В другом случае также при 10-балльном землетрясении произошел обвал скального грунта объемом порядка миллиона кубических метров. Это случилось в Таджикистане у кишлака Хаит на Памире. Вершина горы была сорвана сейсмическим толчком. Туча глыбы и щебня пролетела по воздуху несколько километров, оставив на земле след каменного «града», хорошо видимый во фруктовых садах. Обвал похоронил под собой районный центр Хаит с населением в несколько тысяч человек. В эпицентральной зоне хаитского землетрясения со склонов гор сошли оползни дисперсных грунтов. Общий объем сейсмогравитационных деформаций примерно в 10 раз превысил объем главного скального обвала. Это произошло в июле 1949 г. Интенсивному проявлению сейсмогравитационных деформаций в Хаите способствовали три фактора: ярко выраженный альпийский рельеф местности, тектоническая нарушенность сорвавшейся вершины горы, которая возвышалась на 1 км над поселком, и водонасыщенное состояние элювиально-делювиальных отложений на крутых склонах.

    В поймах рек и на побережьях озер и морей, где грунтовые воды залегают на небольшой глубине и грунты представлены песками и илом, при землетрясениях интенсивностью 7 и более баллов может происходить извержение грунта с водой. Возникающие песчаные и грязевые «вулканы» ориентированы вдоль трещин или образуют отдельные конусы.

    Осадки, возникающие при землетрясениях в сухих рыхлых насыпных грунтах — могут достигать 1 м при 7-балльных, 1,5 м при 8-балльных и 3 м при 9-балльных землетрясениях, а в обводненных грунтах — еще больших значений. Обводненные песчаные и супесчаные грунты могут давать осадку до 0,1 м при 7-балльных, до 0,7 м при 8-балльных и до 1,5 м при 9-балльных землетрясениях. Сухие лессовые грунты могут давать просадку, достигающую 1 м при 8-балльных землетрясениях (Попова, 1977).

    При СМР необходимо выделять участки, в пределах которых с учетом фоновой сейсмичности и местных условий могут возникать остаточные деформации грунтов, и учитывать их влияние при оценке сейсмической опасности.

    Физико-геологические процессы и явления, возникновение или активизация которых при сейсмических воздействиях представляет непосредственную опасность для существующих или проектируемых зданий и сооружений (обвалы, оползни, оседание поверхности и провалы над карстовыми пустотами, подземными выработками), подлежат особо тщательному изучению.

    Неблагоприятными в сейсмическом отношении следует считать также территории с крутизной склонов более 15°, близостью плоскостей сбросов и активных разломов, сильной нарушен- ностью пород физико-геологическими процессами, горными выработками, участки с негоризонтальными границами раздела между породами различной жесткости, участки с залегающими на глубине менее 3 м обводненными пылеватыми и мелкими песками и илами, особенно имеющими существенно различные с нижележащими слоями значения скоростей продольных и поперечных


    1. Перечислите методы определения абсолютного и относительного возрастов пород. Геохронологическая шкала. Пользуясь данными таблиц 1 и 2, назовите эры и периоды геологической истории Земли.


    Ответ:

    Метод определения абсолютного возраста пород.

    Метод основан на использовании изотопов химических элементов. В горных породах обычно содержится некоторое, иногда очень ничтожное, количество радиоактивных элементов (U, Ra, Th и др.). Каждый их них распадается с присущей только ему скоростью. Процессы распада идут самопроизвольно и на скорость распада не влияют ни какие внешние факторы. Поэтому радиоактивные элементы могут служить эталоном геологического времени. Длительность процесса обычно очень велика. Например, период полураспада урана U составляет 5 млрд. лет. При тщательном и весьма точном анализе горной породы устанавливается, сколько в ней появилось Pb (продукт распада) и сколько осталось неразложившегося радиоактивного элемента. На этом основании и определяется возраст породы. Для образования из ста граммов урана одного грамма Pb потребуется 7400 млн. лет. Абсолютный возраст породы, лет, в которой найдено т, г U и n, г Pb, определяется по формуле:

    A=  ,

    где npb ‒ содержание в породе свинца, г;

    mu ‒ содержание в породе урана, г.

    На основе изучения геологического строения земной коры и истории развития жизни, исследователи получили возможность разбить всю геологическую историю Земли на отдельные отрезки времени и составить по данным абсолютного и относительного возраста горных пород шкалу геологического времени ‒ геохронологическую шкалу. Каждый отрезок геологического времени имеет свое название и индекс (на геологических картах также применяют различные цвета). Для слоев пород, которые образовались в эти отрезки времени, были предложены свои названия, что позволило создать стратиграфические шкалы: фанерозоя и криптозоя. Толщу пород, образованную за время эона называют эонотемой, за время эры ‒ эратемой, за время периода - системой, за время эпохи ‒ отделом. Самый короткий отрезок геохронологической шкалы - век, а образовавшаяся за это время толща горных пород называется ярусом. Например, К2dat читается как меловой период, поздняя эпоха, датский век, а цвет заливки на инженерно-геологической карте – зеленый.

    Метод определения относительного возраста пород.

    Относительный возраст осадочных пород определяется на основе изучения условий залегания и взаимоотношения отдельных слоев осадочных пород и на основе изучения сохранившихся в них остатков растительных и животных организмов. Основной принцип определения относительного возраста пород этим методом заключается в том, что при последовательном залегании пластов осадочных пород лежащие ниже будут древнее, чем вышележащие.

    Стратиграфический метод основан на изучении условий залегания пластов горных пород.

    Палеонтологический метод получил в геологической практике наибольшее применение. Он основан на изучении ископаемых остатков вымерших организмов. Еще в начале XIX в. инженер Смит при строительстве каналов в Англии обнаружил в различных толщах многочисленные окаменелые остатки животных организмов. При изучении установлено, что отдельные формы животных организмов приурочены только к определенным слоям и отсутствуют в других. Был сделан очень важный вывод: в пластах одного и того же возраста присутствуют одни и те же ископаемые животные и растительные остатки, не встречаемые в более древних и более молодых отложениях. Установлено также, что чем пласт древнее, тем более простые формы организмов он содержит. Работы Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина и других ученых по эволюции органического мира позволили установить, что органическая жизнь на Земле развивалась постепенно от более простых форм к более сложным. Животные и растительные организмы в течение геологической истории постепенно совершенствовались в борьбе за существование, приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни. Некоторые организмы на определенных стадиях развития Земли полностью вымирали, на смену им приходили другие — более совершенные. Это позволило установить относительный возраст каждого организма в сравнении с другими организмами. Таким образом, палеонтологический метод дает возможность по остаткам организмов судить об относительном возрасте горных пород.

    Эры и периоды геологической истории земли. С2, 2, QIII, Q IV


    Эра

    Период

    Отдел


    Кайнозойская KZ

    Неогеновый – N

    Плиоцен – N2


    Палеозойская PZ

    Каменноугольный – С

    Верхнекаменноуг. – С3


    Ордовикский – О

    Среднеордовик. - О2


    Верхнеордовик. – О3




    1. Опишите дополнительный состав работ, которые необходимы при изысканиях в районах распространения специфических грунтов и районах развития опасных геологических процессов: сжимаемые грунты.


    Ответ:

    К слабым следует относить грунты различного возраста, происхождения (генетических типов отложений) и вещественного состава, слаболитифицированные, малопрочные и сильносжимаемые с низкими значениями сопротивления зондированию: ил, сапропель, торф, грунты заторфованные, текучепластичные и текучие пылевато-глинистые, карбонатные.

    Изыскания на территориях распространения слабых грунтов должны выполняться с учетом их специфических состава, состояния и свойств:

    - высокой пористости и влажности;

    - малой прочности, сильной сжимаемости, длительной консолидации при уплотнении и падения прочности при ползучести;

    - часто значительной изменчивости состава, состояния и свойств по площади и глубине при анизотропии прочностных, деформационных и фильтрационных характеристик и существенном их изменении при нарушении природного сложения, в процессе консолидации основания и при высыхании (осушении);

    - усадки с образованием трещин при высыхании (осушении);

    - чувствительности к динамическим воздействиям;

    - неустойчивости органического вещества в зоне аэрации;

    - часто повышенной коррозионной агрессивности грунтов и подземных вод к бетонам и металлам.

    Материалы и данные изысканий должны обеспечивать выбор типа оснований с оценкой целесообразности сохранения слабых грунтов как элементов оснований или необходимости их удаления, замены, полной или частичной прорезки, преобразования свойств в природном залегании; установление способа инженерной подготовки и благоустройства территорий.

    При изысканиях для предпроектной документации на участках распространения слабых грунтов инженерно-геологическую съемку следует выполнять в масштабах 1:10 000-1:5000 с использованием материалов аэрокосмических съемок (особенно при значительных по площади заболоченных территориях, протяженных и широких погребенных ложбинах и долинах и др.), геофизических исследований, зондирования, пенетрационного каротажа, вращательного среза. При необходимости проводятся испытания прессиометром, дилатометром и другие, организуются стационарные наблюдения.

    При изысканиях для проекта инженерно-геологическую съемку следует выполнять в масштабах 1:2000-1:1000 со стационарными наблюдениями, при необходимости, за осадками существующих зданий и сооружений в аналогичных (подобных) инженерно-геологических условиях; изменением прочностных, деформационных и фильтрационных свойств слабых грунтов в процессе их уплотнения насыпями при строительстве и эксплуатации объектов; проявлением деформаций на участках заложения горизонтальных и вертикальных дрен; режимом подземных вод, водного и минерального питания болот; изменением коррозионной агрессивности подземных вод при строительстве и эксплуатации объектов.

    Дополнительно к общим требованиям следует устанавливать тип болот по условиям водного питания, источники питания, наличие родников, озер, сплавин, общую тенденцию развития болот и заболоченных земель (деградация, прогрессирующее заболачивание), свойства торфа и заторфованных грунтов с учетом анизотропии. Гранулометрический состав ила и сапропеля, ботанический состав торфа, показатели консолидации и ползучести и другие определяются по специальному заданию или по решению специалиста, ведущего изыскания.

    При изысканиях для рабочей документации следует устанавливать нормативные и расчетные значения прочностных, деформационных и других необходимых характеристик грунтов с учетом возможного их уплотнения (осушения) в процессе строительства и

    эксплуатации объекта, изменения характеристик при уплотнении и ползучести, а также под влиянием намечаемых мероприятий по повышению несущей способности грунтов и инженерной подготовке территорий.

    написать администратору сайта