методичка по геологии. Учебное пособие инженерная геология Лабораторные и практические занятия для студентов очного и заочного форм обучения всех специальностей строительных вузов

• Название: Учебное пособие инженерная геология Лабораторные и практические занятия для студентов очного и заочного форм обучения всех специальностей строительных вузов
• Анкор: методичка по геологии.docx
• Дата: 26.04.2017
• Размер: 10.27 Mb.
• Имя файла: методичка по геологии.docx
• Тип: Учебное пособие; #5504
• страница: 7 из 35

Задачи

1. По результатам бурения одной скважины необходимо построить геолого-литологическую колонку, на которой видно, как залегают слои, их мощность, литологический тип, глубина залегания уровня грунтовых вод, возраст пород. Буровые колонки составляют в масштабе 1:100 – 1:500.
Таблица 8.4

№ варианта (скважины)	абс. отметка устья скважины, м	№ слоя	Возраст горных пород	Описание горных пород	Мощность слоя, м	Глубина залегания уровня воды, м
						появ.	установ.
1	2	3	4	5	6	7	8
8.0	80,0	1 2 3 4	аQIV аQIV аQIII аQII	Суглинок серый, средней плотности Песок мелкозернистый, влажный, рыхлый Глина тугопластичная, с тонкими прослойками песка Гравийно-галечниковые отложения с включением песка, водонасыщенные, плотные	2,0 6,0 5,0 5,0	4,0 13,0	4,0 9,5
8.1	79,2	1 2 3 4 5 6	LQ3-4 mN2 mN2 mN2 mN2 mN2	Лёсс Песок пылеватый средней плотности Глина тугопластичная Песок пылеватый плотный Глина тугопластичная Песок мелкий плотный	6,6 2,2 8,5 2,6 3,9 8,0	29,3	29,3
8.2	20,2	1 2 3 4 5 6	dQ N N К К К	Суглинок бурый, полутвердый Глина полутвердая, темно-серая Песок мелкий, плотный, желтый Глина зеленая, тугопластичная песок пылеватый, плотный, серый Глина тугопластичная	2,0 1,0 2,0 3,3 0,3 2,0	3,5 8,3	3,5 4,0
8.3	51,2	1 2 3	dQ4 аQ2 mQ1	Супесь пластичная макропористая Песок мелкий средней плотности Глина с тонкими песчаными прослоями тугопластичная	3,0 3,0 6,0	4,8	4,8
8.4	45,3	1 2 3 4	tQ4 tQ4 mQ1 N2	Глыбы известняка-ракушечника Суглинок со щебнем Песок мелкий плотный Известняк-ракушечник	2,0 0,5 3,6 10,0	9,3	9,3
8.5	20,1	1 2 3 4	dQ4 lQ2 lQ2 K	Суглинок полутвердый со щебнем Песок крупный плотный Песок пылеватый плотный Глина полутвердая зеленая	0,2 1,5 3,0 5,2	3,0	3,0
8.6	150,0	1 2 3	аQ3 аQ3 аQ3	Глина полутвердая Суглинок тугопластичный Песок кварцевый средней крупности средней плотности	0,5 4,0 3,5	4,5	4,0

Продолжение табл.8.4

1	2	3	4	5	6	7	8
8.7	126,2	1 2 3	dQ4 lQ4 gQ3	Суглинок бурый с галькой Песчано-гравийные отложения Суглинок полутвердый красно-бурый с валунами и галькой	1,2 6,0 4,2	5,5	5,5
8.8	45,4	1 2 3	tQ4 mQ1 N2	Супесь со щебнем кирпича и древесными обломками Песок мелкий плотный Известняк-ракушечник	3,2 4,1 10,0	9,1	9,1
8.9	60,5	1 2 3 4	dQ4 аQ1 аQ1 аQ1	Суглинок со щебнем и глыбами Лёсс твердый Песок мелкий средней плотности Песок крупный с гравием и галькой средней плотности	2,8 4,0 9,5 7,1	19,5	19,5
8.10	97,5	1 2 3 4	аQ4 аQ4 аQ4 С1	Суглинок заторфованный текучепластичный Торф Песок крупный, средней плотности Алевролит трещиноватый	4,0 4,2 3,8 6,0	4,0	1,8

Пример выполнения задачи 8.0:


2. В шурфе, пройденном в контуре будущего сооружения, выполнялись испытания грунтов статическими нагрузками на штамп площадью 0,5 м². При этом фиксировалась осадка штампа S (мм) и среднее давление p под подошвой штампа (МПа). Постройте график зависимости S=f(p) и по нему определите модуль деформации грунтов Е (МПа). Варианты заданий представлены в табл.8.5.
Таблица 8.5

N варианта	Наименование грунта	Глубина установки штампа Н, м	Осадка штампа S, мм, при очередной ступени нагружения удельным давлением p, Мпа
			0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30	0,35	0,40
1	пески	2,3	0,15	0,60	1,20	1,05	1,50	2,45	3,50	3,50
2	пески	2,5	0,20	0,50	0,70	0,60	0,75	1,20	1,70	1,30
3	пески	4,4	0,20	0,60	0,70	0,60	0,75	1,10	1,40	1,90
4	пески	4,9	1,15	1,40	1,50	2,05	2,10	1,80	2,00	3,50
5	пески	5,0	0,65	0,60	1,20	1,30	1,40	2,50	3,80	4,25
6	пески	7,3	0,20	0,55	0,80	0,75	0,75	1,00	1,55	1,40
7	пески	9,7	0,15	0,70	0,60	0,75	1,20	1,70	1,90	3,20
8	суглинки	7,5	0,05	0,15	0,05	0,20	0,35	0,65	0,80	1,00
9	супеси	13,0	0,10	0,50	0,70	0,80	1,15	1,50	1,65	1,70
10	глины	12,0	0,30	0,50	0,35	0,40	0,45	0,70	0,75	0,80

Коэффициент Пуассона  принимают равным: для песков и супесей =0,30; для суглинков =0,35; для глин =0,42. Плотность всех грунтов  = 210³ кг/м³.
Пример расчета.
При испытании суглинков на глубине 2,5 м получены следующие результаты:

Удельное давление на штамп р, МПа	0,05	0,10	0,15	0,20	0,25	0,30
Приращение осадки штампа S, мм	0,95	1,70	1,70	1,95	3,75	6,90
Полная осадка штампа S, мм	0,95	2,65	4,35	6,30	10,05	16,95
Удвоенное приращение осадки штампа, 2S, мм	1,9	3,4	3,4	3,9	7,5	13,8

Построим график зависимости осадки от удельного давления S=f(p):


Далее вычисляем значение модуля деформаций по формуле:

, (8.1)

где k– безразмерный коэффициент, зависящий от материала штампа и его формы; принимаем для круглых штампов равным 0,8; d – диаметр штампа;  - коэффициент Пуассона; p – приращение среднего давления по подошве штампа; s– приращение осадки штампа при изменении давления на p.

Значение p определяют графически в пределах условно прямолинейного участка графика. Началом участка является точка на графике, соответствующая природному давлению. За конечные значения р_к и S_к — значения р_i и S_i соответствующие четвертой точке графика на прямолинейном участке.

Если при давлении р_i приращение осадки будет вдвое больше, чем для предыдущей ступени давления р_i-1, а при последующей ступени давления р_i+1 приращение осадки будет равно или больше приращения осадки при р_i, за конечные значения р_к и S_к следует принимать р_i-1 и S_i-1. При этом количество включаемых в осреднение точек должно быть не менее трех. В противном случае при испытании грунта необходимо применять меньшие ступени давления.

Для вычисления p на графике находим опытную точку 1, соответствующую полной осадке штампа при природном давлении грунта p_пр на глубине установки штампа Н.

Точка 1. p₁ = p_пр = = 20(кН/м³)  2,5 (м) = 50 кПа = 0,05 МПа => s₁=0,95мм.

Затем обозначают на графике следующие точки 2, 3, 4, 5, 6 полученные при последующих ступенях нагружения. Точка 4 соответствует давлению 0,2МПа (см.таблицу).

Точка 4. p₄=0,2МПа => s₄=6,3мм.

Поскольку приращение осадки штампа при давлении 0,2 МПа не превышает двойного приращения осадки за предыдущую ступень нагружения (0,15МПа): Δs₄=1,95 < 2Δs₃=3,4мм, за конечное давление р_к можно принять 0,2 МПа.

Следовательно, p = р₄-р₁ = 0,2 - 0,5 = 0,15 МПа и s = s₄ - s₁ = 6,3-0,95 =5,35 мм. Отсюда модуль деформаций:

15,8МПа.
2. На рис. 8.1 представлены результаты статического зондирования зондом диаметром 36 мм с регистрацией удельного сопротивления грунта под конусом зонда q и сопротивления грунта по боковой поверхности зонда f.

В пределах заданных литологических слоев по варианту определите среднее значение q_З и f_З и произведите оценку следующих показателей грунтов:

для песков – угол внутреннего трения φ, модуль деформации Е, плотность сложения;

для глинистых грунтов – угол внутреннего трения φ, удельное сцепление с, модуль деформации Е и показатель текучести I_L.

Варианты заданий

Вариант	№ слоя	Вариант	№ слоя
8.1	1,2,3	8.6	1,3,4
8.2	2,3,4	8.7	2,4,5
8.3	3,4,5	8.8	1,5,6
8.4	2,5,6	8.9	1,4,5
8.5	1,4,6	8.10	1,5,6

Рис. 8.1. График статического зондирования грунтов установкой С-979: 1 –q- удельное сопротивление грунта под конусом зонда; 2 - f – сопротивление грунта по муфте трения.
При определении физико-механических характеристик грунтов в качестве показателей зондирования следует принимать:

при статическом зондировании – удельное сопротивление грунта под конусом зонда q_З и удельное сопротивление грунта по муфте трения зонда f_З. В случае применения зонда I типа сопротивление грунта по боковой поверхности Q_З пересчитывается для каждого инженерно-геологического элемента на удельное сопротивление грунта трению f_З, где f_З – среднее значение сопротивления грунта по боковой поверхности зонда, МПа, определяемое как частное от деления измеренного общего сопротивления по боковой поверхности зонда на площадь его боковой поверхности в точке зондирования;

при динамическом зондировании – условное динамическое сопротивление грунта погружению зонда р.