учебное пособие геология инженерные изыскания. Учебное пособие к практическим и лекционным занятиям для студентов очной и заочной форм обучения всех строительных специальностей
 Скачать 2.75 Mb.
|
|
Задача 9.9. В результате деформации трубопровода, находящегося на расстоянии 500 м от реки, произошла утечка в грунт ядовитых веществ. В месте аварии была пробурена скважина 1, а на берегу реки по направлению потока грунтовых вод – скважина 2. Описание скважин приводится в таблице. По материалам бурения постройте геологический разрез и определите, через какой промежуток времени загрязненные грунтовые воды достигнут реки, если коэффициент фильтрации песков средней крупности равен 10 м/сутки, пористость – 40 %. Описание буровых скважин № скважины, абс. отм. устья, м Возраст породы Мощность слоя, м Наименование горной породы Глубина залегания УГВ, м 4 , 150 1 aQ 3 gQ 2 10,1 5,3 Песок средней крупности, n=40%; K Ф =10 м/сут. Суглинок 5,2 2 , 146 2 aQ 3 gQ 2 6,2 2,8 Песок средней крупности Суглинок 1,1 Задача 9.10. При строительстве тоннеля на соседней территории был понижен уровень грунтовых вод (УГВ), что привело на горизонтальной строительной площадке, имеющей абсолютную отметку 103,2 м, к многочисленным провалам. Для оценки причин обрушения пробурены скважины на расстоянии 25 м друг от друга. Данные бурения приведены в табл. Постройте геологический разрез, оцените геологическую обстановку, дайте описание грунтам. Дайте рекомендации по устранению причины провалов и застройке площадки. Описание буровых скважин № скв. № слоя Возраст породы Наименование породы Мощность слоя, м Глубина залегания УГВ, м стат. динам. 1 1 2 3 fgQ 1 C 3 C 1 Песок среднезернистый Глина серая плотная Известняк серый трещиноватый, закарстованный 1,5 2,5 8,0 0,7 0,7 1,2 8,0 2 1 2 fgQ C 1 Песок среднезернистый Известняк серый трещиноватый закарстованный 3,0 9,0 0,8 0,8 7,8 3 1 2 3 fgQ 1 C 3 C 1 Песок среднезернистый Глина серая плотная Известняк серый закарстованный 2,0 1,0 7,0 0,9 0,9 1,5 8,0 74 Задача 9.11. В сводах памятника архитектуры XVII в., выстроенного на первой надпойменной террасе р. Казанки, образовались трещины в период строительства, а затем эксплуатации автострады и моста через реку. Для установления причин трещинообразования было пробурено две скважины: одна около памятника, вторая на стыке опоры моста и дороги в 20 метрах от памятника. Постройте геологический разрез по этим скважинам, описание которых дается ниже, дайте подробную характеристику всем вскрытым скважинами породам, объясните, какие геологические и инженерно-геологические процессы могли привести к деформации памятника, если известно, что опоры моста устроены на свайных фундаментах из забивных свай. Дайте рекомендации по устранению дальнейшего разрушения памятника. Описание буровых скважин № скважины, абс. отм. устья, м Возраст породы Мощность слоя, м Наименование горной породы Глубина залегания УГВ, м 7 , 130 1 aQ 3 aQ 3 aQ 3 2,2 10,6 3,0 Супесь пылеватая Песок пылеватый с тонкими слоями супеси Песок мелкозернистый 11,2 2 , 130 2 aQ 3 aQ 3 3,4 15,0 Супесь иловатая Песок пылеватый 11,6 Задача 9.12. По данным бурения трех скважин, расположенных на одной прямой на расстоянии 160 м друг от друга, постройте геологический разрез. Описание буровых скважин № скважины, абс. отм. устья, м Возраст породы Мощность слоя, м Описание горных пород Глубина залегания уровня воды, м стат. динам. 6 , 499 1 dQ 3-4 mN 2 15,2 5,1 Лёсс Песок мелкозернистый 19,6 19,6 3 , 510 2 dQ 3-4 mN 2 mN 2 mN 2 mN 2 mN 2 6,6 1,2 8,5 2,6 3,9 3,0 Лёсс Песок пылеватый Глина буровато-коричневая Песок пылеватый Глина серая плотная Песок пылеватый 6 , 511 3 dQ 3-4 mN 2 mN 2 mN 2 mN 2 mN 2 mN 2 1,6 5,2 2,3 8,5 2,6 3,9 2,0 Лёсс Глина буровато-коричневая Песок пылеватый Глина серая плотная Песок пылеватый Глина Песок мелкозернистый 75 Опишите свойства пород, вскрытых геологическими скважинами, укажите их возраст и условия образования. Спроектируйте в районе первой и второй скважин канал, заложите его перпендикулярно линии разреза. Абсолютная отметка дна канала 503,3 м. В каком месте поперечного разреза канала нужна наиболее надежная гидроизоляция? Рассмотрите вариант закладки канала в районе скважины 3 с учетом того, что площадь между скважинами 1 и 2 застроена. Сравните оба варианта. Задача 9.13. Таблица 9.1. Описание буровых скважин № скважины абс. отметка, м Геолог. возраст Мощность слоя, м Наименование горной породы Глубина залегания УПВ, м 1 50,2 tQ 4 mP 2 mP 2 1,0 8,0 4,0 Глыбы и щебень Песчаник и конгломерат на железистом и кремнистом цементе Известняк Встречен на глубине 9,0м. Установился на глубине 5,0м. 2 50,2 mP 2 mP 2 mP 2 1,0 8,0 1,0 Конгломерат Известняк Глина твердая 5,0 3 50,2 mP 2 mP 2 1,0 9,0 Известняк Глина твердая 4 51,4 tQ 4 mP 2 mP 2 3,0 2,0 5,0 Суглинок со щебнем Глина твердая Песок плотный, мелкий 6,0 5 42,0 IhQ 4 lQ 4 lQ 4 0,5 5,0 1,5 Торф Песок Суглинок 0,7 6 42,3 IhQ 4 IhQ 4 IhQ 4 lQ 4 2,0 3,0 3,5 2,0 Торф Лёд Песок Суглинок 7 42,0 IhQ 4 lQ 4 0,8 6,0 Торф Песок 0,4 8 42,0 lQ 4 lQ 4 6,0 2,0 Песок Суглинок 1,0 9 10,0 mQ 2 mQ 1 mQ 1 mQ 1 mQ 1 1,0 4,0 4,0 3,0 2,0 Песок мелкий Глина песчанистая Песок пылеватый Глина Песок мелкий Встречен на глубине 12,0м. Установился на глубине 6,1м. 10 6,0 mQ 1 mQ 1 mQ 1 mQ 1 mQ 1 2,0 3,0 3,0 1,0 5,0 Глина песчанистая Песок пылеватый Глина Песок мелкий Глина Встречен на глубине 8,0м. Установился на глубине 2,6м. 76 Проектируется цех с мокрым технологическим процессом, в котором используются кислоты и другие материалы. В таком цехе возможны утечки, которые могут повлечь за собой изменение свойств грунтов основания. Постройте геологический разрез по данным бурения четырех скважин (табл. 9.1.) и выберите такое место для цеха длиной 20 м, где он нанесет минимальный ущерб геологической среде. Спрогнозируйте изменение геологической среды в случае расположения здания на других участках. Скважины 1, 2, 3, 4 расположены через 50 м на одной прямой. Задача 9.14. По данным бурения четырех скважин 5, 6, 7, 8 (табл. 9.1), находящихся на одной прямой линии, постройте геологический разрез участка, находящегося в вечномерзлом состоянии и покрытого таежной растительностью. Где в пределах участка можно организовать открытую стоянку для транспортных и дорожных машин и где устройство стоянки приведет к необратимым и вредным изменениям геологической среды? Спрогнозируйте эти процессы во времени. Расстояние между скважинами 50 м. Задача 9.15. Новый квартал приморского города возведен на неуплотненных песчано-глинистых грунтах лиманно-морского происхождения. В пределы квартала попал древний склеп, рационально размещенный строителями ниже глубины промерзания и немного выше уровня подземных вод, постоянство которого поддерживалось на протяжении веков постоянством уровня моря. Благодаря расположению склепа выше подземных вод в нем сохранялись постоянная температура и влажность, что обеспечило прекрасную сохранность античных фресок 1 века н. э. Постройте геологический разрез, используя результаты бурения скважин 9 и 10 (табл.9.1). Покажите грунтовый и напорный водоносные горизонты. К каким изменениям состояния склепа приведет постройка жилого дома на указанном участке? Какие меры по охране окружающей среды следует предпринять для сохранения памятника культуры? 77 Задача 9.16. Постройте геологический разрез, используя топографический профиль и данные бурения 4 скважин, описание которых дано в таблице. Опишите геологический процесс, который протекал и протекает в массиве. Опишите все породы, залегающие в разрезе, учтите их возраст и свойства. Дайте прогноз геологической обстановки, перечислите геологические процессы, которые могут активизироваться при понижении или повышении уровня воды в реке. Описание буровых скважин № скважины, абс. отм. устья, м Возраст пород Мощность слоя, м Описание горных пород Глубина залегания уровня воды, м стат. динам. 2 , 20 1 dQ N N 2,0 1,0 1,0 Суглинок Глина Песок 2 , 20 2 dQ N N K K K 2,0 1,0 2,0 3,3 0,3 2,0 Суглинок Глина Песок мелкий Глина плотная Песок пылеватый Глина плотная 3,5 3,5 3 , 17 3 dQ N N K K K 2,1 1,1 0,9 1,7 0,3 1,5 Суглинок Глина Песок мелкий Глина плотная Песок пылеватый Глина плотная 0,6 0,6 1 , 18 4 dQ N N K 2,1 1,1 2,1 6,0 Суглинок Глина Песок Глина плотная, на глубине 9м перемятая, трещиноватая 2,0 5,0 2,0 5,0 СКВ.1 СКВ.2 СКВ.3 СКВ.4 78 Задача 9.17. По результатам бурения четырех скважин, приведенным ниже, постройте геологический разрез, определите гидравлический уклон и расход потока между скважинами 1-3 и 3-4. Скважины расположены на одной прямой на расстоянии 100 м друг от друга. Коэффициент фильтрации песка 1 м/сут. Определите наиболее рациональный участок для строительства жилого здания с учетом геологических условий. Спрогнозируйте инженерно-геологические процессы, которые возникнут в процессе эксплуатации сооружения и меры их предотвращения (предупреждения). Описание буровых скважин № скважины, абс. отм. устья, м Геологический индекс Мощность слоя, м Наименование горной породы Глубина залегания УГВ, м 2 , 46 1 mQ 2 mQ 2 6,5 2,0 Песок мелкий Глина 3,0 1 , 50 2 elQ 4 mQ 2 5,0 0,8 Песок пылеватый Песок мелкий 2 , 46 3 mQ 2 mQ 2 6,0 1,6 Песок мелкий Глина 3,2 4 , 46 4 mQ 2 mQ 2 6,0 1,4 Песок мелкий Глина 3,5 Задача 9.18. Для размещения камнедробильной установки и печи для обжига кирпича на заводе строительных материалов пробурено 3 скважины на расстоянии 50 м друг от друга. По проведенным ниже данным постройте геологический разрез. Описание буровых скважин № скважин, абс. отм. устья, м Геол. возраст Мощность слоя, м Описание горных пород Глубина залегания УГВ, м 2 , 506 1 aQ 2 mQ 1 10,0 3,0 Песок мелкий рыхлого сложения Глина 3,6 3,6 3 , 509 2 dQ 4 aQ 2 mQ 1 3,0 3,0 6,0 Супесь рыхлого сложения Песок мелкий Глина с тонкими песчаными прослоями 4,8 4,8 9 , 510 3 dQ 4 mQ 1 1,0 15,0 Суглинок Глина с тонкими прослоями песка пылеватого 0,7 0,7 79 Разместите на площадке печь длиной 60 м и шириной 4 м так, чтобы разность осадок опор была минимальной. Определите, на каком участке разреза целесообразнее установить камнедробилку? Спрогнозируйте геологические процессы, которые возникнут в процессе эксплуатации сооружений. Задача 9.19. По данным бурения скважин, расположенных по одной прямой на расстоянии 50 м друг от друга, постройте геологический разрез площадки, отведенной под строительство промышленного здания. Проанализируйте геологическое строение участка, охарактеризуйте грунты, рационально разместите здание, учтите в нем цех с мокрым технологическим процессом шириной 48 м. Определите и спрогнозируйте процессы, которые могут возникнуть или активизироваться в время и после окончания строительства. Описание буровых скважин № скважин, абс. отм.устья, м Возраст пород Мощность слоя, м Описание горных пород Глубина залегания УГВ, м стат. динам. 4 , 22 1 gQ 0,6 18,4 2,2 * Суглинок с валунами Известняк трещиноватый закарстованный Песчаник кварцевый плотный 16,2 16,2 1 , 26 2 gQ C C 8,3 4,8 2,4 Суглинок с валунами Известняк закарстованный Песчаник кварцевый плотный 10,7 10,7 9 , 26 3 gQ C C 3,5 2,5 2,0 Суглинок с включением валунов Известняк трещиноватый Песчаник кварцевый плотный 6,4 6,4 6 , 27 4 C C 2,8 3,0 Известняк трещиноватый Песчаник кварцевый плотный 2,0 2,0 Задача 9.20. Постройте геологический разрез по данным бурения четырех скважин, расположенных на одной прямой, на расстоянии 50 м друг от друга. Определите возраст всех вскрытых горных пород, их форму залегания, дайте ей название. Установите геологические процессы, обусловившие формирование указанной на разрезе геологической обстановки в дочетвертичное, 80 четвертичное время. Назовите процессы, которые могут активизироваться в результате строительства. Разместите на площадке отстойник промстоков размером 50х30 м, глубиной 3,5 м. Укажите процессы, которые могут активизироваться после начала его эксплуатации. Описание буровых скважин № скважин, абс. отм. устья, м Возраст пород Мощность слоя, м Описание горных пород Глубина залегания уровня воды, м стат. динам. 4 , 42 1 gQ 1 C C 0,6 18,4 2,2 * Суглинок с включением валунов Известняк трещиноватый закарстованный Песчаник кварцевый плотный 16,2 16,2 1 , 46 2 gQ C C 8,3 4,8 2,4 Суглинок с включением валунов Известняк закарстованный Песчаник кварцевый плотный 10,7 10,7 9 , 46 3 gQ C C 3,5 2,5 2,0 Суглинок с включением валунов Известняк трещиноватый Песчаник кварцевый плотный 6,4 6,4 6 , 47 4 C C 2,8 3,0 Известняк трещиноватый Песчаник кварцевый плотный 2,0 2,0 Пример выполнения задач 9.1-9.20 Для выяснения причин образования трещин в здании школы длиной 180 м пробурены три скважины вдоль стены, описание которых даны ниже в таблице. В этой же таблице приведены глубины залегания уровней грунтовых вод (УГВ); статический и динамический вдоль стены здания. Опишите процесс, который привел к деформации зданий. Геологическое строение участка Участок неоднородный: два выдержанных по мощности слоя и линза песка. Известняк трещиноватый (С 1 ) низкой прочности (R с =3-1 МПа). Известняки в зависимости от структуры, текстуры и примесей обладают существенно разными физико-механическими свойствами. Наиболее прочными являются массивные мелкозернистые перекристаллизованные окварцованные известняки (R с = 100-200 МПа). Прочность массивов, 81 сложенных карбонатными породами, в основном определяется их трещиноватостью различного происхождения. Кроме тектонических трещин, по долинам рек часто прослеживаются трещины оседания. Блоки массивов разбиты на отдельные глыбы густой сетью трещин выветривания. Характер и интенсивность выветривания известняков во многом зависят от их структурных и текстурных особенностей. Наиболее стойкими к выветриванию являются массивные мелкозернистые окремнелые или окварцованные известняки, особенно же легко выветриваются плитчатые и рассланцованные разновидности. Аналогичная зависимость прослеживается и в процессе карстования известняков. При небольших нагрузках известняки практически не сжимаются, но под действием очень больших нагрузок в течение длительного времени они могут проявлять реологические свойства. Описание буровых скважин № скважин, абс. отм. устья, м № слоя Геологи ческий возраст Описание горных пород Мощность слоя, м Глубина заложения УГВ, м стат. динам. 4 , 125 1 1 2 3 aQ 2 aQ 2 C 1 Суглинок бурый Песок мелкий серый Известняк серый, трещиноватый 1,5 0,4 11,2 3,1 9,6 5 , 123 2 1 2 3 aQ 2 aQ 2 C 1 C 1 Суглинок бурый Песок мелкий серый Известняк трещиноватый Пустое пространство, вода Известняк серый 1,4 3,0 2,5 0,8 6,0 1,1 8,2 0 , 124 3 1 2 3 aQ 2 aQ 2 C 1 C 1 Суглинок бурый Песок мелкий серый Известняк трещиноватый Пустое пространство, вода Известняк серый 31,8 0,6 2,0 0,4 6,0 3,2 11,2 Песок серый аллювиальный мелкий (aQ 2 ). Аллювиальным песчаным отложениям свойственна неоднородность гранулометрического состава, обработанная круглая форма частиц, рыхлое сложение и т.п. В разрезе аллювиальных песков иногда прослеживается вполне определенная сортировка материала. Наличие сортировки напрямую связано с условиями формирования аллювиальных отложений. Вниз по склону и вверх по разрезу происходит постепенное увеличение дисперсности песка. С точки зрения инженерно-геологической оценки пригодности аллювиальных песков в качестве оснований сооружений следует иметь в виду, что при их небольшой мощности и спорадическом размещении, а также всегда рыхлом сложении при выборе площадки строительства 82 следует проводить тщательные инженерные изыскания непосредственно на изучаемом участке. Суглинок бурый аллювиальный (aQ 2 ). Суглинки плохо дренируемых участков обычно имеют серо-сизый цвет вследствие их обогащения органическими веществами; на дренированных прирусловых участках цвет пород коричневато-бурый. Молодые пойменные суглинки обычно очень рыхлые, влажные и слабосвязные. Высыхание их сопровождается структурными изменениями, выражающимися в появлении мельчайших трещинок, которые разбивают породу на отдельности направленной формы. По стенкам этих трещинок часто отлагаются оксиды железа бурового цвета, которые дополнительно увеличивают неоднородность строения отложений. Очень часто в разрезах глинистого аллювия наблюдаются своеобразные темноцветные горизонты, обогащенные органическими веществами. Наличие таких горизонтов в толще аллювия ухудшают его свойства вследствие повышенного содержания органического материала, который повышает гидрофильность, влажность, набухаемость, сжимаемость и снижает сопротивление сдвигу аллювиальных суглинков. |