Свойства минералов и горных пород. Процесс оврагообразования

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Контрольная работа

по ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ

Выполнила

студентка группы С-31

Реутова Е.Ю.

Киров 2012

Задание 1. Составить характеристики свойств минералов

Задание 2. Составить характеристики свойств горных пород

Задание 3. Объяснить условия образования делювиальных отложений. Составить инженерно-геологическую характеристику грунтов, наиболее часто встречающихся среди этих отложений

Продукты выветривания горных пород (элювий) плоскостными потоками смываются с возвышенностей на склоны к подножию. В зависимости от силы потоков и крутизны склонов в перемещении принимают участие глинистые, пылеватые и песчаные частицы. Постепенно на склонах и в пониженных частях рельефа накапливаются наносы: на склонах и у их подошвы - делювий; в понижениях, примыкающих к склонам - пролювий. Эти наносы имеют широкое распространение и почти сплошным покровом закрывают лежащие под ними коренные породы.

Делювий имеет всегда широкое распространение и отсутствует лишь на очень крутых или обрывистых склонах. По своему составу он разнообразен. В горных и предгорных районах это суглинки,, супеси и пески с включениями щебня и более крупных обломков скальных пород. На равнинах широко распространены суглинки и супеси, реже глины. Особенно большое распространение имеют делювиальные суглинки в лессовых районах, где их называют лёссовидными суглинками. Мощность делювия возрастает к основанию склонов, достигая в горных районах иногда нескольких десятков метров, а на равнинах - нескольких метров.

Делювиальные отложения часто служат основанием для зданий и сооружений. Общим для них является способность к сползанию вниз по склонам.

Задание 4. Охарактеризовать сдвиг горных пород. Дать характеристику сдвигу, привести схематический рисунок и оценить его влияние на условия строительства различных сооружений

делювиальный горный сейсмический овраг

Сдвиги. Одним из опаснейших и очень распространенных природных явлений есть сдвиги. Сдвиги свойственны западным областям Украины, а также побережью Черного и Азовского морей.

Сдвиги - это смещение вниз по укосу под действием сил притяжения больших грунтовых масс, которые формируют склоны гор, рек, озерных и морских террас.

Сдвиги могут быть вызваны как естественными, так и искусственными (антропогенными) причинами. К естественным относятся: увеличение крутизны склонов, подмыл их основы морской или речной водой, сейсмические толчки. Искусственными причинами является: разрушение склонов дорожными канавами, избыточным выносом почвы, вырубом лесов, неправильным выбором агротехники для сельскохозяйственных угодий на склонах. Согласно с международной статистикой, до 80% современных сдвигов вызванные деятельностью человека.

Сдвиги формируются преимущественно на участках увлажненных водостойкими и водоносными породами почв, когда сила притяжения накопленных на склонах продуктов разрушения горных пород, преимущественно в условиях увлажнения, превышает силы сцепления почв. Возникают сдвиги при крутизне склона 10° и больше. На глиняных почвах при избыточном увлажнении они могут возникать и при крутизне 5-7°.

По глубине залегания сдвиги бывают: поверхностные (1 м); мелкие (5 м); глубокие (до 20 м); очень глубокие (свыше 20 м), по типу материала: каменные (гранит, гнейс); грунтовые (песок, глина, гравий), а в зависимости от мощности они разделяются на: малые (до 10 тыс. м3); большие (до 1 млн. м3); очень большие (свыше 1 млн. м3).

Сдвиги могут быть активными и неактивными. На активность влияет горная порода склона, который составляет основу сдвига, а также наличие влаги. Скорость движения сдвига составляет от 0,06 м/рек до 3 м/с.

Нежелательно располагать сооружения на линиях разломов.

Задание 5

1. Зная период Т и амплитуду А колебаний сейсмической волны, вычислить сейсмическое ускорение б и коэффициент сейсмичности К.

2. Подсчитать сейсмическую инерционную силу S, воздействующую на сооружение при землетрясении. Массу сооружения Р принять равной 5500 т.

3. Используя величину сейсмического ускорения и шкалу MSK, определить силу землетрясения в баллах. Данные внести в таблицу.

4. По данным о силе землетрясения уточнять расчетную балльность строительной площадки в районе, сложенном рыхлыми осадочными породами с глубиной залегания грунтовых вод до 5 м от поверхности земли и скальными породам (гранитами, гнейсами), прикрытым маломощным слоем сухого аллювия.

Задание 6. Определить коэффициент фильтрации массива водоносных песков по результатам откачки из одиночной скважины

Используем «Руководство по определению коэффициента фильтрации водоносных пород методом опытной откачки» П-717-80. (Гидропроект. - Москва: Энергоиздат, 1981.)

Характеристика породы: Хорошо проницаемые галечники и гравий, частично с мелким песком, крупный песок, чистый среднезернистый песок, закарстованные, трещиноватые породы.

Задание 7. Составить описание геологического процесса оврагообразования: причины, стадии развития, условия строительства сооружений в районах развития этих процессов, мероприятия по их предупреждению и борьбе с ними

Овраг - форма рельефа в виде относительно глубоких и крутосклонных незадернованных ложбин, образованных временными водотоками.

Овраги возникают на возвышенных равнинах или холмах, сложенных рыхлыми, легко размываемыми породами, а также на склонах балок. Длина оврагов от нескольких метров до нескольких километров. Выделяют молодые (интенсивно развивающиеся) и зрелые овраги.

Причины оврагообразования.

Овраги служат местами сбора и стока поверхностных вод; темп роста их по ширине и протяженности зависит от степени устойчивости грунта против размывания. Образуются овраги в результате эрозийных процессов; в большинстве случаев эти процессы протекают интенсивно и в короткое время вызывают разрушение склонов оврага. В песчаных грунтах поверхностная вода быстро поглощается, не вызывая оврагообразования, напротив, в лёссах, лёссовидных суглинках, в глинистых и суглинистых грунтах овраги разрастаются быстро.

Процессу развития оврагов способствуют: вырубка насаждений по склонам и в бассейне оврагов, распахивание и добыча на крутых склонах глины и песка, отсутствие регулирования поверхностного стока, особенно при наличии заброшенных рвов, и т. п.

Безусловное влияние на образование оврагов оказывают климатические условия, в частности холодные, продолжительные зимы с глубоким промерзанием грунта и с накоплением снежного покрова большой толщины. Все это влечет образование трещин в грунтах и их разрушение. При таянии снега интенсивный и обильный сток воды в эти трещины вызывает образование рытвин. В засушливых районах интенсивное усыхание и растрескивание почв также может вызвать образование трещин в грунте.

Стадии развития.

Первая стадия промоины или рытвины глубиной до 0.5 реже до 1 м, V-образной формы. В ней обычно концентрируются потоки талых и дождевых вод. Продольный профиль промоины повторяет профиль склона, на котором она образовалась.

Борьба. Достаточно неглубокую промоину сгладить (вспашкой всвал или сгладить в ручную или дорожными машинами) засеять многолетними травами, чтобы потоки талых вод и ливневых вод стекали бы по задерненной поверхности, устойчивой против размыва. При более глубоких промоинах применяют донные сооружения - плетни-запруды из живых ивовых кольев и фашин.

Вторая стадия - стадия ускоренного врезания оврага вершиной. Продольный профиль днища постепенно отклоняется от профиля склона, но еще сильно отличается от профиля равновесия. Глубина оврага становится значительнее, склоны крутыми, треугольная форма его начинает переходить в трапецеидальную.

Борьба - лотки-быстротоки, донные сооружения: запруды плетни, облесение.

Третья стадия - стадия выработки продольного профиля равновесия. Овраг врезается до основания слона, форма поперечного профиля становится трапецеидальной, рост заметно замедляется.

Борьба - донные сооружения не имеют значения.

Четвертая стадия - стадия затухания, превращения оврага в балку или лог. Продольный профиль и склоны достигают некоторого равновесия, выхолаживаются, задерновываются, зарастают кустарником.

Борьба. Необходимо регулировать донными сооружениями меандрирование потока в русле оврага, чтобы талые и дождевые воды не подмывали стены оврага. Кроме того, надо содействовать скорейшему зарастанию склонов оврага древесной, кустарниковой и травянистой растительностью.

Овраги наиболее распространены в Европейской части России в пределах лесостепной и степной зон, в Средней Азии, - в лёссовых областях Китая, в ряде районов США и тропических стран.

Овраги наносят большой вред сельскому хозяйству, расчленяя и уничтожая поля. Для предупреждения овражной эрозии эффективны агротехнические приёмы, которые устраняют или уменьшают поверхностный сток и способствуют задержанию влаги на полях. На территории с развивающимися оврагами применяют гидротехнические устройства: водозадерживающие валы, валы-террасы, водоотводные канавы, запруды, подпорные стенки и др., а также производят посадку приовражных и прибалочных лесных полос, облесение и залужение склонов и дна оврагов, благодаря которым прекращается развитие овражной сети.

Задание 8. Охарактеризовать метод инженерно-геологических исследований - испытания грунтов методами динамического и статического зондирования

Данные методы относятся к специальным методам инженерной геологии. Они основаны на том, что песчано-глинистые породы в зависимости от их состава и свойств оказывают различное сопротивление режущему профилю, чаще всего коническому наконечнику.

Рис. 1. - Схема установки динамического зондирования:

1 - конический наконечник; 2 - штанга зонда; 3 - наковальня;

4 - молот; 5 - захват молота; 6 - ограничитель высоты подъема молота

Динамическое зондирование: по способу погружения конуса (забивка, вдавливание) различают динамическое и статическое зондирование. Динамическое зондирование предназначено для исследования песчано-глинистых пород, содержащих не более 40% крупнообломочного материала, на глубину до 20 м. С помощью этого метода можно расчленить разрез пород на слои, отличающиеся сопротивлением динамической пенетрации с высокой точностью (до 0,05 м); установить их степень однородности, определить показатели некоторых свойств и глубину забивки свай.

Статическое зондирование: основано на вдавливании зонда в грунт статической нагрузкой. Оно применяется для испытания немерзлых и талых песчано-глинистых грунтов, содержащих не более 25% частиц крупнее 10 мм (ГОСТ 19912-2001).

Рис. 2. - Схема погружения зонда при статическом зондировании:

1 - винтовые анкерные сваи; 2 - рама; 3 - зонд; 4 и 5 - динамометры;

6 - домкрат; 7 - направляющая

Литература

1. В.П. Ананьев, Л.В. Передельский «Инженерная геология и гидрогеология» - Москва, 1980.

2. ГОСТ 19912-2001. Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием.

3. «Руководство по определению коэффициента фильтрации водоносных пород методом опытной откачки» П-717-80. Гидропроект. - Москва: Энергоиздат, 1981.

4. В.П. Ананьев, А.Д. Потапов «Инженерная геология» - Москва, 2005.

Размещено на Allbest.ru