Інженерна геологія

Міністерство освіти і науки України

Полтавський національний технічний університет ім. Ю. Кондратюка

Кафедра видобування нафти та газу і геотехніки

Розрахунково-графічна робота

з дисципліни

"Інженерна геологія і гідрогеологія"

Виконала

Студ. гр.301-СВ

Бутенко Н.М.

Перевірила

Андрієвська О.В.

Полтава 2007

Зміст

1. Визначення характеристик ґрунту

2. Визначення розрахункової сейсмічності географічного пункту

3. Визначення припливу води до досконалої свердловини і витрати плоского потоку

4. Карта гідроізогіпс

5. Оцінка потенційної підтоплюваності території

6. Геологічний та інженерно-геологічний розрізи

Література

1.Визначення характеристик ґрунту

1. Визначимо похідні характеристики піщаного і глинистого грунтів.

Піщаний грунт.

Щільність частинок ґрунту

Щільність ґрунту

Природна вологість

Визначимо:

Щільність сухого ґрунту

Коефіцієнт пористості

Ступінь вологості

Згідно із завдання маємо наступний гранулометричний склад.

Отже, оскільки розмір часток більших 0,5 мм більше 50% (6,7+51,1=57,8>50%), то даний пісок - крупний.

Згідно ДСТУ Б.В.2.1-2-96 Грунти. Класифікація. Видання офіційне. Введений 01.11.96. Маємо наступні порівняльні таблиці:

Б-17

Б-18

Тоді, згідно цих таблиць можна зробити висновок, що даний пісок середньої щільності і малого ступеню водонасичення.

Глинистий грунт.

Щільність частинок ґрунту

Щільність ґрунту

Природна вологість

Вологість на межі текучості

Вологість на межі пластичності

Визначимо:

Щільність сухого грунту

Коефіцієнт пористості

Ступінь вологості

Число пластичності

Показник текучості

Згідно ДСТУ Б.В.2.1-2-96 Грунти. Класифікація. Видання офіційне. Введений 01.11.96. Маємо наступні порівняльні таблиці:

Б-11

Б-14

Отже, даний ґрунт - суглинок текучоластичний.

2. Визначимо коефіцієнт стисливості т і модуль деформації Е за результатами випробувань зразків грунту в компресійному приладі.

Згідно із завдання наш інтервал тиску 0,025-0,15 МПа. Тоді, визначивши з графіка відповідні коефіцієнти пористості (е_п, е_п-1) будемо мати:

Відповідно пористість для визначення модуля деформації е_о= 0,88 і коефіцієнт, що враховує бічне розширення, в= 0,62. Тоді, маємо:

3. Визначимо коефіцієнт відносної просадочності за результатами випробувань зразків просадочних грунтів у компресійному приладі.

Згідно із завдання виникаючий тиск Р= 0,17 МПа, тоді згідно графіку визначаємо h_n.p= 26,05 мм, h_stat.p = 23,6 мм, h_n.g = 27 мм; де h_n.p і h_stat.p- висоти зразка відповідно природної вологості та після зволоження, коли діє тиск, що дорівнює тискові на конкретній глибині від зовнішнього навантаження та власної ваги грунту, і h_n.g- висота зразка природної вологості при дії тиску від власної ваги грунту.

Так, як Е_sl більше 0,01, то даний ґрунт є просадочним.

2.Визначення розрахункової сейсмічності географічного пункту

Знайдемо розрахункову сейсмічність.

Згідно із завдання географічний пункт - Форос. Тоді, відповідно до додатку 1 СНиПа ІІ-7-81 "Строительство в сейсмических районах" сейсмічність цього пункту 8 балів.

Уточнюємо сейсмічність ділянки будівництва в залежності від складу ґрунту. Так як склад нашого грунту - пісок пилуватий, середньої щільності, та глина тверда, то сейсмічність площадки будівництва при сейсмічності району 8 балів буде також 8 балів. Далі уточнюємо сейсмічність в залежності від призначення споруди. Оскільки за завданням маємо особливо відповідальну споруду то уточнена сейсмічність площадки будівництва у 8 балів буде 9 балів.

2.Визначимо інтенсивність землетрусу в епіцентрі за його силою та глибиною розміщення гіпоцентру за формулою (в балах):

Дано:

Магнітуда коливань М= 6,8

Глибина гіпоцентру h= 10 км

Період коливань сейсмічних хвиль Т= 0,78 с

3. Визначимо інтенсивність землетрусу в балах за величиною

сейсмічного прискорення. Сейсмічне прискорення визначають за формулою:

Амплітуда коливань А= 7,0 см

Інтенсивність землетрусу, що відповідає цьому прискоренню, дорівнює 8 балів.

3.Визначення припливу води до досконалої свердловини і витрати плоского потоку

рівень ґрунтової води; 2- лінія депресії; 3- водотривкий шар.

Н- потужність водоносного шару; h- висота стояння води в колодязі після зниження рівня; S- величина зниження рівня води в колодязі; R- радіус депресії; r- радіус колодязя. У цьому випадку приплив води до свердловини визначається за формулою Дюпюї:

,

де коефіцієнт фільтрації водоносного шару k_f = 12 м/добу; товщина водоносного шару Н = 6 м; зниження рівня води у свердловині S = 2 м; діаметр свердловини d= 20 см; радіус депресії визначимо за допомогою формули Кусакіна:

Тоді, приплив води до свердловини, доведеної до водотривкого шару, влаштованої в ненапірних водах, буде:

1-рівень ґрунтової води; 2- лінія депресії; 3- водотривкий шар.

Н- напір води у водоносному шарі; h- висота стояння води в колодязі після зниження рівня; а- товщина водоносного шару; S- величина зниження напору води у колодязі; R- радіус депресії; r- радіус колодязя. У цьому випадку приплив води до свердловини визначається за наступною формулою Дюпюї:

, де

коефіцієнт фільтрації водоносного шару k_f = 25 м/добу; напір води у водоносному шарі Н = 12 м; зниження напору води у свердловині S = 4 м; діаметр свердловини d = 30 см; товщина водоносного шару а= 5 м; радіус депресії визначимо за допомогою формули Кусакіна:

Тоді, приплив води до свердловини, влаштовану в напірних водах,

буде:

1-рівень ґрунтової води; 2- лінія депресії; 3- водотривкий шар; 4- умовний водотрив.

Н- умовний напір води у водоносному шарі; h- висота стояння води в колодязі після зниження рівня; S- динамічний рівень води у колодязі; р- глибина води в колодязі; R- радіус депресії; r- радіус колодязя. У цьому випадку приплив води до свердловини визначається за наступною формулою Дюпюї:

1-рівень ґрунтових вод; 2- водотривкий шар.

Н₁- товщина потоку в першому перерізі; Н₂- товщина потоку в другому перерізі; L- довжина потоку між перерізами. Розрахунок плоского потоку ведеться по формулі:

,

де k_f= 8,3 м/добу; Н₁= 7,2 м; Н₂= 5,3 м; L= 10,5 м.

4. Карта гідроізогіпс

При виконанні розвідувальних робіт пробурено 12 свердловин. За абсолютними позначками устя свердловини та результатами заміру глибин залягання рівня ґрунтових вод побудуємо карту дзеркала ґрунтових вод у гідроізогіпсах (див. ст.10).

5.Оцінка потенційної підтоплюваності території

Дану оцінку виконаємо на основі використання критерію потенційної підтоплюваності Р:

, де

фактичний рівень підземних вод h_е= 16,8 м; критичний підтоплюючий рівень підземних вод Н_с= 4,5 м.

Величина можливого підйому рівня ґрунтових вод

, де

t_i- проміжок часу, за який відбудеться підйом рівня ґрунтових вод (розрахунковий період Т=25 років = Уt_i), v_і - швидкість підйому підземних вод.

Згідно завдання питома витрата води на 1 га підприємства становить 31000 м³/добу, а це відповідає класифікації групі підприємств - А. Відповідно до завдання маємо наступні інженерно-геологічні умови: шар 1 - суглинки, шар 2 - глини + (глибина підземних вод 16,8 м, товщина шару 4 м), що відповідає 2-гій схемі природних умов. Тоді, за схемою природних умов і класифікацією підприємств за кількістю води, що використовується, маємо наступні швидкості підйому ґрунтових вод:

за перші 10 років v = 1 м/рік

період від 10 до 15 років v = 0,3 м/рік

період від 15 до 20 років v = 0,3 м/рік

період від 20 до 25 років v = 0,2 м/рік

Тоді, маємо:

Оскільки Р менше 1, то вважають що дана ділянка потенційно підтоплювана.

6.Геологічний та інженерно-геологічний розрізи

М 1:100

Література

1. ДСТУ Б.В.2.1.-2-96 Грунти. Класифікація. Видання офіційне. Введений 01.11.96.

2. СНиП ІІ-7-81. Строительство в сейсмических районах/ Госстрой СССР. - М.: Стройиздат, 1982.-48с.

3. Інженерна геологія. Механіка ґрунтів, основи і фундаменти: Підручник/ М.Л. Зоценко, В.І. Коваленко, В.Г. Хілобок, А.В. Яковлєв.- К.: Вища шк., 1992.- 408с.: іл.