Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Темы заданий
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
_____________________________________________________________
| УТВЕРЖДАЮ Директор ИГНД _________ Е.Г. Язиков " ___" _______2009 г. |
ОБЩАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
Лабораторный практикум
для студентов очной и заочной форм обучения для направления 130100
" Геология и разведка полезных ископаемых" и специальности 130302 " Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания"
Томск 2009
УДК 624.131
ОБЩАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. Лабораторныйпрактикумдля студентов очной и заочной форм обучения для направления 130100 " Геология и разведка полезных ископаемых" и специальности 130302 " Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания"
Томск, 2009 - 58 с.
РАССМОТРЕНО И ОДОБРЕНО на заседании обеспечивающей и выпускающей кафедры ГИГЭ
" " г., протокол №
Разработчик доц. каф. ГИГЭ, к.г.-м.н О.Ф. Зятева
Рецензент, доцент каф. ГИГЭ, к.г-м.н. Т.Я. Емельянова
Зав. обеспечивающей и выпускающей кафедры ГИГЭ
профессор, д.г.-м.н. С.Л. Шварцев
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторный практикум по дисциплине “Общая инженерная геология” составлен в соответствии с Государственным образовательным стандартом на основе существующих стандартов и правил, методических указаний и включает задания по основным направлениям инженерной геологии.
В результате выполнения практических заданий студенты закрепляют теоретические знания и приобретают практические навыки инженерно-геологической оценки свойств горных пород и грунтов, составления инженерно-геологических классификаций процессов и явлений и выявления геодинамической обстановки, а также знакомятся с основами инженерно-геологического картирования.
ТЕМЫ ЗАДАНИЙ
Тема 1. Визуальное описание глинистых грунтов
и классификационных показателей
Цель. Ознакомиться с методами и методикой описания песчаных и глинистых грунтов в полевых условиях
Задание.
1. Освоить на характерных образцах основные признаки для визуального определения в поле разновидности глинистых грунтов (табл. 1).
2. Освоить основные признаки для визуального определения консистенции глинистых грунтов и влажности песчаных грунтов, типов и подтипов лессовых пород (табл. 2, 3, 4, 5).
3. Составить подробное описание 3 образцов глинистого (лессового) грунта с определением всех необходимых классификационных показателей.
4. Письменно ответить на контрольные вопросы.
Последовательность описания следующая:
1. Название породы (глина, суглинок, супесь, песок и т.д.).
2. Минеральный состав.
3. Цвет.
4. Гранулометрический состав (размер и форма зерен).
5. Размер пор и их расположение; наличие макропор.
6. Содержание органических веществ и их распределение.
7. Текстурные особенности.
8. Включения (форма, состав, размер, характер распределения).
9. Влажность и консистенция.
Примеры.
1. Глина каолиновая белая однородная тугопластичная.
2. Суглинок лессовидный палевый макропористый с отдельными порами до 1–2 мм с примазками органического вещества и включением растительных остатков с тонким вкраплением карбонатов мягкопластичный.
3. Супесь бурая ожелезненная текучая.
4. Песок кварцево-полевошпатовый бурый мелкозернистый влажный.
Контрольные вопросы.
1. Перечислить основные признаки, предложенные И.Н. Филатовым для определения разновидностей глинистых грунтов.
2. В каком состоянии (консистенции) в природных условиях встречается супесь?
3. В каком состоянии (консистенции) в природных условиях встречаются суглинки и глины?
4. Назвать основные признаки, используемые для определения консистенции глинистых пород.
5. Перечислить основные визуальные признаки, используемые при определении степени влажности песчаных пород.
6. Какие выделяются разновидности песков по степени влажности?
7. Какие типы и подтипы лессовых пород выделены А.К. Ларионовым?
8. Перечислить основные полевые признаки, используемые при определении структуры лессовых пород.
Таблица 1 - Признаки для определения разновидностей глинистых пород (по И.Н. Филатову)
| Породы | Ощущение при растирании породы пальцами на ладони руки | Виды растертой массы на ладони, при наблюдении в лупу, а также простым глазом | Состояние сухой породы | Состояние влажной породы | Отношение породы к скатыванию при взаимодействии ее с водой | Другие признаки |
| Глина | Очень трудно растираются в порошок | Однородная тонкопорошковая масса, не содержащая частиц крупнее 0.25 мм | Твердые комья не рассыпаются от удара молотком в порошок и при давлении рукой | Пластичное, липкое и мажущее | Легко дают прочный длинный шнур диаметром менее 1 мм. Легко скатывается в шарик. | При резании ножом в сыром состоянии дают гладкую поверхность, на которой не видно песчинок |
| Суглинки | Растертая на ладони масса не дает ощущения однородного порошка | Среди преобладающих пылевато-глинистых частиц ясно видны песчаные частицы крупнее 0.25 мм | Комья легко разваливаются при ударе молотком и при давлении рукой | Пластичное | Длинного шнура не дают. Шнур при сгибании образуется в шарик | То же, но чувствуется присутствие песчинок |
| Супесь | Неоднородный порошок, в котором явно чувствуется присутствие песка | Преобладают песчаные час-тицы крупнее 0.25 мм, более мелкие являются примесью | Комья легко рассыпаются от давления рукой и при растирании | Слабо пластичное | Скатываются в шнур. Шарик образует трещины на поверхности и осыпается | При резании ножом в сыром состоянии дают шероховатую поверхность |
Продолжение табл.1
| Породы | Ощущение при растирании породы пальцами на ладони руки | Виды растертой массы на ладони, при наблюдении в лупу, а также простым глазом | Состояние сухой породы | Состояние влажной породы | Отношение породы к скатыванию при взаимодействии ее с водой | Другие признаки | |
| Песок | Ощущение песчаной массы | Состоит нацело из зерен песка | Сыпучее | При незначительном увлажнении обладает небольшой вяжущей связностью. При пере-увлажнении переходит в текучее состояние | Не скатывается в шнур и в шарик | ||
| Гравий | Присутствие частиц крупнее 2 мм свыше 50 | ||||||
Таблица 2 - Визуально определяемые признаки состояния глинистых (непросадочных) грунтов по консистенции (Справочник, 1975)
| Консистенция | Признак | |
| Супесь | Твердая | Образец грунта при ударе разбивается на куски, при сжатии в ладони рассыпается, при растирании пылит. Вырезанный кусок ломается без заметного изгиба. |
| Пластичная | Образец грунта легко разминается рукой, хорошо формируется и сохраняет природную форму, при сжатии в ладони ощущается влажность. Иногда обладает липкостью. | |
| Текучая | Образец грунта легко деформируется от незначительного нажима и растекается. | |
| Суглинки и глины. | Твердая | Образец грунта при ударе разбивается на куски, иногда при сжатии в ладони рассыпается, при растирании пылит, ноготь большого пальца вдавливается в образец грунта с трудом. |
| Полутвердая | Вырезанный брусок грунта без заметного изгиба ломается с образованием шероховатой поверхности излома, при разминании крошится. Ноготь большого пальца вдавливается в образец грунта без особых усилий. | |
| Тугопластичная | Вырезанный брусок грунта заметно изгибается еще до излома. Кусок грунта с трудом разминается руками; палец легко оставляет неглубокий отпечаток, но вдавливается лишь при сильном нажиме. | |
| Мягкопластичная | Образец грунта на ощупь влажный или очень влажный. Кусок грунта легко разминается, но при формировании сохраняет приданную ему форму. Иногда приданная форма сохраняется на продолжительное время. Палец вдавливается в образец грунта при умеренном нажиме на несколько сантиметров. | |
| Текучепластичная | Образец грунта на ощупь влажный. Кусок грунта разминается при легком нажиме пальцем, но не сохраняет форму, липкий и без просушивания не может быть раскатан в жгут толщиной 3 мм. | |
| Текучая | Образец грунта на ощупь очень влажный. При формировании не сохраняет приданную форму, а помещенный на наклонную плоскость течет толстым слоем (языком). |
Таблица 3 - Простейшие классификационные показатели грунтов
для массовых определений в поле
| Признак (свойство) | Показатель | Метод определения |
| 1. Состав и строение | ||
| Цвет | Название цвета и его оттенка для грунта с естественной влажностью | Визуальный, рекомендуется пользоваться шкалой цветов. |
| Минералогический состав, в особенности содержание химически нестойких минералов пирита и др. | Общая характеристика состава главных и второстепенных минералов с указанием (приблизительно) процента их содержания в грунте | Визуальный или с помощью лупы |
| Карбонатность | 1.Известковые стяжения 2.Интенсивность вскипания с HCI | 1.Визуальный. 2. Проба на вскипание с HCI |
| Примесь органических соединений | 1. Темный или черный цвет грунта. 2. Наличие растительных остатков | 1.Визуальный. 2. Растворение в щелочи (в растворе соды) |
| Засоленность главным образом гипсом и хлористым натрием | Наличие кристаллов легко растворимых минералов, белых и серых выцветов и налетов | 1.Визуальный. 2. Простейшее опробование водной вытяжки и с помощью походной лаборатории |
| Оглеенность, наличие закиси железа | Серовато-зеленый цвет | Визуальный |
| Ожелезненность, наличие окиси железа | Бурый, красно-бурый, желто-бурый цвет | Визуальный. |
| Текстура | 1.Степень однородности. 2.Характер слоистости. 3.Включения | Визуальный |
| Трещиноватость и отдельность | Густота, ориентировка и размеры трещин. Характер поверхности трещин: ровный, шероховатый и т.д. Выполнение трещин | Визуальный |
| Структура | 1.Размер и степень однородности зерен. 2. Форма зерен, окатанность, изометричность. 3.Взаимное расположение зерен. 4. Тип цемента | Визуальный (рекомендуется пользоваться эталоном ЦНИИГРИ) Визуальный |
| 2. Естественное состояние | ||
| Выветрелость | Изменение характерных для данной породы признаков и свойств, в частности, цвета, уменьшение прочности, появление вторичных минералов гипса, окислов железа и др., трещиноватость | Визуальный. |
| Естественная влажность | Изменение состояния грунта при сжатии в руке. Характер пятна на бумаге, форма распада куска при сжатии пальцами и т.д. | Простейшее опробование (табл.1) |
| Естественная консистенция | Характер поведения грунта при встряхивании, раскатывании в жгут, величина вдавливания, нагрузка необходимая для конуса штампа и т.д. (см. табл.2) | 1.Простейшее опробование. 2.С помощью полевого прибора типа конуса и др. |
Таблица 4 - Визуально определяемые признаки степени влажности песчаных грунтов(Справочник, 1975)
| Степень влажности грунта | Признак |
| Маловлажный Sr < 0.5 | При сжатии образца песка в ладони ощущается влага, при встряхивании на ладони песок рассыпается на комки; на фильтровальной бумаге, на которую положен песок, образуется влажное пятно |
| Влажный 0.5< Sr < 0.8 | При сжатии образца песка в ладони хорошо ощущается влага, образец формируется и сохраняет некоторое время форму; на фильтровальной бумаге, на которую положен песок, образуется влажное пятно |
| Насыщенный водой Sr > 0.8 | Встряхиваемый на ладони образец располагается, образуя лепешку, или растекается |
Тема 2. Изучение методов и методик гранулометрического состава грунтов
и способов его графического изображения
Цель работы. Освоить способы графического изображения гранулометрического состава грунтов и определения гранулометрических коэффициентов.
Задание.
1. Ознакомиться с методами и методиками изучения гранулометрического состава песчано-глинистых грунтов.
2. По данным табл. 6 в соответствии с указанным вариантом построить суммарные интегральные кривые песков, определить коэффициенты неоднородности Сu – d60/d10; средний размер частиц d50; коэффициент сортировки Кs – d90/d10.
а) по среднему размеру частиц d50 дать название песков, при d50:
до 0, 1 мм – пылеватый; 0, 1–0, 25 мм – мелкий:
0, 25–0, 5 мм – средний; 0, 5 мм и более 0, 5 мм – крупный;
б) по коэффициенту неоднородности Сu определить степень неоднородности и суффозионность при: Сu < 3 – однородный; Сu > 3 – неоднородный;
Сu < – несуффозионный; Сu > 10 – суффозионный.
в) по коэффициенту сортировки определить степень сортированности песка;
Кs< 3 – хорошо сортированный; Кs 3 – 5 средне сортированный;
Кs 5 – 10 плохо сортированный; Кs > 10 несортированный.
3. Построить треугольник гранулометрического состава и нанести на него данные гранулометрического анализа.
Пески: М – мелкие; С – средние; К – крупные; Р – разнозернистые
4. Дать общее заключение о породе.
Пример: Песок мелкий, однородный, несуффозионный, хорошо сортированный.
Контрольные вопросы.
1. Какие методы используются при изучении гранулометрического состава пород?
2. Какие практические вопросы можно решать, опираясь на результаты изучения гранулометрического состава горных пород?
| Таблица 5 – Простейшие признаки для полевого определения структуры лессовых пород | Микротрещины нанесения трёх капель воды на монолитную поверхность | Т - 0 Т - 1 | Т - 1 Т - 1 | Т - 2 Т - 3 |
| Характер, форма сечения и тип стенок макропор (признак не обязательный) | Макропоры округлые округло неправильной формы. Стенки рыхлые и слабоплотные Известковистость стенок отсутствует или незначительна | Встречаются макропоры всех типов То же | Макропоры округлые с плотными стенками, обычно известковистые | |
| Характер поверхности излома монолитной породы (наблюдаемый под лупой) | Ровная, рыхлая Слабо агрегированная, менее ровная | Преобладает ровная, рыхлая. Агрегированная менее 35% Преобладает агрегированная (35-60 % площади) | Сильно агрегированная, очень неровная Слитная, резко неровная | |
| Усилие при снятии 1-2 миллиметрового слоя ножом в сухой породе | Легко снимается тонкозернистая пыль Легко, редко образуются агрегатики | Слегка затруднено, наряду с пылью образуются агрегаты Затруднено, образуется много агрегатов | Значительно выкрашиваются агрегаты Очень значительно выкрашиваются агрегированные участки | |
| Усилие при изломе воздушно-сухого образца | Легко ломается Ломается с небольшим усилием | То же Ломается с применением значительной силы | Ломается с применением большой силы Очень крепкая. Необходимо разбивать молотком | |
| Типы и подтипы структуры лессовых пород по А.К.Ларионову (1959) | Зернистая 1. Рыхлая 2. Слабо агрегативная | Зернисто-агрегативная 1. С преобладанием зернистых участков 2. С преобладанием агрегированных участков | Агрегативная 1. Сильно агрегированная 2. Слитая |
3. С какой целью осуществляется предварительная подготовка, какие применяются способы и схемы подготовки грунтов?
4. Какие Вы знаете способы графического изображения результатов гранулометрического анализа? Кратко их охарактеризуйте.
5. Поясните принцип построения интегральной кривой гранулометрического анализа.
6. Какие коэффициенты можно определить по интегральной кривой гранулометрического анализа и как они определяются?
Таблица 6 – Данные гранулометрического анализа
| Вариант | № п/п | Содержание фракций, мм, в % | |||||||
| > 0, 5 | 0, 5-0, 25 | 0, 25-0, 1 | 0, 1-0, 05 | 0, 05-0, 01 | 0, 01-0, 005 | 0, 005-0, 001 | < 0, 001 | ||
| - | - | ||||||||
| - | |||||||||
| - | - | ||||||||
| - | |||||||||
| - | |||||||||
Продолжение табл.6
| Вариант | № п/п | Содержание фракций, мм, в % | |||||||
| > 0, 5 | 0, 5-0, 25 | 0, 25-0, 1 | 0, 1-0, 05 | 0, 05-0, 01 | 0, 01-0, 005 | 0, 005-0, 001 | < 0, 001 | ||
| - | |||||||||
| - | |||||||||
|
|