Файл: Контрольная работа Вариант 1 Обучающийся 2 Курбонов Б. М. Подпись, дата курс, группа Ф. И. О.pdf

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I»
(ФГБОУ ВО ПГУПС) по дисциплине «Инженерная геология»
Контрольная работа
Вариант № 1
Обучающийся _____________ _____2_____ Курбонов Б.М.
Подпись, дата курс, группа Ф.И.О.
Преподаватель _____________ __________
Подпись дата
Санкт-Петербург
2023

Содержание.
1.Виды инженерно-геологических карт (классификация по
В.Т.Трофимову)……………………………………………………………….стр. 3 1.1 Карты инженерно-геологических условий……………………………стр. 3-4 1.2 Карты инженерно-геологического районирования…………………. стр. 4-6 1.3 Карты инженерно-геологические прогнозные…………………………стр. 6 1.4 Карты измененности инженерно-геологических условий ………….. стр.6-7 2.Компрессионные испытания грунта. Сущность метода. Результаты……стр.7 2.1 Цель испытания………………………………………………………… стр.7-8 2.2 Определение сжимаемости……………………………………………..стр.8-9 2.3 Компрессионная кривая………………………………………………..стр.9-11 2.4 Оборудование…………………………………………………………..стр.11-13 2.5 Взятие проб……………………………………………………………..стр.13-14 2.6 Ход работы…………………………………………………………………стр.14 2.7 Результаты……………………………………………………………...стр.14-16 3.Охарактеризуйте содержание гидрогеологических карт и способы отображения…………………………………………………………………….стр.16 3.1Гидрогеологические карты…………………………………………….стр.16-17 3.2 В соответствии с методическими указаниями…………………. ……….стр.17-18 3.3 Методика составления специальных гидрогеологических карт….. ..стр.18-19
Основная литература……………………………………………………… стр.20

1. Виды инженерно-геологических карт (классификация по В.Т.Трофимову).
Единой, общепризнанной классификации инженерно-геологических карт по содержанию нет. В. Т. Трофимов все многообразие инженерно- геологических карт по этому признаку группирует в четыре типа (Трофимов, 1993):
1.1 Карты инженерно-геологических условий отражают комплекс параметров или отдельные характеристики инженерно-геологической обстановки, которые учитываются при выборе методов изысканий, проектирования, возведения и эксплуатации инженерных сооружений. К наиболее важным геологическим параметрам, отображаемым на инженерно-геологической карте, относятся: геологическое строение местности, характер слагающих ее пород, рельеф, геокриологические условия, гидрогеологические особенности и современные геологические процессы, и явления. Эти данные отображаются на карте инженерно- геологических условий способом раздельного картографирования, суммарная их оценка не дается.
На общих картах инженерно-геологических условий все эти факторы отобраны, схематизированы
(генерализованы) и охарактеризованы в соответствии с существующими требованиями, регламентированными
СНиПом, без учета особенностей какого-либо конкретного вида строительства. Такие карты являются картами многоцелевого назначения. В отличие от них на специальных (специализированных) картах инженерно- геологических условий способом раздельного картографирования отображается только та группа факторов инженерно-геологической обстановки, которая необходима для проектирования какого-либо определенного вида строительства (дорожного, гидротехнического, подземного и др.).
На синтетических общих и специальных картах отображается весь комплекс геологических факторов, определяющих инженерно-геологические условия территории. Такие карты являются основной разновидностью карт, комплексно характеризующих инженерно-геологическую обстановку любой территории. Аналитические, или частные, карты в отличие от них характеризуют один или несколько показателей инженерно-геологической обстановки. Они несут достаточно полную информацию лишь об одной, как правило, наиболее характерной и важной для решения поставленной задачи черте этой обстановки.
К этому виду карт, например, относятся карты грунтовых вод, просадочности лессовых грунтов
, трещиноватости грунтов, вертикальной и горизонтальной расчлененности рельефа, современных геологических процессов и явлений, напряженного состояния массивов и др.
1.2 Карты инженерно-геологического районирования- представляют собой такой тип карт, на которых, на основе качественных и количественных показателей (признаков), обособляются и оцениваются (качественно или количественно) территориальные элементы разного порядка. По своему содержанию они подразделяются на общие и специальные. На первых, общих, выделяются территориальные таксономические единицы одного или чаще разных уровней, в пределах каждой из которых инженерно-геологическая обстановка в целом относительно однородна. Такие карты являются многоцелевыми. Они в первую очередь представлены для решения вопросов, связанных с планированием и проектированием массовых видов строительства. На картах специального инженерно-геологического районирования территориальные единицы обособляются и оцениваются с учетом требований определенного вида строительства или решаемой задачи.
В. T. Трофимов выделил два основных типа районирования, в процессе которого составляются соответствующие карты: генетико-морфологическое, или естественно-историческое, и оценочное (Трофимов,
1979). Выделяются три типа карт генетико-морфологического районирования: регионального
(индивидуального), типологического и смешанного. На картах регионального генетико-морфологического районирования при выделении территориальных единиц разного порядка каждая последующая индивидуальная единица выделяется из предыдущей (более крупной) делением ее на отдельные части на основе выбранных классификационных признаков. При этом любая территориальная единица выделяется как

целостный, непрерывный в пространстве элемент; она не может существовать в виде отдельных участков, разобщенных другими территориальными единицами. На картах, построенных по принципу типологического генетико-морфологического районирования, выделяются типы территориальных единиц того или иного порядка на основе учета наиболее общих и существенных признаков, свойственных им. Обособленные типологические территориальные единицы, в отличие от региональных, могут существовать в виде разрозненных участков, расположенных в различных частях изучаемой территории. На картах смешанного генетико-морфологического районирования сочетается региональное и типологическое районирование, причем эти виды используются на разных его этапах. При этом наиболее крупные территориальные единицы обособляются как региональные (индивидуальные), а более мелкие — как типологические единицы. Карты генетико-морфологического инженерно-геологического районирования могут создаваться с использованием как однорядной, так и двухрядной системы районирования. Последние появились в последние годы (с 80-х гг.) и предусматривают разделение территории и классификацию инженерно-геологических обстановок с помощью двухкоординатной таблицы-решетки (Трофимов,1979).
Карты оценочного инженерно-геологического районирования подразделяются на два вида: сравнительного
(качественного и количественного) и геолого-экономического (количественного) оценочного районирования.
Оценочные сравнительные карты инженерно-геологического районирования могут быть общими и специальными и составляться в разных масштабах. Они базируются на картах генетико-морфологического инженерно-геологического районирования и содержат оценку сложности инженерно-геологических условий.
По содержанию оценочные сравнительные карты инженерно-геологического районирования могут быть синтетическими и аналитическими. На синтетических картах оценивается степень пригодности, благоприятности территории для строительства. На аналитических чаще всего оценивается степень пораженности территории геологическими процессами, степень опасности от их развития, характер требующейся инженерной подготовки и т. п. Для сравнительной оценки сложности инженерно-геологической обстановки широко применяется метод баллов. Это или оценки отдельных факторов
, или интегральные оценки сложности инженерно-геологических условий в результате простого суммирования оценок баллов всех составляющих их компонентов.
Карты геолого-экономического (количественного) оценочного районирования отражают не только сложность инженерно-геологических условий, но и стоимость освоения территории в этих условиях применительно к различным типам инженерных сооружений. Они составляются обычно в крупном масштабе.
1.3 Карты инженерно-геологические прогнозные- отражают пространственно-временной прогноз изменения инженерно-геологических условий в процессе хозяйственного освоения территории и работы инженерных сооружений. При этом прогнозные данные о возможных изменениях при наиболее типичных, характернейших и массовых видах воздействия, которые оказывают разные типы сооружений и их эксплуатация, отражаются на общих картах, а вероятные изменения при воздействии конкретного вида строительства — на специальных картах. Каждый вид карт может составляться как карта комплексного или карта частного прогноза.
1.4 Карты измененности инженерно-геологических условий -новый тип инженерно-геологических карт, разработанный в последней четверти ΧΧ в. Ha этих каpтax для каждого типа геологической среды характеризуется комплекс региональных и локальных природных и антропогенных геологических процессов, и на основе этого в качественных или количественных категориях оценивается степень ее (среды) измененности под влиянием деятельности человека. Эти карты содержат элементы и карт инженерно- геологических условий, и карт районирования, но по своему содержанию они представляют самостоятельный тип инженерно-геологических карт.
Общие по содержанию карты этого типа отображают характер и степень изменения геологической среды
(инженерно-геологических условий) под влиянием комплексного воздействия инженерно-хозяйственной деятельности человека, а аналитические, или частные, — под влиянием конкретного вида хозяйственной или

инженерно-строительной деятельности. Карты измененности инженерно-геологических условий дают пространственную информацию об измененности геологической среды, позволяют на основе метода инженерно-геологических аналогий дать качественный приближенный региональный прогноз направленности и интенсивности возможных изменений инженерно-геологических условий на вновь осваиваемых территориях при тех же видах и масштабах воздействия.
2.Компрессионные испытания грунта. Сущность метода. Результаты.
2.1 Цель испытания:
Важным этапом строительства является Изучение физико- химических параметров грунта в соответствии с
ГОСТ 12248-2010, ГОСТ 1.0-92, до 01.10.2003 действовал СНиП 10-01-94. В химико-технологических и строительных лабораториях сравнивают результаты геологической проверки с показателями, полученными опытным путем. Основным этапом считается изучение механических деформационных свойств грунта компрессионным методом, в ходе которого на него воздействуют высоким давлением. Благодаря чему образец не разрушается, а уплотняется без бокового расширения.
Чтобы определить разные механические свойства применяют метод компрессии. На стройплощадке создаются условия, где грунт сжимает без расширения.
Используя компрессионное испытание, определяют:
-уплотнение почвы,
-плотность мелких фракций,
-влажность.
Чтобы рассчитать начальное значение пористости грунтового образца.
2.2 Определение сжимаемости-в состав грунта входят части породы и поры, которые могут быть частично или полностью заполнены жидкостью. Как правило, на фундамент здания действует небольшое сжатие, при этом полевой шпат, кварц под давлением не преобразуются.
Сжимаемость грунтов обусловливается изменением их пористости вследствие переупаковки частиц, ползучестью водных оболочек
, вытеснением воды из пор грунта. Сжатие полностью водонасыщенных грунтов возможно только при условии вытеснения воды из пор грунта.
Рис. 1. Схема одометра (компрессионного прибора).
Чтобы понять подходит состав почвы для основания под возводимое здание проводят следующий этап компрессионного исследования для определения сжимаемости грунта -параметра для расчета деформации почвы и определения усадки здания.
Почву делят на категории:

-сильная степень сжатия,
-незначительная степень сжатия,
-среднесжимаемая.
В процессе эксплуатации происходит деформация исходной пористости и объема грунта на фоне механических нагрузок. Именно от начального количества пор в структуре почвы зависит ее склонность к сжатию. Чтобы рассчитать степень сжимаемости грунта, вычисляют коэффициент бокового давления, коэффициент относительного сжатия, величину модуля общей деформации, а также коэффициент поперечного расширения (коэффициент Пуассона).
Сжимаемость почвы зависит от:
-уменьшения пористости из-за внешних механических нагрузок;
-разрушения исходной формы;
-уменьшения оболочки от увеличения компрессии.
2.3 Компрессионная кривая изображается в координатах: коэффициент пористости e - давление p, МПа.
Для полностью водонасыщенных глинистых грунтов она может быть представлена в координатах: влажность w - давление p, МПа. Зависимость осадки штампа s, мм, от нагрузки p, МПа, представлена на графике (рис.2.).

Рис. 2. Компрессионная кривая
С увеличением давления кривая становится более пологой, так как грунт при этом постепенно уплотняется и становится менее сжимаемым.
Закон сжимаемости в дифференциальной форме имеет вид:
Где: e - коэффициент пористости, p - давление, m 0 - коэффициент сжимаемости, МПа1. Знак минус перед m 0 вызван тем, что при увеличении давления коэффициент пористости уменьшается. В разностной форме этот закон записывается в следующем виде: и формулируется так: отношение приращений коэффициента пористости и давления есть величина постоянная, равная коэффициенту сжимаемости с обратным знаком.
Коэффициентом сжимаемости называется отношение приращений коэффициента пористости и давления m 0.

Коэффициент относительной сжимаемости mv, то есть величина m 0, деленная на где - коэффициент пористости в естественных условиях.
Рис.3. Спрямление компрессионной кривой.
Величины m 0 и mv измеряются в МПа1.
Компрессионную кривую для практических расчетов обычно спрямляют, пользуясь точками, расположенными в средней части этой кривой. Поэтому начальный коэффициент пористости часто не совпадает с расчетным значением коэффициента пористости , определенным для испытываемого образца грунта, то есть ¹ e 0 (рис. 3).
Деформации грунта при постоянной механической нагрузке могут быть:
-упругими, когда структура оболочки не разрушается и после снижения компрессии восстанавливается

-пластическими, когда скелет и связи между твердых частиц разрушаются.
Пластические деформации на скальных породах образуются быстрее, чем на глине.
Виды пластических деформаций:
-объемные, если поры уплотняются;
-сдвиговые, если грунт разрушается, теряя исходное состояние.
Определить площадь фундамента, предотвратить его разрушение и пластические деформации почвы, где планируется строительство сооружения можно с помощью испытаний грунта в лаборатории или на стройплощадке.
Вычислить величину сжимаемости почвы нужно
, чтобы изучить свойства породы, определить риск усадки сооружения. Для этого сотрудники лабораторий применяют три метода компрессионного сжатия – одноосное, двухосное и трехосное. Грунтовые породы подвергаются механическому воздействию. Одноосное сжатие исключает боковое напряжение, поэтому форма образца меняется в разных направлениях. Чем больше задействованных осей, тем больше образец ограничен в пространстве.
2.4 Оборудование:
Для эксперимента пользуются одометром - прибор, служащий для определения сжимаемости грунта.
Деформации в одометре возможны только в вертикальном направлении, горизонтальные деформации отсутствуют. Вертикальное напряжение изменяется ступенями и является известным, боковые напряжения реактивные и остаются неизвестными. Деформации измеряются в зависимости от усилия, приложенного на штамп. компрессионным прибором, который нагружает исследуемые пробы и определяет механические свойства. Дополнительно для проведения опыта применяют грунтовой нож, бумажные фильтры, боксы, часы, индикаторы и разные гири.

Рис.4.Одометр, схема одометра.
2.5 Взятие проб:
Результаты эксперимента зависят от правильности взятия проб грунтовой породы. Поэтому сначала занимаются определением физических свойств, затем выбором режущего кольца с нужными диаметрами, которое взвешивают. Дальнейшее взятие пробного грунта:
-вырезать из почвы образец кольцом, чтобы оно плотно прилегало к грунту.
-определить вес кольца с пробой.
-накрыть образец с обеих сторон влажными фильтрами.
Благодаря такой пробе имеется возможность получить наиболее удобный образец, который не будет разрушаться и в течение испытания сохранит свойства.
2.6 Ход работы:
Следующий этап компрессионного испытания состоит в переносе грунта, заключенного в кольцо в цилиндрическую камеру одометра, на дне которого имеются отверстия для испарения влаги из образца, емкость для ее удаления, расположенная под ним. На образец под давлением центрирующего шара действует дырчатый поршень, позволяющий воде и воздуху покидать поры. Чтобы из цилиндрической камеры не выдавливались частицы грунта, стенки одометра от поршня разделяют фильтровальной бумагой.
Компрессионное сжатие увеличивают ступенчатым способом. На новый уровень переходят после достижения стабилизации после деформации. Точка отсчета -природная нагрузка почвы, которая определяется с помощью удельного веса и высоты образца.
Переходя через 20 минут на следующую ступень давление увеличивают на 0,5 МПа (кгс/кв. см). Степень сжатия рассчитывается по формуле- это сумма природной и опытной нагрузки. Разгрузка проводится по обратной схеме.
2.7 Результаты:
После окончания компрессионного испытания инженеры лаборатории разбирают прибор.
Экспериментальный образец помещают в стеклянный бокс
, чтобы определить конечную влажность.
Экспериментальные результаты заносят в журнал, где в основном столбце записывают вертикальное давление, действовавшее на пробу, а также показания прибора, значения относительной и абсолютной деформации, коэффициент пористости, коэффициент сжимаемости, коэффициент относительной сжимаемости, модуль линейной деформации. Если в качестве образца были супесь, суглинок или засоленный песок, то определяли начальное давление, если песок, глинистая почва, то коэффициент консолидации.
3.Охарактеризуйте содержание гидрогеологических карт и способы отображения.
3.1Гидрогеологические карты отображают условия залегания, закономерности распределения и формирования подземных вод.