Контрольная работа по Инженерной геологии 1-й вариант

1 вариант 1. Назначение   гранулометрического   анализа.   Подготовка   грунтов   к анализу. 2. Составить описание геологического процесса, выбранного в  соответствии с номером варианта по табл.3. При характеристике  геологических процессов необходимо рассмотреть: причины  образования, стадии развития, условия строительства сооружений в районах  развития этих процессов, мероприятия по их предупреждению и  борьбе с ними.  Таблица 3 №вариант а процесс 1 2 3 4 5 Заболачивание Механическая  суффозия Оврагообразовани е Карст Просадочные  явления в лессах процесс №  вариант а 6 7 8 9 10 Землетрясени я Многолетняя мерзлота Оползни Сели Плывуны 3. Стадии проектирования при инженерно­геологических изысканиях. 4. Статическое зондирование. 5.   В   соответствии   с   указанным   вариантом   рассчитать   по   формулам (табл. 2.1) следующие показатели: плотность сухого грунта (ρd), степень влажности   (Sr),   пористость   (n,),   коэффициент   пористости   (е),   число пластичности (Iр), показатель текучести (IL), заполнить табличку.     По числу пластичности  Iр  и показателю текучести   (IL) определить разновидности грунта по табл. 2.2 и 2.3. Данные лабораторных исследований горных пород Вариант 1 Мощность слоя, м ρs г/см3 ρ г/см3 ρd г/см3 W % Sr д. е n д. е е д. е WL % WP % IP % IL д. е 1,5 2,0 3,1 4,2 0,5 2,73 2,71 2,71 2,73 2,74 1,98 2,02 2,08 1,97 1,92 2 0 2 4 1 7 33 29 19 32 30 15 17 15 19 182 8 2 3 Таблица 2.2. Разновидность глинистых грунтов по числу пластичности Разновидность глинистых грунтов Чисто пластичности IP Супесь Суглинок Глина 1­7 7­17 >17 Таблица 2.3. Разновидность глинистых грунтов по показателю текучести  Разновидность глинистых грунтов Показатель текучести IL Супесь: твердая пластичная текучая Суглинки и глины: твердые полутвердые тугопластичные мягкопластичные текучепластичные текучие Ответы. < 0 0­1 > 1 <0 0­0,25 0,25­0,50 0,50­0,75 0,75­1,00 > 1,00 1.              Назначение гранулометрического анализа. Подготовка грунтов к анализу. Исследование гранулометрического состава Дисперсных горных пород (грунтов) Общие положения 1.1. Гранулометрический состав (лат. “гранус” зерно) – это содержание в  грунте (горной породе) групп частиц (минеральных зерен) различного размера, выраженное либо в процентах по отношению к массе исследуемого образца  (пробы), либо к общему количеству минеральных зерен в пробе. 1.2. Размер частиц, слагающих осадочные обломочные и глинистые породы,  изменяется в пределах от нескольких метров у крупнообломочных пород до  тысячных долей миллиметров у глинистых пород.Группы частиц, объединяющие частицы определённого размера, называются  гранулометрическими фракциями породы. Гранулометрический состав  породы характеризуется, чаще всего, содержанием фракций частиц в породе.  Различают следующие основные фракции: крупнообломочные, или  псефитовые, – с диаметром частиц более 2 мм; песчаные (псаммитовые) – 2– 0,05 мм; пылеватые (алевритовые) – 0,05 – 0,005 мм; глинистые (пелитовые) –  менее 0,005 мм. В природе редко встречаются обломочные породы, состоящие из одной  фракции, обычно они состоят из смеси фракций. В зависимости от  содержания в породе тех или иных фракций, можно говорить о степени её  однородности или неоднородности, а также соответствующим образом  классифицировать породу. Одна из таких классификаций, используемая в  строительной практике для подразделения дисперсных крупнообломочных и  песчаных грунтов, приводится в табл. 2. Гранулометрический состав  обломочных и глинистых пород зависит, в первую очередь, от фациальных  условий образования породы (морские, континентальные, лагунные) и от типа  исходной породы, из которой образовалась осадочная порода. 1.3. Для определения гранулометрического состава проводят  гранулометрический анализ. Суть анализа заключается в разделении  изучаемой пробы по размеру частиц на отдельные фракции, взвешивании их и  расчёте процентного содержания каждой фракции (по массе) в породе. Для  пород с размером частиц более 0,1 мм применяется ситовый метод  гранулометрического анализа. Для разделения на фракции более мелких  частиц существует ряд методов гранулометрического анализа, основанных на  зависимости между скоростью падения частиц в жидкости и диаметрами  частиц (например, пипеточный). Ситовый метод гранулометрического анализа основан на том, что пробу  рыхлой породы с помощью специального набора сит с различными  диаметрами отверстий разделяют на фракции. Затем определяют массу и  процентное содержание по массе каждой фракции. Результаты гранулометрического анализа приводят в виде таблицы, в которой показывают процентное содержание в породе различных фракций. Для  наглядного представления о составе породы строят различные графики:  гистограммы, диаграммы – треугольники, интегральную (суммарную) кривую  гранулометрического состава породы.Дополнительными показателями гранулометрического состава породы  являются: d10 – действующий или эффективный диаметр частиц – это такой диаметр  частиц, относительно которого в данной породе 10 % частиц породы имеют  меньший диаметр и 90 % – больший; d60 – контролирующий диаметр частиц, меньше которого в данной породе 60  % от всех частиц; d50 – средний или медианный диаметрчастиц, относительно которого  половина частиц породы мельче, а другая крупнее этого диаметра; d50 в ряде  случаев определяет гранулометрический тип породы; Cн=d60/d10 – коэффициент неоднородностипороды – является мерой  неоднородности грансостава пород; при Сн < 3 песчаные породы считаются  однородными; в однородных породах частицы обладают близкими размерами,  т.е. при формировании породы обломочный материал был хорошо  отсортирован по размеру; при полной однородности породы, или при  идеальной сортировке обломков по размеру, Сн = 1. 1.4. Гранулометрический состав является одним из основных факторов,  определяющих физико­механические свойства породы. От него зависят такие  важные свойства породы, как пластичность, пористость, сопротивление  сдвигу, сжимаемость, водопроницаемость, усадка и др. В горном деле и  строительстве данные гранулометрического анализа используются для  решения ряда задач, важнейшими из которых являются: 1) оценка пригодности пород для использования в качестве насыпей для  дорог, дамб, плотин; 2) оценка породы как строительного материала и, главным образом, как  заполнителя при изготовлении бетона; 3) прогнозирование явлений суффозии (выноса водой мелких частиц) в  основании и теле плотин, в стенках котлованов, карьеров, шахт; установлено,  что суффозия возможна при  Сн > 20; 4) расчет коэффициента фильтрации, т.е. оценка водопроницаемости пород;  оценка пород как коллекторов нефти, газа, воды;5) расчет оптимальных отверстий фильтров в водозаборных сооружениях. Основные геологические задачи, решаемые с использованием данных  гранулометрического анализа: 1) классификация пород по типам, которые можно выделить на геологических картах, разрезах; 2) сравнение пород между собой на планах и разрезах, оценка степени их  однородности (сортировки) в пределах строительных участков; 3) выяснение условий образования пород, в том числе восстановление  палеогеографической обстановки прошлого (древние климат, рельеф);  например, несортированность или плохая сортированность обломков по  размеру указывает на континентальное или субконтинентальное  происхождение обломочных пород; другой пример, делювиальные (склоновые и присклоновые) отложения на пологих склонах гор являются глинистыми,  более однородными по грансоставу, содержащими меньшее количество  крупнообломочных примесей, чем делювиальные отложения крутых склонов  гор. Приборы и материалы Стандартный набор сит с размерами отверстий: 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25 мм.  Весы лабораторные с разновесами или электронные. Ступка фарфоровая.  Пестик с резиновым наконечником. Стаканчики стеклянные или фарфоровые  чашечки. Ёмкость для хранения пробы. Подготовка к работе 3.1. Подготовить табл.1 для записи наблюдений. 3.2. Сита смонтировать в колонку, размещая их от поддона в порядке  увеличения, размера отверстий, на верхнее сито надевают крышку. 3.3. Проверить исправность весов и их устойчивое положение на столе.  Необходимо строго соблюдать правила обращения с весами: а) плавно поднимать и опускать коромысло весов;б) гири и пластинки брать только пинцетом и опускать в специальные гнёзда  футляра. 3.4. Проба должна быть представительной, сухой и не содержать комочки из  слипшихся зёрен и обломков. Она набирается в ёмкость ложкой или совком. 3.5. Масса пробы по ГОСТу 12536­74 должна составлять: а) для пород, не содержащих частицы крупнее 2 мм – 200 г; б) для пород, содержащих гравий и гальку до 10 % – 500 г; в) для пород, содержащих гравий и гальку от 10 до 30 % – 2000 г; г) для пород, содержащих гравий и гальку более 30 % – 3000 г. При выполнении данной лабораторной работы для упрощения вычислений  рекомендуется проба массой 200 г. Гранулометрический анализ глинистых грунтов пипеточным  методом Пипеточный метод определения гранулометрического состава  заключается в разделении грунта на фракции (группы зерен, близких по  крупности) по скорости падения частиц в спокойной воде. Этот метод обычно применяется пли в сочетании с методом отмучивания (А.Н.Сабанина) для  анализа супесчаных грунтов, если в качестве самостоятельного метода  гранулометрического анализа для глинистых грунтов. При комбинированном анализе пипеткой разделяются частицы менее  0,01г,выделение при анализе отмучиванием. В этом случае выделяются  фракции: 0.01­0.005мм; 0,005­0,005; и; менее ­ 0,001мм. Основными частями прибора являются пипетка и градуированный стеклянный стакан, заполняемый грунтовой суспензией (Рис.20). После взмучивания  суспензию оставляют на определенное время в покое. Затем пипеткой  (ёмкостью 25см°) с различных глубин отбирают пробы суспензии. Эти пробы  содержат только те частицы, которые не успели осесть за указанное время  отстаивания. Определив массу высушенных проб и зная размер отобранных  частиц (устанавливаемый с помощью таблиц или по другой методике подлительности отстаивания суспензии и глубине отбора проб), получают  данные о гранулометрическом составе исследуемого грунта. Рис.20. Схема гранулометрического анализа пипеткой: 1– пипетка; 2– штатив; 3– держатель; 4– градуированный стеклянный стакан;  5– аспиратор; 6– каучуковая трубка; 7– грунтовая суспензия; 8– зажимы; 9– Таблица 2 Классификация фракций при гранулометрическом анализе Таблица 2 размер, частиц, мм Крупные Средние мелкие Очень крупная Крупная Средняя Мелкая Крупный Средний Мелкий Очень крупная Крупная Средняя Мелкая Тонкая Крупная Мелкая Грубая Тонкая Наименование фракций Валуны (окатанные) и камни (угловатые) Галька (окатанная) и щебень (угловатый) Гравий (окатанный) и дресва (угловатая) Песчаная пылеватая Глинистая Более наглядное представление о составе грунта дает суммарная кривая  гранулометрического состава в полулогарифмических координатах (рис 21).  Построение этой кривой произведено по 8 и 4 строкам табл. 3. Более 800 800-400 400- 200 200-100 100-60 60-40 40- 20 20-10 10-4 4-2 2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25- 0,10 0,10-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 Менее 0,001 Другойграфический способ изображения гранулометрического состава ­  способ треугольных координат. Этот способ основан на свойстве  равностороннего треугольника; сумма расстояний от любой точки,  находящейся внутри равностороннего треугольника, до его сторон равна  высоте треугольника.Рис.21. Суммарная кривая гранулометрического состава (штриховой линией  показана дифференциальная кривая) Таблица 3 0,5- 0,25 9,5 0,25- 0,05 42.0 0,05- 0,01 17,0 0,01- 0,005 4,0 <0,005 9,0 0,5 0,25 8,5 10,0 2-1 1-0,5 0,05 0,01 Диаметр частиц, мм Содержание каждой фракции, % Наибольший диаметр частиц во фракции, мм Содержание суммы фракций, % Название фракций Поэтому способу подсчитывают содержание песчаной, пылеватой и глинистой фракции в процентах (строка 5 табл. 3). Затем каждая высота треугольника  делится на 100% и на соответствующих сторонах, откладываются проценты,  которые показывают содержание той или иной фракции (рис.22). Таким  образом, гранулометрический состав, изображенный по методу треугольных  координат, представляет собой точку. 91,5 Пыль 21,0 81,5 Глина 9,0 Песок 70,0 0,005 72,0 30,0 18,0 9,0  Рис.22 Изображение гранулометрического состава по способу треугольных  координат Гранулометрический состав является главным образом классификационной  характеристикой. В не которых случаях гранулометрический состав играет  роль прямого показателя, так как с его помощью можно;1) вычислить коэффициент фильтрации песков (однородных при отсутствии  слоистости); 2) установить возможность механической суффозии грунта 3) произвести расчеты обратных фильтров для предотвращения механической суффозии; 4) составить так называете оптимальные смеси, отвечающих максимальной  плотности (при устройстве дорог, аэродромов и пр.) 5) оценить грунты как материал для тела земляных плотин, дамб, насыпей,  для приготовления бетона. 2. Составить описание геологического процесса, выбранного в  соответствии с номером варианта по табл.3. При характеристике  геологических процессов необходимо рассмотреть: причины образования, стадии развития, условия строительства сооружений в районах развития  этих процессов, мероприятия по их предупреждению и борьбе с ними­  Заболачивание. Заболачивание почвы ­ это процесс, в результате которого верхний слой  почвы затапливается большим количеством воды. Далее эта вода может либо  впитаться вглубь земли, либо остаться на поверхности, что происходит в том  случае, если уровень грунтовых вод в данной местности довольно высок. При  длительном нахождении влаги на земной поверхности происходит  заболачивание. В различных условиях заболачивания территории отмечаются свои  особенности развития и смены болотной растительности. Вертикальная планировка территории не должна приводить к возникновению  оползневых и просадочных процессов, нарушению режима грунтовых вод и  заболачиванию территории. Полевые исследования, проведенные на территории газовых месторождений  Тюменского Севера (Медвежье, Уренгойское, Ямбургское), показали  интенсивное развитие в этих регионах процессов термоэрозии,  представляющих собой результат одновременного теплового и механического воздействия водных потоков на грунты. Следствием термоэрозии являются  возникновение развитой сети промоин и оврагов, деградация мерзлоты,подтопление и заболачивание территорий. Отличительная черта термоэрозии  — высокая скорость развития, зачастую носящая катастрофический характер. Так, на территории Ямбургского месторождения относительный годовой  прирост объемных нарушений очагов термоэрозии и оврагов в первые два года их развития достигает 400 — 700 %. Для прогноза развития термоэрозионных  процессов важное значение имеют количественные методы, основанные на  физико­математическом моделировании. Пример положительной обратной связи — заболачивание территории после  вырубки леса. Следствие этого — уплотнение почвы, накопление воды и рост  растений­влагонакопителей, ведущий к обеднению почвы кислородом,  замедление разложения растительных остатков, накопление торфа и  дальнейшее усиление заболачивания. Типична положительная обратная связь,  характеризующая динамику численности популяции в условиях отсутствия  сдерживающих факторов: чем больше особей в популяции, тем больше  прирост численности. Очень продолжительная поемность — со стоянием полых вод более1 30 дней.  Способствует заболачиванию территории и развитию болотных травянистых  группировок. При проектировании и строительстве прудов необходимо обращать внимание  на защиту от подтопления и заболачивания территории за пределами  ограждающих дамб, что достигается устройством дренажных и водоотводных  каналов. Последствия — развитие эрозии, оврагов, оползней, изменение рельефа,  активизация криогенных процессов, заболачивание территории, снижение  биологической продуктивности ПРК, уничтожение культурных посевов,  развитие безлесных ландшафтов. Учитывая, что уровень грунтовых вод в данном районе высок и составляет  0.3­1.5 м, можно ожидать подтопления, заболачивания территории. Эти  явления требуют разработки специальных технических мероприятий для  обеспечения условий безопасного развития промышленного района. Водный баланс может изменяться и в экосистемах, подвергнутых орошению.  В них могут возникнуть подъем грунтовых вод и заболачивание обширных  территорий. Резко выраженное подтопление и заболачивание земель отмечают при сооружении плотин, водохранилищ, других крупных водных экосистем.Во вновь образованных водных объектах развиваются процессы, связанные с  подпором грунтовых вод и их усиленной инфильтрацией из водоема в  прилегающие земли. Подтопление и заболачивание территорий могут  распространяться на десятки и сотни километров от водоема. Совершенно ровный плоский рельеф затрудняет сток атмосферных вод, что  нередко ведет к затоплению улиц, дворов и зданий, заболачиванию  территорий. Наоборот, рельеф с умеренными уклонами способствует  быстрому стоку, делает территорию более сухой, облегчает прокладку  водопроводных и канализационных труб. Осадки в тайге превышают испарение, что способствует обилию  поверхностных вод, интенсивному промыванию почв на междуречьях и  заболачиванию территории не только в речных долинах, но и на плоских  водоразделах. Промывание почв приводит к возникновению белесого  подзолистого горизонта. В лесной зоне преобладают дерново­подзолистые,  подзолистые и мерзлотно­таежные почвы. Оседания земной поверхности и провалы часто приводят к опасным  последствиям. Так, оседания земной поверхности могут вызвать подтопление  и заболачивание территорий, деформацию автотрасс, железнодорожного  полотна, водопроводных труб и других коммуникаций, изменение уклонов  русел рек, деформацию промышленных и гражданских сооружений. При проектировании расположение, отверстия, подводящие и отводящие  русла водопропускных сооружений на автомобильных дорогах должны  исключать заболачивание территории с верховой стороны насыпей;  продолжительное, наносящее вред подтопление сельскохозяйственных  угодий, леса, строений и сооружений; размывы, вызывающие эрозию почв  ниже водопропускных сооружений. Возможные негативные изменения  окружающей среды следует предусмотреть на этапе проектирования  водопропускных сооружений. Механическое воздействие на водные объекты наблюдаются в основном на  стадии строительства и проявляется в виде: изменения режима  поверхностного стока, заболачивания территорий, русловых деформаций и  береговых эрозионных процессов, увеличения мутности, изменения уклонов и  уровней воды в результате прокладки трасс трубопроводов и автодорог,  отсыпок площадок под промышленные объекты, а также изъятия нерестовыхи нагульных площадей водоемов под переходы различных линейных  сооружений и изъятия поверхностных и подземных вод. В таежной зоне главной экологической проблемой является интенсивная  рубка леса, значительно превышающая расчетную и сопровождающаяся  снижением запасов биомассы; заболачиванием территории, загрязнением рек  (Приангарье, Урал). В зоне широколиственных лесов существенную проблему  представляет интенсивная почвенная эрозия, урбанизация территорий и  хищнические рубки леса. ТЭС создают в зонах их расположения крупные золошлакоот­валы и пруды­ охладители. Золы и шлаки содержат много токсичных веществ, проникающих  в почвы с поверхностными и грунтовыми водами. Пруды­охладители создают  проблемы с подъемом уровня грунтовых вод, подтоплением и заболачиванием территорий, изменением химического и микробиологического состава вод. Немаловажное значение имеет рельеф площадки промышленной зоны.  Предпочтительны участки с уклонами 0,3—3 %. Лишь в редких случаях  возможно размещение производственных зон на участках с уклонами менее  0,3 %, но с обязательным устройством организованного водотведения для  предотвращения заболачивания территорий. Один из путей использования  территорий с повышенными уклонами — террасное расположение  производств. Высотное расположение террас и их число определяются исходя из необходимости обеспечения технологических связей, удобного подвода  железнодорожных и других путей, объемов выемки грунтов и др. Таким образом, и при трелевке деревьев с кронами необходим  дифференцированный подход к очистке лесосек. Здесь могут быть применены огневые, безогневые и комбинированные способы, исходя из необходимости  возобновления и охраны леса. Борьба с захламленностью должна быть  направлена также на предотвращение заболачивания территории. Все  естественные водотоки должны освобождаться от порубочных остатков,  упавших деревьев, оставленных стволов, занесенной в них почвы. В условиях мерзлых пород растительность имеет неглубокую корневую  систему, которая легко разрушается при движении гусеничного транспорта,  при перетаскивании буровых. Между тем восстановление ягеля требует 40­50  лет. Отсутствие этой теплоизоляции ведет к протаиванию, а в результате ­ к  значительному расчленению рельефа, заболачиванию территории, из­за чего  она становится непригодной для застройки.Бессистемная рубка лесов ведет к возникновению природных очагов таких  болезней, как лихорадка, энцефалит, бешенство и др. Необоснованные  технологии рубок, таких как сплошноконцентрированные, приводят к  образованию лесотундровых систем (как, например, в Республике Коми, в  Архангельской области и др.). Нерациональное использование лесных  ресурсов вносит нежелательные изменения в породный состав и возрастную  структуру лесов, а в условиях повышенного увлажнения способствует  заболачиванию территорий. В условиях Крайнего Севера разлив промывочной жидкости на снеге и грунте  интенсивно поглощает солнечные лучи, вызывая последующее таяние снега и  подземных льдов. Эти процессы ведут к образованию просадок, провалов,  склоновых оползней. Все это вызывает нарушение экологического равновесия, т.к. ландшафты разрушаются, а иногда утрачивают, полностью или частично,  и биологическую продуктивность, т.к. гибнет растительность и животный  мир. Отсутствие растительности, в свою очередь, ведет к расчленению  рельефа, заболачиванию территории. В условиях Крайнего Севера налет компонентов разлитой промывочной  жидкости на снеге и грунте интенсивно поглощает солнечные лучи, вызывая  последующее таяние снега и вытаивание подземных льдов. Развивающиеся  термокарстовые процессы ведут к образованию просадок, провалов, а также  склоновых процессов­солифлюкций, оползней. Все эго вызывает нарушение  экологического равновесия, так как большая часть этих процессов ведет к  разрушению природных ландшафтов, а иногда к полной или длительной  утрате их биологической продуктивности. Отсутствие расти тельной  изоляции ведет к расчленению рельефа, заболачиванию территории. Особенно существенным становится нарушение растительности на неустойчивых  ландшафтах, представленных болотными системами, приводящее к активному вытаиванию льдов, водонасыщению протаивающих отложений, нарушению их  структуры и развитию течения на поверхности льдонасыщенного грунта. В  силу того, что подавляющее количество сильнольдинистых грунтов­ торфяников, суглинков, супесей, глин при переходе в такое состояние  характеризуется очень низкими сцеплением и сопротивлением сдвигу,  движение грунта может начаться при ненарушенном покрове. Образование колоссальных по объему и площади водохранилищ кардинально  меняет ландшафты, а некоторые специалисты считают, что они вообще  сказываются на биомах. Обычно даже при не очень крупных гидроузлахсозданное водохранилище приводит к тому, что исчезают прежние (лесные,  луговые) биоценозы, приуроченные к поймам и надпойменным террасам рек;  формируются новые системы «пограничных» околоводных сообществ, состав  и функции которых находятся под климатообразующим и гидрологическим  влиянием водохранилища. Активное развитие получают неблагоприятные  геологические процессы: оползни, оврагообразование, подтопление,  заболачивание территории, не говоря уже о «наведенной» сейсмичности в  районах глубоких водохранилищ, как, например, в окрестностях Нурекской  ГЭС. Причины заболачивания Стоит сразу оговориться, что в большинстве случаев заболачивание  территорий происходит в низинах, поскольку там уровень грунтовых вод  довольно высок. Также подвержены этому процессу места, находящиеся  поблизости рек, всё из­за тех же грунтовых вод. Часто болота возникают в  поймах рек. Но всё же, просто так заболачивание почвы не происходит. Необходимо  наличие фактора, который спровоцирует этот процесс. И вот их перечень:       ­ Поднятие уровня грунтовых вод. ­ Обильные осадки. ­ Выхождение реки из берегов. ­ Недостаточный уровень испарения влаги. ­ Использование тяжёлой сельскохозяйственной техники (портит  верхний слой почвы). ­ Строительство непродуманных оросительных систем. Способы борьбы. Осушение заболоченных территорий является  единственным эффективным способом борьбы с заболачиванием. И в этом  случае применяются такие же методы, как и при осушении болот: создаются  закрытые дренажные системы или копаются открытые канавы, отводящие  воду. Суть такой борьбы очевидна ­ убрать лишнюю воды с заболоченной  территории.Заключение. Заболачивание территорий в большинстве случаев  является естественным процессом, с которым, однако, можно и нужно  бороться. Хотя, с другой стороны, образование новых болот не является  проблемой (если их не очень много), и даже наоборот, способно принести  пользу, поскольку болота очень важны в природе. 3.Стадии проектирования при инженерно­геологических изысканиях. процесса инженерно-геологических Для изысканий характерны следующие черты. 1. Сокращение площади и глубинности инженерно- геологических работ при переходе от более ранних к более поздним этапам. 2. Повышение детальности, достоверности и специализации инженерно-геологических работ, обусловленное конкретизацией целей проектирования и инженерных задач. 3. Возрастание роли количественных оценок и повышение строгости критериев разделения геологической среды на части (геологические тела) по различным свойствам, приводящее к увеличению вклада специальных методов инженерной геологии в общий объем инженерно-геологических работ. Этапы инженерно-геологических работ, реализуемых при любых изысканиях, увязываются со стадиями проектирования и инженерно-геологических изысканий различных сооружений. Сопоставление этапов инженерно-геологических работ со стадиями проектирования и изысканий содержит табл. 9.3. Таблица 9.3 Этапы инженерно-геологических работ и стадии проектирования и изысканий различных сооружений Виды сооружений Этапы хозяйственной деятельности Планировани Стадии проектирования ПТС е  ПТС проект рабочая  документация рабочий проект (одностадийноГражданск ие и  промыш­ ленные Проект  генерального плана  города,  поселка; I Гидротехн ические Схема  комплекс­ ного  использова­ ния  водотока; I Дороги Трубопров оды Линии  элект­ ропередач  ­  ­  ­ Проект  детальной  планировки  микрорайоно в, жилых  комплексов,  города,  поселка; IIа Выбор  створа в  пределах  ступени; На  Компоновка  сооружений  на вы­ бранном  створе; IIб Выбор  оптимальног о варианта  трассы; IIа.  Работы на  оптимальном варианте; IIб Выбор  варианта  трассы, IIа, и работы на  трассе, IIб Тоже Проект  застройки  микрорайонов  жилых  комплексов,  отдельных  зданий и  сооружений;  IIб и III Рабочая  документация, работы в  пределах  предполагаем ых сфер  взаимодействи я отдельных  сооружений;  III Работы на  участках  индивидуаль­ ного  проектирован ия; III Работы на  участках  индивидуаль­ ного  проектирован ия; III Проект  расстановки  опор; III е проектировани е) ­ ­ Рабочий про­ ект; II и III Тоже То жеАэродромы  ­ Работы на  выбранном  варианте; IIб Мелиорати вные  системы Схема  комплексно­ го  использовани я и охраны  земельных и  водных  ресурсов; I Проект.  Работы на  выбранном  варианте; IIб Работы на  местах  посадки  сооружений  внутри  предполагаем ых сфер  взаимодействи я; III Работы на  местах  размещения  сооружений,  внутри  предполагае­ мых сфер  взаимодействи я; III То же То же Примечание. Римские цифры — номера этапов. Анализ таблицы показывает, что инженерно-геологические работы, проводимые для обеспечения планирования отраслей народного хозяйства, по целевому назначению и характеру соответствуют первому этапу. Это относится и к проработкам схем расселения, схем комплексного использования ресурсов и проектам генерального плана. При проектировании гидротехнических сооружений этапы работ II и IIб. соответствуют изысканиям, проводимым с целью выбора оптимального створа на участке речной долины, и изысканиям на выбранном створе, с которых начинают прорабатывать проект (компоновочные решения и предварительные расчеты основания). инженерно-геологических работ коррелирует со стадией РД. Если изыскания проводят в две стадии, то первой из них отвечают этапы работ II и IIб. Второй стадии РД соответствует III этап инженерно-геологических работ (работы в пределах предполагаемой сферы взаимодействия геологической среды с сооружением). При изысканиях для технически несложных объектов и сооружений, строительство которых ведется по типовым и повторно применяемым проектам (например, трубопроводов и несложных мелиоративных систем), совмещают этапы II и III инженерно-геологических работ. Это Этап IIIзначит, что сразу за изысканиями, проводимыми в пределах стройплощадки (трассы) с целью компоновки сооружений или выделения участков индивидуального проектирования (дороги, трубопроводы), следуют работы в пределах предполагаемой сферы взаимодействия, выполняемые с целью получения данных, нужных для окончательных расчетов. Четвертый и пятый этапы в табл. 9.3 отсутствуют, так как они выполняются при строительстве и эксплуатации ПТС. В производстве любого продукта сам продукт, а точнее, его количество и качество определяет технологический процесс. Продуктом инженерно-геологических работ, как отмечалось, является инженерно-геологическая информация. Она определяет методику инженерно-геологических работ на разных этапах. Количество и качество инженерно- геологической информации подчинено целям хозяйственной деятельности, т. е. целям решения инженерной задачи. Поэтому рассмотрение методики инженерно-геологических исследований и инженерно-геологической информации, получаемой на разных этапах, целесообразно проводить по следующей схеме: цель строительного проектирования — цель инженерно- геологических изысканий — инженерно-геологическая информация, требуемая для достижения цели строительного проектирования, — методы получения нужной информации и последовательность их применения (методика инженерно- геологических работ). 4.Статическое зондирование. При проведении инженерно­геологических исследований специалисты прибегают к методу статического зондирования грунтов, т. к. он по праву считается  наиболее эффективным из всех используемых методов. Его колыбелью считается Голландия, т. к. именно там в 30­х годах 20­го века  метод статического зондирования был впервые использован в работе инженерами­ геологами. Позднее эстафету в использовании вышеупомянутого метода переняли такие  государства, как Япония, США, Австралия, которые, проводя всяческие  геологические работы либо инженерные изыскания, по достоинству оценили этот  метод. В связи с освоением нашими специалистами­строителями новых грунтов,  считавшимися ранее абсолютно непригодными по причине своей слабости,  статическое зондирование стало применяться и в России.В связи с этим в строительстве специалисты все чаще стали использовать  фундаменты из свай. Однако это требовало дополнительных исследований. К  примеру, теперь необходимо было рассчитать несущую способность свай и  установить свойства грунтов в их естественном залегании. Самым быстрым, экономным был определен метод статического зондирования.  Он помог специалистам решить вопрос целесообразности использования таких  фундаментов, а также позволил получить наиболее полные и объективные данные  для составления  чертежей свайных  фундаментов. Хотя чаще всего  данный метод  употребляется  именно при создании  проекта свайного  фундамента, но и  другие геологические работы зачастую  требуют его  применения. Он  приходит на помощь  при получении  наиболее полных и  достоверных данных  грунте, таких как его  мощность, границы  распространения,  однородность по  площади и глубине. Применение метода  статического  зондирования  сводится к  о непрерывному вдавливанию в почву с помощью статической нагрузки  специального зонда. При проведении испытательных работ применяют различные  конструкции установок. Показатели сопротивления грунта регистрируются непрерывно или с интервалами по глубине погружения зонда. При достижении исследователями установленной  ранее глубины погружения испытание прекращают. Инженерные изыскания  прерываются также в случае, если применяемое оборудование требует  приложения предельных усилий при погружении в грунт.Работы методом статического зондирования производят специальной установкой,  которая осуществляет непрерывное вдавливание зонда в грунт со скоростью 1,2  м/мин. Регистрируют данные о сопротивлении зонда погружению непрерывно либо с шагом менее 0,2 м. Для проведения данного типа геологических работ применяют установки  статического зондированияразных конструкций, но вот зонд в любом случае  применяют стандартный. Такой зонд имеет наконечник диаметром 36 мм на  штангах, имеющих в диаметре 36 мм, с углом раскрытия 60*. Наконечник зонда  снабжен датчиками, регистрирующими сопротивление грунтов, трение их о  боковую поверхность зонда, а также отклонение зонда от вертикали при  погружении. Заканчиваются инженерные изыскания по достижении зондом заданной глубины  или при достижении максимально возможного для данного типа оборудования  усилия. Весь комплекс работ по проведению инженерных изысканий методом  статического зондирования регламентируется двумя основными документами. В  первую очередь, это ГОСТ 19912­2001, а также Европейский стандарт от 1977  года. 5. В соответствии с указанным вариантом рассчитать по формулам (табл. 2.1) следующие показатели: плотность сухого грунта (ρd), степень влажности (Sr), пористость (n,), коэффициент пористости (е), число пластичности (Iр), показатель текучести (IL), заполнить табличку.     По числу пластичности  Iр  и показателю текучести   (IL) определить разновидности грунта по табл. 2.2 и 2.3. Данные лабораторных исследований горных пород Вариант 1 Мощность слоя, м 1,5 2,0 3,1 4,2 0,5 ρs г/см3 2,73 2,71 2,71 2,73 2,74 ρ г/см3 1,98 2,02 2,08 1,97 1,92 ρd г/см3 1,65 1,77 1,78 1,54 1,56 W % 2 0 2 4 1 7 2 8 2 3 Sr д.е 0,8 4 1,2 3 0,8 8 0,9 9 0,8 4 n д.е 0,4 0 0,3 5 0,3 4 0,4 4 0,4 3 е д.е 0,6 5 0,5 3 0,5 2 0,7 7 0,7 5 WL % 33 29 19 32 30 WP % 15 17 15 19 18 IL д.е 0,16 0,34 0,64 0,40 0,34 IP % 1 8 1 2 4 1 3 1 2Решение. плотность сухого грунта (ρd) ρd= ρ 1+We степень влажности (Sr) Sr=W∗ρs e  ,    пористость (n) n=ρs−ρd ρs коэффициент пористости (е) е=ρs−ρd ρd  число пластичности (Iр) Ip=WL­Wp показатель текучести (IL)  IL= We∗℘ Ip IL д.е 0,16 0,34 0,64 0,40 0,34 Глина Суглинок Супесь Суглинок Суглинок Полутвердая Тугопластичная Мягкопластичная Тугопластичная Тугопластичная IP % 1 8 1 2 4 1 3 1 2 ЛИТЕРАТУРА Бондарик Г.К. «Методика инженерно­геологических исследований» М.,  1. Недра, 1986. 2. Ломтадзе В.Д. «Инженерная геология», Л.Недра, 1984.Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Специальная инженерная  3. геология. Л. Недра, 1978. 4. Чаповский Е.Г. Инженерная геология. М. Высшая школа, 1975.