Инженерная геология

      Пример  Mоноклиаля - структура, образуемая палеозойскими толщами юж. склона Балтийского кристаллич. щита; наклон слоев исчисляется в 2-2,5 м на 1 км длины. 
 

 

Задание№5.

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

2.Подсчитать сейсмическую инерционную силу (S) в тоннах, воздействующую на сооружение при землетрясении. Вес сооружения (Р) принимается равным 2500 тонн.

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

 

 

Период сейсмической волны    Т, сек	Амплитуда колебаний сейсмической волны      А, мм	Сейсмическое ускорение  а=4π²\Т²×А                           мм\с²	Сила землетрясения в  баллах	Коэффициент сейсмичности        К₃=а\g          мм\с²	Инерционная сила S= К₃×P
1,33	160	3567,2	11	0,364	910

 

4. Согласуясь с данными  о силе землетрясения уточнить  расчетную бальность строительной площадки в районе , сложенном:

   А) рыхлыми осадочными  породами с глубиной залегания грунтовых вод до 5метров от поверхности земли;

Бальность строительной площадки в районе с рыхлыми осадочными породами с глубиной залегания грунтовых вод до 5метров от поверхности земли - 11 баллов.

   Б) скальными породами (гранитами, гнейсами) прикрытыми маломощным слоем сухого элювия.

Бальность строительной площадки в районе со скальными породами (гранитами, гнейсами) прикрытыми маломощным слоем сухого элювия –      10 баллов.

 

 

                                                    Задание №6.

Построить карту гидроизогипс по данным замеров в 16 скважинах, заложенных в водоносном аллювиальном пласте в виде квадратной сетки. Расстояние между скважинами 40 метров. Масштаб 1: 500. По карте гидроизогипс определить:

1. Направление движения подземных вод.
2. Значение напорного градиента (I).
3. Скорость движения воды (v) в любом квадрате сетки.

Абсолютные отметки уровней  воды в скважинах и сечение  гидроизигипс указаны в таблице.

 

 

Сечение м	Номера скважин и отметки  зеркала воды в скважинах, м
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
0,5	6,0	9,7	7,5	8,5	6,5	10,0	8,5	6,5	8,5	11,5	7,5	6,0	7,5	9,5	8,6	6,5

 

Расчетный участок т.5 и  т.10

Напорный  градиент: 

Н₁ и Н₂ – отметки уровня воды в скважинах, м

Н₁=11,5 – для т.10; Н₂=6,5 – для т.5

L – расстояние между отметками, м

 

    Скорость движения воды: 

k – коэффициент фильтрации, м/сут.

                k =40 – для водоносного аллювиального пласта (крупнозернистый песок)

 

 

 

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ 7

  Определить дебит  совершенной скважины, заложенной  в водоносном аллювиальном пласте. Воды грунтовые.

Мощность водоносного  пласта Н, м	Диаметр скважины d, мм	Понижение уровня воды в  скважине S, м	Коэффициент фильтрации K, м/сут	Радиус влияния скважины R, м
8	305	4	30	300

 

Для определения  дебита совершенной скважины используем формулу:

 

 

 

 

ЗАДАНИЕ 8

Рассмотреть:

а) причины образования  геодинамического процесса;

б) условия строительства  сооружений в районах, охваченных этим процессом;

в) объяснить инженерно-геологическое  значение этого процесса и назвать мероприятия, устраняющие его вредное влияние на условия строительства и эксплуатации сооружений.

Оползни

            Оползни представляют собой отрыв и сползание масс горных пород под действием собственной силы тяжести по поверхности склона. Чаще всего   оползни проявляют себя в горах, на берегах крупных водоемов, а также склонах долин.

         Особенно часто оползни возникают на склонах, под которыми имеются водоносные и водоупорные породы. Оползни способны нанести разрушения любой силы.

    Основной причиной возникновения оползня является нарушение баланса, которое возникло, в результате различных процессов. Нарушение происходит между силами, удерживающими массу оползня и силами тяжести давящими на оползень. В частности оползни могут возникнуть из-за увеличения наклона склона. Это, как правило, происходит из-за определенного подмыва водой. Также оползни возникают из-за ослабления прочности естественных пород. Это, как правило, тоже происходит из-за воздействия осадков.

       Кроме  того, причинами схода оползней могут послужить различные сейсмические явления, толчки, вызванные сдвигами в земной коре. Иногда оползни возникают из-за людской деятельности, в частности из-за неправильной хозяйственной и строительной деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

     В строении оползней различаются следующие основные элементы: стенка   отрыва  оползня,  поверхность скольжения,  подошва оползня,  или базис,  оползневой цирк,  оползневое тело и оползневые накопления  (рисунок 1).

 

 

 

 

 

       

 

 

Рис. 1. Морфологические элементы оползня:

1 - подошва, или базис,  оползня; 2 - язык оползня; 

3 - оползневые блоки; 4 - стенка  срыва; 5 - голова

(вершина) оползня; 6 - бровка  срыва; 7 - оползне-

вые ступени; 8 - оползневые трещины; 9 – поверх-

ность (зона) скольжения.

         Стенка отрыва представляет собой  поверхность, по которой оползень  отделился от массива пород.  Поверхностью скольжения называется  плоскость, по которой происходит  смещение блока пород. В однородных  глинистых породах кривая скольжения  (в разрезе) имеет очертания циклоиды, которую для простоты принимают за часть окружности.  При скольжении массива по поверхностям напластования, тектоническим или иным трещинам поверхность скольжения может иметь форму прямой, ломаной или волнистой линии. У неглубоких оползней,  захватывающих почвенный слой,  поверхность скольжения обычно

следует за рельефом. Очень  часто смещение происходит не по четко  выраженной поверхности, а захватывает  некоторую зону массива (зону смещения)  или носит характер пластических деформаций.  В зоне скольжения породы имеют нарушенную структуру и повышенную влажность.  Подошвой,  или базисом,

оползания называется линия  пересечения поверхности скольжения с поверхностью склона.  На одном  и том же склоне может быть несколько  оползней,  подошвы которых располагаются на разных уровнях.  Такие оползни называются многоярусными.  Иногда смещение земляных масс происходит последовательно, и образуется ступенчатый оползень.  Поверхность оползневых уступов при движении часто приобретает наклон в сторону склона, что объясняется выполаживанием кривой скольжения.  Оползневым телом называется массив оползших пород. В нём выделяют голову — самую верхнюю часть оползня и язык – самую нижнюю часть.  Глубиной оползания,  или захвата,  склона назы-вается мощность оползневых масс, измеренная по нормам к поверхности склона.  Под оползневым цирком понимают выемку, образовавшуюся на склоне в результате оползания, а дугообразная линия, которой, оползневой цирк ограничивается со стороны склона, называется бровкой, или линией срыва. Внешний облик оползневых склонов имеет ряд признаков,  по которым всегда можно установить,  что склоны находятся в неустойчивом состоянии.  Там,  где происходит отрыв массы пород,  образуется серия концентрических трещин,  ориентированных вдоль склонов.  Сползание пород приводит к бугристости склонов,  особенно в их нижней части. За счет давления сползающих пород у подошвы склонов формируются валы выдавливания. Между валами и буграми при определенных условиях скапливаются поверхностные и подземные воды.  Это вызывает заболоченность склонов. При активном сползании на склонах хорошо видны смещенные земляные массы и террасовидные уступы. Очень часто внешним признаком оползней является так называемый «пьяный лес» и разорванные стволы деревьев. За счет сползания пород стволы деревьев теряют свою вертикальность,  а иногда даже расщепляются

          Строительство и эксплуатацию  сооружений на склоновых территориях  надо вести с учетом возможного  развития оползневых процессов,  а следовательно предусмотреть противооползневые мероприятия. Очевидно, что сооружения возведенные в зонах интенсивного проявления без учета их влияния, могут оказаться в очень тяжелом и даже аварийном состоянии, если даже они безупречно спроектированы и возведены. Чтобы обезопасить сооружения от подобных аварий, необходимо в каждом частном случае знать, насколько возможно проявление таких процессов и явлений, угрожают ли они данному проектируемому сооружению, какова степень опасности и какими с принципиальной стороны мероприятиями (если не возможно избежать влияния этих процессов на сооружение) можно обеспечить его нормальную службу.

       Борьба  с оползнями во многих случаях  оказывается чрезвычайно сложной,  дорогостоящей и зачастую неэффективной.  Для успешного применения противооползневых мероприятий необходимо высококачественное

выполнение инженерно-геологических  изысканий для оценки фактической  степени устойчивости склона.

     Для успешной  реализации противооползневых мероприятий  необходима разработка вопросов  специальной стратегии и тактики.

     К первым  относят:  установление природы возможных форм нарушения устойчивости склона и разработка рациональных расчетных схем;  количественная оценка (иногда с некоторым приближением)  степени устой-

чивости склона  (определение коэффициента устойчивости - запаса); выявление наиболее эффективных путей повышения степени устойчивости склона до необходимых пределов;  проектирование откосов с наперед заданной степенью устойчивости.

      Вторые  заключаются,  в первую очередь, в выборе в пределах наличной стратегии наиболее эффективных для конкретного случая противооползневых мероприятий и сооружений,  не забывая при этом о преимуществах «превентивных»  профилактических методов.

Противооползневые мероприятия подразделяются на два вида:

• активные, способные воздействовать на основную причину оползня путем полного пресечения или некоторого ослабления ее действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любого вида;
• пассивные,  направленные на повышение значимости факторов сопротивления,  влияющих положительным образом на степень устойчивости,  например,  пригрузка,  закрепление любыми способами. Мероприятия по обеспечению охранной обстановки касаются в основном ограничений в деятельности человека в районе склона: по зеленому поясу  (запрещение рубки леса, корчевания и разработки участков под огороды,  уничтожение кустарника,  травяного покрова);  по строительству  (установление границы предельной застройки,  типа и веса сооружений,  снос существующих сооружений,

замедление темпов строительства);  по земляным работам  (запрещение любых  разработок грунта в пассивной зоне - у подножья, загрузки склона в активной зоне -  у бровки, увеличения крутизны откоса,  вскрытие неустойчивых грунтов);  в области водного хозяйства  (запрещение спуска поверхностных вод и поливов,  содержание в порядке водоотводящих и осушительных устройств,  водопро-

водно-канализационных систем, заделка ям, трещин,  установление уровней и темпов сработки вод,  омывающих откос);  по динамическим воздействиям  (запрещение применения взрывных работ, забивки свай, работы транспортных средств).

Берегозащитные мероприятия  и сооружения на водотоках и водоемах у подножья склона должны включать в себя:  отвод и выправление русел,  устройство защитных покрытий, возведение лотков,  быстротоков,  перепадов,

стен - набережных.

      Водоотводные  осушительные и дренажные мероприятия  и устройства делят на:  работы  на поверхности - (планировка местности,  заделка трещин, устройство покрытий, дамб,  обвалования,  нагорных и осушительных каналов,  лотков, каптаж источников); обустройство  дренажей  (продольные и поперечные прорези и галереи,  дренажные шахты,  поглощающие скважины и колодцы);

выполнение изоляционных мероприятий  (устройство различных инъекционных завес,  глинизация, замораживание грунтов).

      Землеустроительные  мероприятия направлены на:  разгрузочные  работы в активной зоне  (полный  съем оползневых масс, срезка  активной части оползня,  очистка  скальных откосов,  террасирование и уполаживание склона,  общая планировка склона) и пригрузки в пассивной зоне (отсыпка и отвал грунта);  покрытие скальных склонов металлическими и геосинтетическими сетка-

ми;  армирование поверхности  геосинтетическими материалами  (сетками,  ячеистыми каркасами и т.п.);  устройство каменных ловушек.

       Механическое  крепление склона  (откоса) связано  с устройством одиночных прошпиливающих элементов в виде свай различного типа,  проходящих сквозь оползень в коренные породы или рядов в виде шпунтовых стенок,  инъекционных и мерзлотных завес и др.

 

 

 

 

                             Список использованной литературы

1. Программа, методические указания и задания на контрольные работы по курсу «ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ». Москва 1973.
2. Ананьев В.П., Потапов А.Д. «ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ». ГУП «Издательство «Высшая школа» 2000.
3. Маслов Н.Н. «Основы инженерной геологии и механики грунтов». «Издательство «Высшая школа» 1982.
4. Речкалова А.В., Денисов С.Е. «Инженерная геология. Определитель минералов и горных пород». 2003.