Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты: Методические указания к выполнению контрольных работ и лабораторным занятиям

МИНИСТЕРСТВО ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ПЕТЕРБУРГСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

________________________________________________________________________________________

Кафедра «Основания и фундаменты»

ИНЖЕНЕРНАЯ  ГЕОЛОГИЯ,

МЕХАНИКА  ГРУНТОВ,

ОСНОВАНИЯ  И  ФУНДАМЕНТЫ

Раздел  ИНЖЕНЕРНАЯ  ГЕОЛОГИЯ

Методические указания к выполнению

контрольных работ и лабораторным занятиям

для студентов заочного обучения специальности

МОСТЫ  И  ТОННЕЛИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2002

УДК

ББК

Приведены исходные данные к контрольной работе по инженерной геологии. Даны примеры выполнения заданий.

Предназначены для студентов специальности «Мосты и тоннели» вечерне-заочного факультета.

Разработал доцент В.Е.КОЗЛОВСКИЙ

Общие сведения.

Контрольная работа по дисциплине «Инженерная геология» состоит из девяти заданий по следующим темам:

1.  Породообразующие минералы

2.  Магматические горные породы

3.  Обломочные осадочные горные породы

4.  Глинистые осадочные горные породы

5.  Химические и биохимические осадочные и метаморфические горные породы

6.  Тектонические движения земной коры

7.  Четвертичные отложения

8.  Физико-геологические явления

9.  Построение геологических разрезов

Исходные данные. Для выполнения контрольной работы задания следует брать из приведенных в соответствующих темах таблиц согласно двух последних цифр студенческого шифра.

Источники. Для ответов на предложенные вопросы следует использовать материалы лекций, а также литературу, представленную в конце методических указаний. Возможно применение энциклопедических каталогов сети Internet, например, www.rubricon.ru.

Примеры выполнения заданий приведены в данных методических указаниях в соответствующих темах.

Оформление. Текстовая часть и рисунки выполняются на листах формата А4, графики (тема 3) и разрез (тема 9) – на миллиметровой бумаге.

1.  Породообразующие минералы

Минералы – это природные тела, относительно однородные по химическому составу, внутреннему строению и физическим свойствам. Наиболее часто встречающиеся виды минералов представлены в табл.1.

Цель задания: Дать характеристики породообразующим минералам по следующим признакам: химическому составу, форме кристаллов, твердости по Моосу, цвету, блеску, спайности, излому, плотности. Найти указанный минерал среди других, предложенных преподавателем.

Пример: Дать описание минералу кварц.

Кварц. Химическая формула – SiO₂. Встречается в виде прозрачных кристаллов, имеющих форму шестигранной призмы, увенчанной пирамидой, а также в виде сплошных плотных масс. Твердость по шкале Мооса – 7. Часто образует друзы, жилы и прожилки. Цвет от белого (горный хрусталь) до черного (морион). Блеск стеклянный. Спайность отсутствует. Излом неровный, часто раковистый. Плотность - 2.65 г/см³.

Таблица 1

Исходные данные по разделу «Породообразующие минералы»

Число единиц шифра	Минералы
0	Кварц, сильвин, амфибол
1	Кальцит, апатит, оливин
2	Авгит, опал, гипс
3	Полевой шпат, лимонит, монтмориллонит
4	Мусковит, пирит, гидрослюда
5	Гипс, тальк, кальцит
6	Каолинит, ортоклаз, галит
7	Доломит, плагиоклаз, лимонит
8	Ангидрит, биотит, пирит
9	Галит, хлорит, тальк

2.  Магматические горные породы

Магматические горные породы являются продуктами остывания магмы внутри земной коры либо на ее поверхности. Наиболее часто встречающиеся виды магматических пород представлены в табл.2.

Цель задания: Дать характеристики магматическим горным породам по следующим признакам: происхождение, окраска, содержание свободной кремнекислоты (SiO₂), структура, текстура, минеральный состав. Найти указанную горную породу среди других, предложенных преподавателем.

Таблица 2

Исходные данные по разделу «Магматические горные породы»

Число десятков шифра	Магматические горные породы
0	Порфирит
1	Габбро
2	Базальт
3	Порфир
4	Сиенит
5	Диорит
6	Диабаз
7	Липарит
8	Обсидиан
9	Перидотит

Пример: Дать описание магматической горной породе гранит.

Гранит. Интрузивная магматическия горная порода. Цвет светло-серый, розовый либо красный. По содержанию свободной кремнекислоты (SiO₂) является кислой (содержание SiO₂ более 60%). Имеет кристаллически-зернистую структуру и плотную (компактную) текстуру. Состоит из трех минералов: кварца, полевого шпата (ортоклаза либо кислого плагиоклаза) и слюды. Иногда вместо слюды встречается роговая обманка (амфибол).

3.  Обломочные осадочные горные породы

Обломочные осадочные горные породы  являются продуктами физического выветривания исходных горных пород (магматических, осадочных и метаморфических). Обломочные породы могут быть сыпучими и цементированными.

Название сыпучих пород (сыпучих грунтов) дается по результатам гранулометрического (ситового) анализа (табл.3). Важным параметром является коэффициент неоднородности К_60/10, определяемый по кумулятивной кривой.

Цель задания: Определить по результатам рассева название сыпучей породы. Построить гистограмму и кумулятивную кривую. Определить коэффициент неоднородности.

Исходные данные представлены в табл.4. Номер варианта соответствует числу единиц в шифре студента.

Пример: Навеска сыпучего грунта массой 1000 гр просеяна сквозь колонну сит.. Результаты ситового анализа представлены на рис.1, а. Для определения названия грунта воспользуемся табл.3, двигаясь по ней в направлении сверху вниз. Содержание частиц крупнее 0.5 мм равно 22+8+4+3=37% (что менее 50%), поэтому данный грунт не является песком крупным. Содержание частиц крупнее 0.25 мм равно 23+22+8+4+3=60% (что более 50%), поэтому данный грунт является песком средней крупности.

Таблица 3.

Классификация сыпучих крупнообломочных и песчаных грунтов

Виды крупнообломочных и песчаных грунтов	Характерный размер частиц, мм	Содержание частиц крупнее характерного размера, % по массе
Крупнообломочные грунты:
Валунный (глыбовый) грунт	200	>50
Галечниковый (щебенистый) грунт	10	>50
Гравийный (дресвяный) грунт	2	>50
Песчаные грунты:
Песок гравелистый	2	>25
Песок крупный	0.5	>50
Песок средней крупности	0.25	>50
Песок мелкий	0.1	>75
Песок пылеватый	0.1	<75