Тема 6.4. Геодинамическая обстановка производства горных работ; горно-геологические явления при разработке месторождений подземным и открытым способом [16, 20, 21].

Инженернаягеология изучает все геологические процессы, которые могут оказывать то или иное влияние на инженерные сооружения, и в свою очередь, как эти сооружения повлияют на природную геологическую обстановку. Следует уяснить разницу между геологическими и инженерно-геологическими процессами.

Уплотнение лессов в процессе диагенеза и соответственно просадочные явления в лессах при утечках воды из водопроводов.

Наледи, термокарст – мерзлотные деформации пород в основаниях сооружений и пучины на дорогах.

Оползни, оплывины, обвалы, осыпи – деформации искусственных откосов.

Абразия по берегам морей, озер – переработка берегов водохранилищ.

Провалы над карстовыми пустотами – сдвижение горных пород при подземных разработках.

Геологические процессы следует изучать от причин их возникновения, развитие во времени, скорости развития, оценке характеристик, последствий на строительство и на работу зданий и сооружений.

С инженерно-геологической точки зрения – изменение физического состояния и физико-механических свойств горных пород, что снижает устойчивость горных пород в основаниях сооружений, естественных и искусственных откосах, горных выработках и т.д. Магматические породы на земной поверхности превращаются в рухляки различного состава. Механические свойства основных и ультраосновных ниже, чем кислых и средних пород (наличие прочного кварца). Характерной чертой крупнообломочных пород этого вида является более высокая прочность. Элювиальные глины склонны к набуханию (увеличение объема при увлажнении) и усадке (уменьшение объема при высыхании), что ухудшает условия эксплуатации зданий и сооружений.

Элювий метаморфических пород по физико-механическим свойствам ближе к дисперсным грунтам основных и ультраосновных пород.

Кора выветривания осадочных пород отличается разнообразием: хемо и органогенные породы большей частью растворяются. В сцементированных - в первую очередь разрушается цемент (кремнистый, железистый, карбонатный, глинистый).

Степень выветрелости определяется коэффициентом – отношением плотности выветрелой к плотности невыветрелой породы.

Меры борьбы с выветриванием. Сооружение фундамента зданий до невыветрелой породы. Крутизну откосов определяют с учетом прочности пород. Предотвращение выветривания: покрытие пород материалами (гудрон, бетон, синтетики), пропитывание пород (цемент, жид стекло и т.д), нейтрализация агентов выветривания (насыщение солями соленых вод, сооружение ливнестоков, канав), планировка территории и отвод воды.

Тема 6.5. Инженерно-геологические исследования на стадиях предварительной, детальной и эксплуатационной разведки; особенности инженерно-геологических исследований при подземной и открытой разработке месторождений [6, 7, 8, 9, 10,11, 13, 16, 20, 22].

Этапы инженерно-геологических изысканий.

Инженерно-геологические изыскания проводятся согласно технического задания, которое выдает инженер-строитель, занимающийся проектированием объекта.

Работы по изысканию выполняет специализированная организация.

Результаты работы – инженерно-геологический отчет.

Примечание. Обязательно участие инженера-геолога на стадиях изысканий, строительства и эксплуатации объекта.

Задачи исследований.

1. Изучение геологического строения участка.

2. Изучение геоморфологии.

3. Изучение гидрогеологических условий.

4.Изучение природных геологических и инженерно-геологических процессов.

5. Изучение свойств горных пород.

6. Прогноз изменения горных пород при строительстве и эксплуатации объекта.

Изыскания производятся в соответствии со СНиП 11.02-96. Инженерные изыскания для строительства.

Порядок изысканий.

Перед проектированием.

1. Подготовительный этап: сбор, изучение и анализ имеющейся геологической документации по району строительства.

2. Полевые работы: инженерно-геологическая и гидрогеологическая съемка (1: 200000, 1: 10000); буровые и горнопроходческие разведочные работы; геофизические исследования; опытные полевые работы; стационарные наблюдения.

3. Лабораторные исследования грунтов и подземных вод.

4. Камеральная обработка и составление отчета.

В период строительства.

1. Сверка геологических и гидрогеологических данных.

2. Проведение дополнительных инженерно-геологических работ.

3. Внесение изменений в проект (при необходимости).

При эксплуатации зданий, сооружений.

1. Работы с подтвержением прогноза устойчивости объектов.

2. Наблюдения за осадками грунтов, режимом грунтовых вод, рек и т.п. с целью установления причин деформаций и разработка мер по их устранению.

Методы и технические средства, используемые при изысканиях.

Методы:

- инженерно-геологическая съемка масштаба от 1: 200000 до 1: 10000 и крупнее (основа – геологическая карта местности, при геоморфологических исследованиях уточняют рельеф, возраст, происхождение; при геологических работах определяют условия залегания, мощность, возраст, тектонические особенности, выветрелость и т.п. по выходам горных пород на поверхность);

- аэрокосмические методы.

Технические средства разведки.

Назначение:

- выяснение геологического строения;

- выяснение гидрогеологических условий строительства;

- отбор проб грунтов и подземных вод;

- проведение опытных работ и стационарных наблюдений.

1. Буровые скважины – это вертикальные или наклонные выработки круглого сечения малого диаметра (100-150мм), пройденные с помощью специального инструмента (Н керна 20-30мм, объем воды 0,5-2л).

2. Расчистки, канавы, штольни – горизонтальные выработки.

3. Шурфы – вертикальные выработки (1*1; 1,5*1,5; дудки – круглого сечения, диаметром 1м; глубина 2-3м, максимальная 4-5м; пробы размером от 10*10*10 до 30*30*30мм).

Достоинства и недостатки проведения выработок и скважин.

1. Высокая скорость, механизация, мобильность буровых работ при небольшом сечении.

2. Высокая детализация при проведении горных выработок при высокой стоимости и трудоемкости работ.

Геофизические методы.

Применяются как самостоятельные методы, так и параллельно с другими исследованиями (каротаж скважин).

К геофизическим методам относятся: сейсмометрия (основан на создании сейсмических вол и их изучении - не точен), электрометрия (электрокаротаж – основан на исследовании искусственно созданного электрического поля – электропрофилирование или электрозондирование).

Геологические карты и разрезы.

Геологические карты – проекция геологических структур на горизонтальную плоскость. Различают: карты коренных пород (стратиграфические, литологические, страто-литологические) и карты четвертичных отложений.

Инженерно-геологические карты:

- карты инженерно-геологических условий – общая оценка природных условий местности;

- карты инженерно-геологического районирования – регионы, области, районные и т.д.;

-карты специально назначения – оценка инженерно-геологических условий, прогноз инженерно-геологических явлений.

Масштабы карт (по назначению и детальности содержания):

- общие обзорные от 1: 500000 и мельче;

- среднего масштаба от 1: 200000 до 1: 100000;

- детальные крупномасштабные от 1: 10000 и крупнее.

Геологические разрезы – проекции геологических структур на вертикальную плоскость (дополнение к геологическим картам). Выявляют геологическое строение на глубину.

Порядок построения.

1. Закладывают линию разреза – прямую или ломаную линию.

2. Построение топографического профиля.

3. Перенесение на профиль всех геологических, гидрогеологических данных.

Оформление: масштаб, стратиграфические индексы, условные обозначения горных пород, подземных вод, физико-геологических явлений ит.д.

Инженерно-геологические элементы на территории строительства (ИГЭ) – слой, часть слоя и т.д. Цель выделения ИГЭ: для решения вопросов в выборе модели работы основания фундамента и т.п.

Контрольная работа по разделу 6

Вариант 1

1. Инженерная геология (цели, задачи)?
2. Физико-механические свойства дисперсных грунтов?
3. Дайте характеристику физического способа улучшения грунтов: водопонижение?

Вариант 2

1. Что понимают под грунтом?
2. Физико-механические свойства скальных грунтов?
3. Дайте характеристику физического способа улучшения грунтов: тампонаж?

Вариант 3

1. Что понимают под скальными грунтами?
2. Физико-механические свойства мерзлых грунтов?
3. Дайте характеристику физического способа улучшения грунтов: искусственное замораживание?

Вариант 4

1. Что понимают под массивом горных пород?
2. Физико-механические свойства дисперсных грунтов?
3. Дайте характеристику химического способа улучшения грунтов: силикатизация?

Вариант 5

1. Что понимают под дисперсными грунтами?
2. Физико-механические свойства скальных грунтов?
3. Дайте характеристику химического способа улучшения грунтов: смолизация?

Вариант 6

1. Что понимают под мерзлыми грунтами?

2. Физико-механические свойства мерзлых грунтов?

3. Дайте характеристику электрохимического способа улучшения грунтов?

Вариант 7

1. Что понимают под массивом горных пород?
2. Физико-механические свойства мерзлых грунтов?
3. Дайте характеристику химического способа улучшения грунтов: силикатизация?

Вариант 8

1. Что понимают под дисперсными грунтами?
2. Физико-механические свойства скальных грунтов?
3. Дайте характеристику химического способа улучшения грунтов: смолизация?

Вариант 9

1. Что понимают под мерзлыми грунтами?
2. Физико-механические свойства дисперсных грунтов?
3. Дайте характеристику физического способа улучшения грунтов: искусственное замораживание?

Вариант 10

1. Что понимают под скальными грунтами?
2. Физико-механические свойства мерзлых грунтов?
3. Дайте характеристику химического способа улучшения грунтов: силикатизация?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: