Барац Н.И. Задачи, упражнения и контрольные вопросы по инженерной геологии

Влажность на границе текучести, д.е. 0,32 0,44 0,37 0,21 0,41

Влажность на границе раскатывания, д.е. 0,19 0,23 0,19 0,15 0,25

Примечания: 1. Для ответа необходимо вычислить число пластичности,

коэффциенты пористости грунта в природном состоянии, границе текучести,

коэффициент водонасыщения.

2. К просадочным грунт относить при условии S

r

≤ 0,6 и

(e – е

L

)/(1+е)≥-0,1.

3.6. По результатам лабораторного определения физических свойств

связного грунта, приведенным в табл. 3.4, вычислите

классификационные характеристики (число пластичности, показатель

текучести, коэффициент пористости) и дайте наименование грунта по

ГОСТ 25100-95 (см. прил. 6).

Таблица 3.4

Варианты 1 2 3 4 5

Плотность частиц грунта, г/см

3

2,69 2,73 2,71 2,72 2,70

Плотность грунта, г/см

3

1,90 1,99 1,90 1,86 1,80

Природная влажность, д.е. 0,22 0,27 0,13 0,18 0,20

Влажность на границе текучести, д.е. 0,20 0,52 0,34 0,43 0,26

Влажность на границе раскатывания, д.е. 0,14 0,23 0,21 0,22 0,17

3.7. Из каких основных фракций состоят связные грунты? Напишите

их. Какие частицы оказывают наибольшее влияние на свойства

грунтов? Какими минералами они представлены? Каковы их

особенности?

3.8. Что понимать под термином «грунт»? Какие в грунтах

существуют структурные связи?

4. Гидрогеология

4.1. Схематически покажите (в разрезе) возможные области питания,

распространения и разгрузки указанных ниже типов подземных вод.

На схеме отметьте мощность водоносного слоя, водоупор

(водоупоры), уровень безнапорных или пьезометрический уровень

напорных вод.

Варианты: межпластовые напорные;

грунтовые безнапорные;

верховодка.

10

4.2. Нарисуйте схематический разрез. Покажите на разрезе

характеристики водоносных горизонтов, указанные в

нижеследующих вариантах.

Варианты: уровень, глубина залегания, зона аэрации, область

питания, мощность водоносного слоя, кровля водоупора;

поток грунтовых вод, мощность водоносного слоя,

глубина залегания уровней грунтовых вод.

4.3. В чем принципиальное отличие водоносных слоев от

водоупорных? Какие из перечисленных литологических разностей –

пески, глины, галечники, аргиллиты – могут быть водоупором? Какие

из названных горных пород могут быть водоносными? Объясните

почему.

4.4. В каких из перечисленных видов грунтов – пески гравелистые,

глины, супеси, пески пылеватые, суглинки – будет больше высота

капиллярного поднятия? Расположите грунты в порядке увеличения

высоты капиллярного поднятия.

4.5. При бурении скважины на пойме с абсолютной отметкой устья

20,0 м встречены (сверху вниз) следующие слои: до 0,3 м – почва, от

0,3 до 8,0 м – галечники и ниже – глины. Уровень воды установился

на глубине 4,5 м от устья скважины. Начертите схематическую

колонку скважины и определите мощность водоносного горизонта и

зоны аэрации, абсолютные отметки кровли водоупора и статического

уровня воды.

4.6. Определите единичный расход грунтового потока по результатам

замеров, выполненных в двух скважинах, расположенных на

расстоянии 200 м по направлению течения, если коэффициент

фильтрации однородных водовмещающих пород равен 5,2 м/сут.

Постройте схему.

Примечание. Единичный расход потока при наклонном водоупоре

определяется по формуле

  

l

bhhНН

kQ

ф

2

2121





,

где k

ф

= 5,2 м/сут – коэффициент фильтрации; H

1

и H

2

– напоры

соответственно в скважинах 1 и 2, отсчитываемые от условной

горизонтальной плоскости 0-0; h

1

и h

2

– мощность водоносного

11

пласта соответственно в скважинах 1 и 2; b – ширина потока,

принимаемая при определении единичного расхода равной 1 м; l=200

м – расстояние между скважинами.

Мощность водоносного пласта в скважинах вычисляют как

разность абсолютных отметок уровня грунтовых вод (WL) и кровли

водоупора. Значения H

1

и H

2

принимают равными абсолютным

отметкам WL в скважинах 1 и 2. Варианты приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

4.7. По данным, приведенным в табл. 4.2, постройте схему и

определите приток воды к совершенной скважине (дебит) при

горизонтальном водоупоре. Диаметр скважины 2r=305 мм, радиус

скважины r=152,5 мм.

Таблица 4.2

Варианты 1 2 3

Абсолютные отметки, м:

устья скважины

WL (статического)

WL в скважине при откачке

кровли водоупора

31,4

29,9

25,5

11,6

71,3

67,6

64,8

58,2

54,8

52,5

47,3

42,3

Коэффициент фильтрации, м/сут 7,1 13,4 18,6

Расчетная формула Q=1,36k

ф

 

rR

hH

lglg

22



,

где H – высота воды в скважине при откачке; R – радиус влияния,

R=2S

ф

Hk

,

здесь S – понижение уровня воды в скважине, м.

4.8. При выполнении разведочных работ пробурено 12 скважин,

расположенных в плане в углах квадратной сетки, как показано на

рис. 4.1, на расстоянии 25 м друг от друга.

На плане указано: номер скважины (слева от дроби), абсолютная

отметка устьев скважины (в числителе) и глубин залегания уровней

грунтовых вод (в знаменателе).

Варианты 1 2

Абсолютные отметки,

м: устья скважин

WL

кровли водоупора

Скважина 1 Скважина 2 Скважина 1 Скважина 2

32,1 30,3 83,3 84,1

28,0 24,3 81,6 80,5

17,8 18,3 78,2 78,2

12

1

5

9

2 3

6

4

10 11

8

7

12

14,7

13,8

13,5

13,2

,2

15,3

12,1

16,1

12,6

12,2

10,6

12,5

10,5

10,8

9,1

11,3

5,7

12,2

8,3

13,4

10,6

13,6

10,0

13,1

9,0

11

12

1213

13

14

15

14

По данным, приведенным в табл. 4.3, постройте на

топографической основе карту гидроизогипс сечением через 1 м. На

карте покажите направление потока и выделите участки с глубиной

залегания уровня грунтовых вод менее 2 м, от 2 до 3 м.

Таблица 4.3

Варианты 1 2 3 4 5

Скважина 1

1,4

1,13

9,3

4,12

6,3

6,13

1,4

2,13

6,3

6,10

Скважина 2

9,3

2,12

4,2

3,11

8,2

1,13

9,2

5,12

0,3

1,10

Скважина 3

6,5

3,11

5,1

6,10

0,2

5,12

4,2

0,12

3,2

5,9

Скважина 4

7,2

8,10

8,1

5,10

7,1

4,12

5,3

7,11

5,1

6,9

Скважина 5

6,3

6,13

2,3

0,13

6,3

7,16

2,4

2,15

5,3

2,13

Скважина 6

8,2

4,13

0,2

5,12

2,3

1,15

0,2

0,14

2,3

4,12

Скважина 7

0,2

5,12

7,1

3,12

1,1

4,14

2,1

6,13

1,1

5,11

Скважина 8

6,1

2,12

8,2

4,12

4,0

5,13

3,3

3,13

2,0

5,10

Скважина 9

5,3

1,16

2,3

3,15

3,1

2,18

0,5

8,18

3,3

6,15

Скважина 10

2,3

3,15

3,1

2,14

2,4

3,18

2,4

0,18

0,4

3,15

Скважина 11

9,0

7,14

4,0

7,13

1,3

2,18

6,3

3,17

9,2

1,15

Скважина 12

3,0

5,13

3,2

3,13

0,2

0,17

2,5

2,17

4,2

3,14

13

Рис. 4.1. План расположения скважин

4.9. Составьте прогноз повышения уровня грунтовых вод



H на

территории площадью А через 1 год, 5 лет, 7 лет (t) при

дополнительном инфильтрационном питании



, действующем на

площади А



. Подъем уровня грунтовых вод



H определите по

формуле

t

F

А

H









,

где



– коэффициент водоотдачи.

Варианты: А



=1,5 км

2

; А=4,5км

2

;



=0,15;



=0,2 м/год;

А



=0,5 км

2

; А=3 км

2

;



=0,1;



=0,19 м/год;

А



=2,0 км

2

; А=6 км

2

;



=0,12;



=0,22 м/год.

5. Геологические процессы и явления

5.1. Объясните, какие геологические процессы обусловили

образование указанных ниже четвертичных отложений. Какими

литологическими разностями пород они представлены?

Варианты: элювиальные, ледниковые;

эоловые, аллювиальные;

ледниковые, болотные.

5.2. На рис. 5.1 приведен поперечный разрез речной долины и указан

геологический возраст горных пород. Назовите элементы долины,

попадающие в разрез, и объясните возможные условия их

образования.

14

5.3. На территории старого города пробурены скважины 1 и 2 на

расстоянии 25 м. Между ними на глубину 5 м заложен строительный

котлован. В дне котлована под экскаватором на площади 4 м

2

образовались провалы глубиной от 0,5 до 1,3 м. Постройте разрез.

Объясните возможные причины образования провалов. Какие

исследования нужно провести, прежде чем продолжить строительные

работы? Исходные данные приведены в табл. 5.1.

5.4. Для проектирования здания с подвалом были пробурены

скважины 3 и 4 на расстоянии 50 м. Здание длиной 50 м

запроектировано между скважинами. После проходки котлована до

глубины 4 м он был затоплен подземными водами. Постройте разрез

по данным бурения, приведенным в табл. 5.2, и объясните, какие

причины вызвали затопление котлована.

Рис. 5.1. Поперечные разрезы речных долин

15

Таблица 5.1

Номер

скважи

ны и

абсолю

тная

отметк

а устья,

м

Геоло

гичес

кий

возрас

т

Мощн

ость

слоя, м

Описание горных пород

Глубина залега-

ния уровня

воды, м

поя-

вив-

шегося

устано-

вивше-

гося

445

1

,

tQ

4

3,2 Супесь со щебнем кирпича и

древесными обломками 9,1 9,1

mQ

1

4,1 Песок мелкий

N

2

10,0 Известняк-ракушечник 9,1 9,1

2

45,3

tQ

4

2,0 Глыбы известняка-ракушечника

9,3 9,3

tQ

4

0,5 Суглинок со щебнем

mQ

1

3,6 Песок мелкий

N

2

10,0 Известняк-ракушечник

Таблица 5.2

Номер

скважины и

абсолютная

отметка

устья, м

Геологич

еский

возраст

Мощнос

ть слоя,

м

Описание горных

пород

Глубина

залеган

ия

уровня

воды, м

3

203,6

gQ 3,2 Суглинок плотный с валунами

3,2

eQ 1,1 Щебень песчаника

D 3,0 Песчаник

4,203

4

gQ 8,5 Суглинок плотный с валунами

8,5

eQ 1,1 Щебень песчаника

D 2,0 Песчаник трещиноватый

5.5. На рис. 5.2 приведена схема размещения сооружения, создающего

статические нагрузки на горные породы. В зоне 2 напряжения

изменяются под влиянием веса сооружения. Объясните, что

оконтурено 3 в зоне 4, какова устойчивость пород 5-й зоны, что

представлено в зонах 6, что – под номером 8.

16

Рис.5.2. Схема сферы воздействия сооружения на горные породы,

создающего статическую и динамическую нагрузки: 1 – сооружение,

создающее статическую и динамическую нагрузки на породы; 2 – зона

напряжения, создаваемая статической нагрузкой; 4 – доломиты;

5 – глинистые породы; 7 – плотные подстилающие породы

6. Инженерно-геологические изыскания

6.1. Ниже перечислены основные виды работ, входящие в состав

инженерно-геологических изысканий. Охарактеризуйте содержание и

назначение видов работ, а также основные методы получения

инженерно-геологической информации о районе изысканий.

Варианты: сбор и систематизация фондовых материалов и

литературных источников;

составление программы инженерно-геологических

изысканий;

рекогносцировочное обследование;

горно-проходческие работы;

отбор проб грунтов;

лабораторные исследования грунтов;

камеральные работы.

6.2. Назовите основные вопросы, подлежащие освещению в одной из

текстовых глав отчета об инженерно-геологических условиях

17

участков исследований, а также содержание графической части и

приложений.

Варианты: введение;

изученность инженерно-геологических условий;

геологическое строение (литология, стратиграфия,

тектоника);

геоморфологические условия;

гидрогеологические условия;

геологические и инженерно-геологические процессы;

инженерно-геологические разрезы;

специальные карты (какие?).

6.3. Охарактеризуйте различные категории инженерно-геологических

скважин, их назначение и получаемые результаты.

Варианты: опорные;

разведочные;

гидрогеологические;

режимные.

7. Охрана геологической среды

7.1. Для выяснения причин образования крупных трещин в стене

заводского корпуса длиной 150 м вдоль стены пройдены три

скважины (в середине и по краям), описание которых дано ниже. В

скважинах даны глубины залегания уровней грунтовых вод (WL) до и

после начала интенсивной эксплуатации подземного водозабора на

соседней территории. Постройте геологический разрез вдоль стены

корпуса (по скважинам 1,2,3), нанесите статический и динамический

уровни грунтовых вод, определите гидравлический и динамический

уклоны потока по линии разреза и опишите процесс, который привел

к деформации стены корпуса. Исходные данные приведены в табл.

7.1.

7.2. Проектируется цех с мокрым технологическим процессом, в

котором используются кислоты и другие материалы. Утечки в таком

цехе могут повлечь за собой изменение свойств грунтов основания и

деформацию сооружения. Постройте геологический разрез по данным

бурения четырех скважин и выберите такое место для цеха длиной 20

м, где он нанесет минимальный ущерб геологической среде.

18

Скважины 1, 2, 3, 4 расположены через 50 м на одной прямой.

Исходные данные приведены в табл. 7.2.

Таблица 7.1

Номер

скважин

ы и

абсолют

ная

отметка

устья, м

Возрас

т

пород

ы

Наименование породы

Мощн

ость

слоя,

м

Глубина

залегания WL, м

статиче

ского

динамич

еского

2,125

1

аQ

2

Суглинок 1,5

3,0 9,5

аQ

2

Песок мелкий 0,2

С

1

Известняк трещиноватый 10,0

1,123

2

аQ

2

Суглинок 1,5

1,0 8,0

Q

2

Песок мелкий 3,0

С

1

Известняк трещиноватый 3,2

Пустое пространство пещеры 0,5

С

1

Известняк 4,0

2,125

3

аQ

2

Суглинок 1,5

3.0 11,0

аQ

2

Песок мелкий 0,5

С

1

Известняк 4,5

Пустое пространство пещеры (воздух,

вода)

0,2

С

1

Известняк 6,0

Таблица 7.2

Номер

скважины

и

абсолютна

я отметка

устья, м

Геологичес

кий возраст

Мощность

слоя, м

Наименование горной

породы

Глубина

залегани

я WL, м

2,50

1

tQ

4

1,0 Глыбы и щебень

5,0

mP

2

8,0 Песчаник и конгломерат на

железистом и кремнистом

цементе

mP

2

4,0 Известняк

2,50

2

mP

2

1,0 Конгломерат

5,0

mP

2

8,0 Известняк

mP

2

1,0 Глина твердая

2,50

3

mP

2

1,0 Известняк

–

mP

2

9,0 Глина твердая

19

Продолжение таблицы 10

Барац Н.И. Задачи, упражнения и контрольные вопросы по инженерной геологии

Подождите немного. Документ загружается.