Курсовая работа - Геологический разрез и его построение по карте горных пород

Подождите немного. Документ загружается.

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра МДТТ, основания и фундаменты

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Инженерная геология»

на тему «Геологический разрез и его построение по карте горных пород»

Проверил: Выполнил:

Преподаватель студент Орлов В.А.

Топова Е.Л.

Екатеринбург

2009

СОДЕРЖАНИЕ

1. ЗНАЧЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО И

ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА…………………………………………. стр.3

2. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛОВ И ПОРОД (ШИФР 08 ППГС 24)……………..стр. 4

2.1. Таблица 1. Каолинит………………………………………………………… стр.4

2.2. Таблица 2. Диорит, суглинок, слюдяной сланец……………………………. стр.5-6

3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД…………… стр.7

3.1. ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

ГРУНТОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ (АЛЛЮВИАЛЬНЫХ)……………………………стр.8-11

4. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АБСОЛЮТНОГО И ОТНОСИТЕЛЬНОГО ВОЗРАСТА

ПОРОД………………………………………………………………………………стр.14

4.1. Относительный возраст горных пород и методы его определения……… стр.13-15

4.2. Абсолютный возраст горных пород и методы его определения……………стр.15-16

4.3. Исходные данные к вопросу определения возраста пород…………………стр.17

5. СУЩНОСТЬ ЭНДОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМЛИ……………………… стр.18

6. СУЩНОСТЬ ЭКЗОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ЗЕМЛИ………………………..стр.19

6.1. Исходные данные к вопросу определения возраста пород………………..стр.20-24

7. КЛАССИФИКАЦИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД. УСЛОВИЯ ЗАЛЕГАНИЯ

И ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД…………………………………………. стр.25

7.1.Классификация подземных вод…………………………………………… . стр.26-29

7.2. Исходные данные к вопросу о состоянии и условиях залегания воды

в горных породах………………………………………………………………. . стр.30-31

7.2.2. Условия залегания и движения грунтовых вод………………………… стр.32

8. ОСНОВНОЙ ЗАКОН ФИЛЬТРАЦИИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД………………..стр.35

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ И РАСХОДА

ПЛОСКОГО ПОТОКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД. ТРЕБОВАНИЯ К ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ.

ПРИЧИНЫ АГРЕССИВНОСТИ ВОДЫ К БЕТОНУ И МЕТАЛЛУ…………. стр.35-40

9. МЕТОДЫ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ………..стр.41-45

10. Вариант № 12. Данные разведочных скважин………………………………стр.46

Список литературы

Инженерно – геологический разрез

1. ЗНАЧЕНИЕ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ ДЛЯ

ПРОМЫШЛЕННОГО И ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА

Инженерная геология - наука, изучающая свойства горных пород

(грунтов), природные геологические и техногенно-геологические

(инженерно-геологические) процессы в верхних горизонтах земной коры в

связи со строительной деятельностью человека.

Инженерная геология – наука самостоятельная, и давно является

необходимой частью строительного производства.

Главная цель инженерной геологии – изучение природной

геологической обстановки местности до начала строительства, а также

прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде в

процессе строительства и эксплуатации сооружений.

Задачи инженерной геологии:

→ выбор благоприятного в геологическом отношении места под

строительство данного объекта;

→ выявление инженерно-геологических условий в целях определения

наиболее рациональных конструкций фундаментов и объекта в целом, а

также технологии производства строительных работ;

→ выработка рекомендаций по необходимым мероприятиям и

сооружениям инженерной защиты территорий и охране геологической среды

при строительстве и эксплуатации сооружений.

Ведение инженерно-геологических изысканий регламентируется

основным нормативным документом в строительстве СНиП 11-02-96

«Инженерные изыскания для строительства». Данный документ определяет

порядок, состав, объемы, виды выполняемых работ изысканий для различных

этапов проектирования, строительства и эксплуатации объектов, а также

состав документации по результатам изысканий, порядок их предоставления

и приемки, а также ответственность исполнителей и заказчиков

(проектировщиков).

2. ОПИСАНИЕ МАТЕРИАЛОВ И ПОРОД (ШИФР 08 ППГС 24)

2.1 Минерал Каолинит

XXXXXXXX

Единицы

шифра

Минерал Описание минерала

4 Каолинит Каолинит — глинистый минерал из группы водных

силикатов алюминия.

Химический состав Al

[Si

, O

](OH)

; содержит 39,5% Al

46,5% SiO

и 14% H

Образует землистые массы, в которых при больших

увеличениях под электронным микроскопом обнаруживаются

мелкие шестигранные кристаллы. Кристаллизуется в

моноклинной сингонии. В основе кристаллической структуры

каолинита лежат бесконечные листы из тетраэдров Si—O

имеющих три общих кислорода и связанных попарно через

свободные вершины алюминием и гидроксилом. Эти листы

соединены между собой слабыми связями, что обусловливает

весьма совершенную спайность каолинита и возможность

различного наложения одного слоя на другой, что, в свою

очередь, ведет к некоторому изменению симметрии всей

кристаллической постройки.

Слоистая структура каолинита придает минералам на его

основе (глинам и каолинам) свойство пластичности.

Твердость по минералогической шкале 1; плотность 2540—

2600 кг/м³; жирен на ощупь. При нагревании до 500—600 °С

каолинит теряет воду, а при 1000—1200 °С разлагается с

выделением тепла, давая вначале силлиманит, а затем муллит;

реакция эта составляет основу керамического производства.

Каолинит — основной компонент многих глин. Образуется

при каолинизации (выветривании и гидротермальном

изменении полевошпатовых пород).

Цвет Белый, коричневатый, сероватый, бледно-

жёлтый, зеленоватый

Цвет черты Белая

Блеск Землистый (тусклый)

Прозрачность Прозрачный, полупрозрачный

Твёрдость 1,5 — 2

Спайность Совершенная по {001}

Плотность 2,6 г/см³

2.2 Породы Диорит, Суглинок, Слюдяной сланец

XXXXXXXX

Десятки

шифра

Порода Описание пород

2 Диорит

Диорит (фр. diorite, греч. diorízo — разграничиваю,

различаю) — глубинная магматическая интрузивная горная

порода, среднего состава, нормального ряда щелочности.

Состоит из плагиоклаза (андезина, реже олигоклаза-андезина)

и одного или несколько цветных минералов, чаще всего

обыкновенной роговой обманки. Встречаются также биотит

или пироксен. Цветных минералов около 30%. Иногда

присутствует кварц, и тогда порода носит название

кварцевого диорита.

По содержанию кремнезема (SiO2 52-65X%) относится к

породам среднего состава. По сумме щелочей (Na

O+K

O 3-

7,5% к нормальному ряду).Главными минералами являются:

кислый плагиоклаз (андезин или олигоклаз), роговая обманка,

реже авгит и биотит, кварц, иногда присутствует калиевый

полевой шпат. Акцессорные минералы представлены

титанитом, апатитом, магнетитом, ильменитом, цирконом.

Цвет. Обычно тёмно-зеленый или коричнево-зеленый.

Структура. Полнокристаллическая, равномерно

кристаллическая, от мелко- до гигантозернистой.

Текстура. Массивная.

Удельный вес. 2,7—2,9

Форма залегания. Штоки, жилы, лакколиты и др.

интрузивные массивы. Диориты часто встречаются совместно

с гранитами, слагая отдельные фазы внедрения

сложнопостроенных батолитов.

Отдельность. Пластовая, параллелепипедальная.

Диагностика. Окраска диорита более светлая, чем у габбро,

иногда имеют совершенно лейкократовый облик.

Служит строительным материалом, используется для

облицовки зданий, изготовления ваз, столешниц, постаментов

и т. д. В Древнем Египте и древней Месопотамии

использовался и как скульптурный материал .В связи с

диоритами часто развиваются золотоносные кварцевые жилы.

Десятки Порода Описание пород

шифра

2 Суглинок Сугли́нок — осадочная горная порода, глина низкой

пластичности, содержащая до 30-40X% примеси песка (менее

0,01 мм).

Существует 3 разновидности суглинка: валунный,

лёссовидный, покровный.

 Валунный суглинок — содержит в своей толще валуны

— окатанные обломки горной породы от 10

сантиметров до 10 метров в поперечнике. В суглинке

более распространены мелкие валуны.

 Лёссовидный суглинок — рыхлые породы различного

происхождения, похожие на лёсс (неслоистая

тонкозернистая и рыхлая осадочная горная порода).

 Покровный суглинок покрывает собой рельеф в

области древнего материкового оледенения и в

приледниковой полосе.

Суглинок пластичен; применяется при изготовлении

кирпича, черепицы и др.

Единицы

шифра

Порода Описание пород

4 Слюдяной

сланец

Слюдяной сланец – метаморфическая порода.

Цвет. Окраска сланцев светлая, обусловленная

присутствием мусковита, или же темная (при содержании

в породе графита или биотита).

Состав. Главными минералами породы являются кварц и

слюда (чаще мусковит, чем биотит). Кроме них

содержатся, как правило, в небольших количествах альбит

или кислый олигоклаз, а иногда крупные зерна темных

минералов (граната или ставролита), по которым и дается

название сланцу.

Строение. Сланцы имеют в большинстве случаев хорошо

выраженную сланцеватую структуру (см. рис. 13), обычно

полосчатую.

Месторождения. Например, в Чехии слюдяные сланцы

распространены в Чешском Лесе, в Рудных и Йизерских

горах, в Крконоше, на Чешско-Моравской возвышенности,

в Высоком Ёсенике и в Малых Карпатах. Сланцы легко

выветриваются и поэтому не пригодны для использования

в качестве строительного камня; при разрушении сланцев

возникают бедные почвы, отличающиеся высоким

содержанием слюды.

3. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД.

ОПИСАНИЕ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

ГРУНТОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ (АЛЛЮВИАЛЬНЫХ)

К основным физико-механическим свойствам г.п. отгосят: твердость,

абразивность, упругость, пластичность, пористость, плотность,

трещиноватость и др.

Твердость горной породы - параметр характеризующий

сопротивляемость поверхностного слоя горной породы разрушению или

деформированию.

Твердость - способность материала сопротивляться проникновению в

него другого, более твердого тела.

Наиболее просто твердость минералов определяется по шкале Мооса,

по которой в качестве эталонов твердости выбрано десять минералов,

отличающихся тем, что каждый последующий минерал царапает

предыдущий, более мягкий.

Таблица. Сравнительная твердость различных минералов и материалов

(по шкалам Мооса и Кнупа)

Название минералов (материалов) Твердость горных пород

по шкале Мооса по шкале Кнупа

Тальк 1 12

Гипс 2 32

Известковый шпат 3 135

Плавиковый шпат 4 160

Апатит 5 400

Стекло 6 500

Кварц 7 1250

Топаз 8 1550

Корунд 9 1900

Карбид вольфрама 9,5 2800

Алмаз 10 8300

Для измерения твердости горной породы используются также другие

методы, в частности вдавливание специального пуансона (метод,

разработанный Л. А. Шрейнером). Твердость породы по этому методу

определяется по нагрузке на пуансон в момент ее разрушения.

Количественно твердость по штампу определяется отношением

разрушающей силы к площади штампа. Во время нагружения штампа

(пуансона) при определении твердости породы самопишущий прибор

регистрирует нагрузку и вычерчивает диаграмму деформации. По диаграмме

определяют твердость рш, условный предел текучести δт, коэффициент

пластичности Кпл и удельную контактную работу разрушения As.

Данные о механических свойствах некоторых горных пород, определенных

по методу Л. А. Шрейнера, приведены в табл. 5.5.

Сопротивление породы разрушению зависит от характера нагрузки на

буровой инструмент, внедряющийся в нее. При динамической (ударной)

нагрузке сопротивление породы внедрению резца много ниже, чем при

статическом давлении.

Таблица. Механические свойства некоторых горных пород (данные Л. А.

Шрейнера и др.)

1 Горная порода Твердость1р

·110

Па Условный

предел

текучести,

1· 10

Па ,

Коэффициент

пластичности,

пл

Модуль

упругости

первого рода

(модуль

Юнга) , Е ·

Па

Удельная

контактная

работа раз-

рушения A

Дж/м

Гипс 25-40 15-35 1,8-3,7 0,6-1,4 0,2-0,5

Аргиллит и

глинистые сланцы

20-75 15-40 1.3-3,3 0,5-0,9 0,3-0,4

Алевролит с

карбонатным ба

зальным цементом

1 1 1 1 1

70-90 40-50 2,2-3,3 0,4-1,2 0,8-1,3

Мрамор 95-130 65-70 2,2-3,0 3,5 1,3

Ангидрит 105-140 40-95 2,1-4,3 1,8-5,4 0,5-1,2

Известняк плотный 110-200 50-110 1,7-2,8 2-5 0,7-2,8

Песчаник

среднезернистый

1 1 1 1 1

с карбонатным

цементом

170-300 140-210 1,7-2,8 1,8-2,5 2,2-2,8

Доломит плотный 250-320 150-220 2,5-4,5 5-8 1,7-3,4

Гранит (уральский) 300-370 220-300 1,4-1,9 4,1-5 2

Базальт 390 140 4,2 3,3 16,9

Диорит кварцевый

(Урал) .

410 340 1,4 4,5 2,5

Сиенит (Урал) 570 480 2,2 8,8 14,6

Диабаз (Кольский п-

ов)

630 500 1,5 10 5,1

Кварцит (Караганда) 580-630 - 1,0 6,9-7,3 4-6

Роговик эгириновый

(Кривой Рог)

800 580 2,5 10

Абразивность горной породы - горно-технологическое свойство,

характеризующее способность горной породы изнашивать контактирующие

с ней поверхности.

Абразивность горной породы зависит от твердости породообразующих

минералов, от характера сцепления зерен друг с другом, от крупности и

формы зерен, от плотности породы и степени ее трещиноватости.

Наиболее абразивными являются крупнокристаллические породы, состоящие

из зерен твердых минералов, слабо связанных между собой, и образующие

при бурении крупный остроугольный шлам. Трещиноватые породы более

абразивны, чем нетрещиноватые, монолитные.

Для оценки абразивности горных пород предложено много способов,

однако в основании их положен один и тот же принцип: это истирание

эталонного материала (коронка, стеклянный диск, стальной стержень и т.д.)

испытуемой породой в полевых условиях. Наиболее часто применяются

способы по потере веса шариков или стального стержня.

Способ стержня, разработанный Л. И. Бароном и А. В. Кузнецовым,

заключается в определении потери веса стержня из стали серебрянки при

трении о горную породу. Стержень изготавливается из необработанной

термической стали серебрянки. Диаметр стержня 8 мм. Способ пригоден для

пород и минералов с твердостью 3 и выше по шкале Мооса.

Упругость горных пород - способность породы восстанавливать

первоначальную форму и объем после прекращения действия внешних

усилий.

Пластичность горных пород - способность породы необратимо

изменять (без нарушения сплошности), свою форму и размеры под действием

внешних усилий; чаще всего проявляется в условиях всестороннего сжатия

породы.

Пористость г.п. - наличие в породе пустот (пор); оценивается

коэффициентом пористости, представляющим собой отношение суммарного

объема пор и пустот в породе к объему породы.

К основным физическим свойствам горных пород относятся плотность

пород и плотность твердого компонента породы. Плотностью породы

называется масса единицы объема породы с естественной влажностью и

ненарушенным строением.

Таблица. Плотность наиболее распространенных минералов и горных

пород

Минерал, горная порода y

, кг/м

Минерал, горная порода y

, кг/м

Алмаз 3,52 Магнетит 5,17

Кварц 2,65 Галенит 7,50—7,15

Топаз 3,40-,55 Ангидрит 2,8-3,0

Корунд 4,02 Апатит 3,16-3,27

Пирит 5,02-4,91 Барит 4,3-4,7

Вольфрамит 6,7-7,5 Сфалерит 3,5-4,2

Галит 2,17 Тальк 2,7-2,8

Гипс 2,3-2,4 Флюорит 3,01-3,25

Глауконит 2,2-2,9 Халцедон 2,59-2,64

Графит 2,09-2,25 Халькопирит 4,1-4,3

Каолинит 2,58-2,60 Хлорит 2,6-3,0

Доломит 1,80-3,15 Шеелит 5,8-6,2

Кальцит 2,6-2,8 Шпинель 3,5-3,7

Магнезит 2,9-3,1 Гранит 2,55-2,67

Сидерит 3,0-3,9 Гранодиорит 2,62-2,78

Касситерит 6,8-7,1 Сиенит 2,57-2,65

Малахит 3,9-4,03 Серпентинит 2,48-3,60

Монтмориллонит 2,04-2,52 Липарит 2,14-2,59

Нефелин 2,55-2,65 Порфир кварцевый 2,54-2,66

Дунит серпентизированный 2,66-3,20 Андезит 2,17-2,68

Лабрадорит 2,63-2,69 Базальт 2,22-2,85

Габбро 2,75-3,10 Диабаз 2,62-2,95

Габбро-норит 2,90-3,09 Перидотит 2,88-3,29

Норит 2,94-3,05 Песок 1,3-2,0

Сланец слюдистый 2,6-2,75 Алевролит 1,8-2,8

Известняк 1 1 1

мраморизованный 2,65-2,68 Песчаник 2,0-2,9

Кварцит 2,62-2,65 Песчаный сланец 2,3-3,0

Мрамор 2,68-2,72 Брекчия 1,6-3,0

Глина 1,2-2,4 Конгломерат 2,1-3,0

Аргиллит 1,7-2.9 Мергель 1,5-2,8

Сланец глинистый 2,3-3,0 Известняк 1,8-2,9

Опал 1,9-2,5 Доломит 1,9-3,0

Пирротин 4,58-4,7 Гипс 2,1-2,5

Серпентин 2,5-2,6 Ангидрит 2,4-2,9

Биотит 2,69-3,0 Соль каменная 2,15-2,3

Мусковит 2,5-3,0 Опока 1,0-1,6

Флогопит 2,7-3,0 Кремень 2,52-2,6