5 Вопрос

Способы определения направления движения грунтовой воды. Определить плотность сухого грунта при стандартном уплотнении        на приборе СоюздорНИИ, если плотность грунта составила 1,64         г/см3, а весовая влажность – 22%

Направление движения грунтовых вод легко устанавливается при наличии карт гидроизогипс (либо гидроизопьез) по изучаемым водоносным горизонтам. По таким картам направление движения подземных вод определяется линиями токов, проведенным перпендикулярно,  к линиям равного напора  гидроизогипсам или гидроизопьезам по уклону потока.

По отсутствии карт, отражающих положение свободной или пьезометрической поверхности грунтовых вод, для определения направления их движения необходимо иметь не менее трех выработок, чтобы установить отметки уровня вод. Выработки желательно располагать по углам равностороннего треугольника  с длиной  стороны от 50 до 200 метров (чем меньше уклон потока, тем больше расстояние между скважинами). По известным или установленным отметкам уровня грунтовых вод путем интерполяции составляется план изолинии свободной или изотермической поверхности определяется направление движения потока по линиям токов.

Для получения надежных данных о направлениях движения потоков грунтовых вод следует использовать материалы режимных наблюдений (карты изолиний на различные периоды времени). Определение направления движения по картам гидроизогипс следует считать основным методом при отсутствии карт достоверных данных об отметках уровней в отдельных точках направление давления грунтовых вод можно устанавливать с помощью геофизических (фотографирование в скважинах конусов распространения красителя от точечного источника, метод заряженного тела, замеры интенсивности конвективного переноса тепла в разных направления от датчика, круговые измерения естественного потенциала и др.), радиоиндикаторных и других методов.

Геофизические методы определения направления движения грунтовых вод.

Наиболее  перспективными являются односкважинные методы, в том числе метод фотографирования конусов выноса от точечного источника красителя, при котором периодически фотографируются распространяющиеся от специальной капсулы конуса красителя на фоне стрелки магнитного указателя. Всего  за один спуск можно наполнить до 60 снимков, направление движения грунтовых вод определяется по направлению конуса заноса красителя для получения надежных результатов достаточно 4-6 снимков.

Этот метод значительно менее апробирован, по сравнению с радиоиндикаторным, но он несколько проще в пополнении и не требует согласования с органами санэпидемнадзора.

Наиболее высокая эффективность достигается при комплексном использовании полевых и скважинных методов.

Определение направления и действительной скорости движения поземных вод методом заряженного тела применяется для изучения движения пресных вод или слабо минерализированных подземных вод, вскрытых одной скважиной, на глубине не более 100м (в зоне активного водообмена).

Для уточнения направления потока строят дополнительные графики развёртки и графики зависимости смещения значений от времени наблюдения.

6 Вопрос

Состав органической части грунтов

Для того чтобы рассмотреть состав органической части грунтов, сначала рассмотрим, как отдельные частицы образуют грунт. В самых простых грунтах, частицы имеют одинаковый размер. Грунт такого типа, встречается в природе, но обычно только в условиях быстрых течений и с тяжелыми частицами, составляющими грунт, типа богатого железом кварцевого песка. В обычных условиях, в грунт входят частицы всех размеров. Каждый тип грунта характеризуется относительным содержанием входящих в него фракций.

В грунтах присутствуют органические вещества в виде растительных остатков или гумуса. Наличие даже сравнительно небольшого количества таких веществ в грунте существенно отражается на его свойствах.

Органическое вещество − органические соединения, входящие в состав грунта в виде неразложившихся остатков растительных и животных организмов, и также про­дуктов их разложения и преобразования.

В состав органической части грунтов входят гуминовые кислоты, аминокислоты, фульвокислоты и др.

7 Вопрос

Определение гигроскопической влажности грунта согласно ГОСТ     5180-80

Гигроскопическая влажность грунта следует определять как отношение мас­сы воды, удаленной из грунта высушиванием до постоянной мас­сы, к массе высушенного грунта.

Подготовка к испытаниям.

Пробу грунта для определения влажности отбирают мас­сой 15-50 г, помещают в заранее высушенный, взвешенный и пронумерованный стаканчик и плотно закрывают крышкой.

Пробы грунта для определения гигроскопической влаж­ности грунта массой 10-20 г отбирают способом квартования из грунта в воздушно-сухом состоянии растертого, просеянного сквозь сито с сеткой № 1 и выдержанного открытым не менее 2 ч при данной температуре и влажности воздуха.

Проведение испытаний

Пробу грунта в закрытом стаканчике взвешивают.

Стаканчик открывают и вместе с крышкой помещают в нагретый сушильный шкаф. Грунт высушивают до постоянной массы при температуре (105 ± 2)°С. Загипсованные грунты высу­шивают при температуре (80 ± 2)°С.

Песчаные грунты высушивают в течение 3 ч, а остальные − в течение 5 ч. Последующие высушивания песчаных грунтов производят в течение 1 ч, остальных − в течение 2 ч.

Загипсованные грунты высушивают в течение 8 ч. Последующие высушивания производят в течение 2 ч.

После каждого высушивания грунт в стаканчике охлаж­дают в эксикаторе с хлористым кальцием до температуры поме­щения и взвешивают. Высушивание производят до получения разности масс грунта со стаканчиком при двух последующих взвешиваниях не более 0,02 г.

Если при повторном взвешивании грунта, содержащего органические вещества, наблюдается увеличение массы, то за ре­зультат взвешивания принимают наименьшую массу.

Обработка результатов.

Влажность грунта w, %, вычисляют по формуле

W = 100 (m1 – m0) / (m0 – m) 

где m − масса пустого стаканчика с крышкой, г;

m1 − масса влажного грунта. со стаканчиком и крышкой, г;

m0 − масса высушенного грунта со стаканчиком и крышкой, г.

Допускается выражать влажность грунта в долях единицы.

8 Вопрос

Коэффициент консистенции глинистых грунтов и его определение

Коэффициент консистенции IL (индекс текучести) глинистого грунта характеризует состояние глинистого грунта (густоту, вязкость), линейно зависит от естественной влажности, может быть как отрицательным (твердые грунты), так и положительным, в том числе и более единицы (грунты текучей консистенции). При изменении IL в пределах от нуля до единицы грунты имеют пластичную консистенцию.

Коэффициент консистенции IL определяется в долях единицы по формуле:

	w − wp

 

wL − wp

IL =

Для суглинков и глин диапазон изменения IL от нуля до единицы (пластичное состояние) подразделяется на четыре равных поддиапазона: грунты полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные и текучепластичные.

10 Вопрос

Общие приемы геологических работ и полевых обследований    грунтов вдоль дорожной полосы

Общими приемами геологических работ являются:

− маршрутные наблюдения (рекогносцировочное обследование);

− геофизические исследования;

− полевые исследования грунтов;

− стационарные наблюдения;

− лабораторные исследования грунтов;

− составление прогноза изменений геологических условий;

− оценка опасности и риска от геологических процессов;

− составление технического отчета;

Полевые исследования грунтов:

− испытание вертикальными статическими нагрузками (штампом),

− испытание эталонной сваей,

− испытание прессиометром,

− испытание на срез,

− статическое и динамическое зондирование,

− исследование натурных свай.

Работа на обнажении подразумевает: составление его послойного описания с натурными зарисовками; наблюдения над характером основных стратиграфических границ и пластовых поверхностей; наблюдения над характером распределения органических остатков и следов жизнедеятельности; отбор представительных образцов для коллекций.

11 Вопрос

Предварительная разведка месторождений дорожно-строительных          материалов

Геологические разведки имеют важное значение. В их задачу входит получить данные о характере залегания грунтов, об их физико-механических свойствах, о положении уровня грунтовых вод и амплитуды их сезонных колебаний. При необходимости грунты исследуют на агрессивность и коррозийность с целью изучения условий для разработки защитных мероприятий.

Разведка месторождений дорожно-строительных материалов преследует цель выявить условия обеспечения строительства местными материалами. При отсутствии или недостатке мощности производственных баз проводят разведку новых месторождений строительных материалов. На основе изучения территории строительства выявляют объем подготовительных работ по ее освоению и инженерной подготовке. Очень часто многие необходимые сведения могут быть получены в плановых органах местных Советов народных депутатов.

Организация разведки. Инженерные разведки выполняют в три периода: подготовительный, полевой и камеральный.

В подготовительный период собирают и изучают необходимые сведения на основании литературных данных источников, справочников, карт, отчетов и прочих материалов.

Полевые работы состоят в проверке на месте и уточнении ранее собранных данных и в получении новых. В полевой период проводят различного рода измерения, отбор образцов и проб, их частичное ускоренное испытание и анализ и пр.

В камеральный период осуществляют окончательную обработку всех полевых материалов, состоящую в составлении отчетов по каждой разновидности изысканий, различного рода карт, схем, таблиц, графиков, которые должны содержать данные,   необходимые для разработки проектно-сметной документации соответствующей стадии проектирования

Бурение так же является одним из методов разведки дорожно-строительных материалов. Наличие двух компрессоров и бурового насоса обеспечивает высокую производительность при бурении с продувкой и возможность быстрого перехода на бурение с промывкой. Перемещающийся по мачте вращатель с гидравлическим приводом обеспечивает быстрое свинчивание и развинчивание бурильных труб, благодаря чему отпадает необходимость в применении специальных механизмов. Гидравлический механизм спуска-подъема и подачи инструмента обеспечивает оптимальное усилие подачи в том числе и при бурении пневмоударниками и позволяет вести высокоэффективное бурение по породам любой категории крепости.

13 Вопрос

Вопросы экологии окружающей среды при поисках и разведке   дорожно-строительных материалов

Современное человечество живет в эпоху небывалого развития научно-технического прогресса, сопровождающегося активным воздействием на природную среду. И хотя в последние десятилетия принимаются меры по ее охране и оздоровлению, тем не менее, общее состояние окружающей среды продолжает ухудшаться. В процессе своей жизни и деятельности человек постоянно воздействует на природу и изменяет ее.

Горнопромышленный комплекс нашей страны – важнейший базовый элемент народного хозяйства – является поставщиком большей части минерального сырья и топлива. При суммарной добыче минеральных ресурсов более чем 6,5 млрд. т общие потери в недрах составляют 2,5 млрд. т, в том числе устранимые при нынешнем уровне техники на сумму 5 – 7 млрд. руб. Вместе с тем производственная деятельность горнопромышленного комплекса оказывает значительное воздействие на окружающую среду: в атмосферу выбрасывается около 50 млн. т вредных веществ, в водоемы сбрасывается более 2 млрд. м3 загрязнённых сточных вод и складируется на поверхности земли более 8 млрд. т твёрдых отходов.

В нашей стране широко проводятся исследования по предотвращению отрицательного воздействия горного производства на окружающую среду. В них принимают участие научно-исследовательские институты Российской Академии наук, различных министерств и ведомств, учебные заведения и другие организации.

При поисках и разведке дорожно-строительных материалов воздействие вызывают геомеханические, гидрологические, химические, физико-механические и термические изменения в окружающей среде.

Геомеханические изменения обусловлены:

1. Строительством карьеров, отвалов, отстойных водоёмов, различных насыпей и траншей.

2. Деформацией поверхности в результате ведения горных работ.

3. Хранением отходов обогатительных фабрик.

4. Монтажными работами, работой тяжёлого оборудования и др.

В результате этого воздействия происходят: изменения рельефа местности, геологической структуры массива горных пород, почвы и строительного полотна; механические повреждения почвы, ликвидация почвы и создание беспочвенных местностей; повреждения строительных объектов и инженерных сооружений.

Гидрологические изменения обусловлены:

1. Дренажным воздействием подземных и открытых горных выработок.

2. Деформацией поверхности в  результате ведения горных пород.

3. Строительством карьеров, отвалов, водоёмов, различных насыпей траншей.

4. Смещением русел рек, строительством водоёмов, перепадов и других гидротехнических сооружений.

5.  Загрязнением вод.

6. Использованием подземных вод для различных целей.

7. Дренированием месторождений.

В результате этого воздействия происходят: изменения положения и движения уровня подземных вод и гидрографической сети; ухудшение качества вод мелкозалегающих водоносных горизонтов, геолого-инженерных условий строительного полотна, водного режима почвенного слоя; уменьшение ресурсов подземных вод; увеличение суффозии и механического уплотнения грунтов; изменения морфодинамического режима рек; создание пойм.

Химические изменения обусловлены:

1. Эмиссией газов и химически активной пыли.

2.  Сбросом засоленных и загрязненных вод.

3. Воздействием токсичных компонентов, содержащихся в породных отвалах и хвостохранилищах.

В результате этого воздействия происходят: изменения состава и свойств атмосферного воздуха, вод и почвы.

Физико-механические изменения обусловлены:

1. Эмиссией пыли и  аэрозолей.

2. Сбросами вод, загрязненных суспензией и гидрозолями.

В результате этого воздействия происходят: изменения состава и свойств атмосферного воздуха, вод и почв;  калькуляция русел и водотоков.

Термические изменения обусловлены:

1. Загрязнением воздуха.

2. Сбросом подогретых вод.

3. Нагнетанием  подогретых вод в массив горных пород.

В результате этого воздействия происходят: изменения качеств атмосферного воздуха и  водного  бассейна.

Человек должен научиться управлять эволюцией природных популяций, свести к минимуму возможность появления специфически приспособленных вредных форм, способствовать появлению полезных.

Список литературы

1.           ГОСТ 5180-84  Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик грунтов.

2.           Захаров Е.И., Лебедкова А.А., «Охрана окружающей среды. Для студентов горных специальностей», Учебное пособие. – Тула: ТулПИ, 1987 г.

3.           Колосов А.В., «Эколого-экономические принципы развития горного производства», − Москва, «Недра», 1987 г.

4.           Маслов Н.Н. Инженерная геология. − М.: «Недра», 1986 г.

5.           Певзнер М.Е., Костовецкий В.П.,  «Экология горного производства», - Москва, «Недра», 1990 г.

6.           Попова З.А. Исследование грунтов для дорожного строительства; лабораторные и практические работы. − М.: «Транспорт», 1985 г.

Страницы: 1, 2