Контрольная работа по "Геологии"

При проектировании необходимо учитывать, что:

- элювиальные грунты могут быть очень неоднородны и в пределах строительной площадки сложены по глубине и в плане несколькими разновидностями - слабовыветрелыми и выветрелыми скальными грунтами, крупнообломочными, песчаными и глинистыми грунтами, с большим различием их прочностных и деформационных характеристик;

- элювиальные грунты, например крупнообломочные и сильновыветрелые скальные склонны к ослаблению и разрушению за время пребывания в открытых котлованах;

- элювиальные супеси и пылеватые пески в случае их водонасыщения в период открытия котлованов и устройства фундаментов могут прийти в плывунное состояние;

- элювиальные пылеватые пески с коэффициентом пористости е>0,6 и степенью влажности G<0,7 могут обладать при замачивании просадочными свойствами;

- Элювиальные грунты магматических пород за время пребывания в открытых котлованах подвергаются интенсивному дополнительному выветриванию. Это приводит к снижению прочностных и деформационных свойств грунтов в верхнем слое. В наибольшей степени ослаблению и дальнейшему разрушению подвержены полускальные и крупнообломочные, а также отчасти прочноструктурные глинистые и песчаные грунты.

При проектировании следует  предусматривать мероприятия:

В проекте оснований  и фундаментов должна предусматриваться  на период вскрытия котлованов защита элювиальных грунтов от разрушения атмосферным воздействием и водой. Для этой цели: не должны допускаться перерывы в устройстве оснований и последующем возведении фундаментов; должны применяться водозащитные мероприятия; недоборы грунта в котловане должны быть толщиной не менее 0,3 м - для глинистых и пылеватых песчаных грунтов и не менее 0,1-0,2 м - для прочих песчаных грунтов, а также крупнообломочных.

Недоборы грунта в полускальных магматических и осадочных (типа аргиллитов и алевролитов) породах следует принимать соответственно не менее 0,1 и 0,2 м.

При наличии в элювиальных грунтах  осадочных пород пологозалегающих углистых и сажистых прослоев, выходящих  на отметку заложения фундаментов, величина недобора должна приниматься  не менее 0,8 м.

При длительном производстве работ следует применять поверхностное уплотнение элювиальных грунтов на отметке подошвы фундаментов (с учетом величины недобора на понижение уплотняемой поверхности). Минимальная толщина уплотненного слоя должна составлять не менее 0,4-0,5 м в песчаных и глинистых и 0,3-0,2 м в крупнообломочных и рухляковых грунтах. В случае высокой влажности глинистых и пылеватых песчаных грунтов поверхность грунта перед уплотнением следует покрывать 0,2-0,3 м слоем щебня скальных пород или невыветрелого крупнообломочного грунта. В аргиллито-алевролитовых грунтах уплотняемую поверхность следует предварительно (за 6-12 ч) увлажнить для пропитки грунта не менее чем на глубину защитного уплотненного слоя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 4

 

Дайте оценку инженерно-геологических (строительных) свойств  четвертичных отложений (Делювиальные, пролювиальные), а также методы возведения на них зданий и сооружений.

 

Делювиальные отложения — наносы, образующиеся у подножия и на нижних частях склонов возвышенностей в результате смывания разрушенных горных пород с верхних частей этих склонов дождевыми потоками и талыми снеговыми водами, а также под влиянием силы тяжести, морозного сдвига и текучести грунта. Делювиальные отложения имеют разнообразный состав (от глин и песков до крупных валунов) и характеризуются слабой отсортированностью.

В районах с влажным  климатом делювиальные отложения  большей  частью хорошо уплотнены. В местностях с маловлажным климатом, плотность невелика и для них характерна сильная пылеватость.

Оценка делювиальных образований как оснований для сооружений может колебаться в очень широком диапазоне и зависит от физико-технических свойств грунтов. Грунты недоуплотненные - сильно сжимаемые. Лессовидные суглинки склонны к просадке, склонны к уползанию при увлажнении.

В большинстве случаев  такие грунты не могут быть использованы в качестве основания без предварительного повышения их прочностных и деформационных свойств. Эффективным мероприятием является уплотнение их фильтрующей пригрузкой с применением вертикальных песчаных или заводских дрен.

Пролювиальные отложения— рыхлые отложения продуктов разрушения горных пород, смываемых и выносимых по ложбинам временными потоками от атмосферных осадков к подножию возвышенностей. В отличие от деллювия обломочный материал менее окатан. Слагает он конусы выноса, раскидывающихся веером за пределами устьев ложбин выноса, где, сливаясь, они образуют одну наклонную полосу — пролювиальный шлейф. У вершин конусов выноса материал грубообломочный — галька и щебень с песчано-глинистым заполнением, а к периферии он мельчает до глин. Пролювиальные отложения имеют значительную плотность и являются хорошим основанием для сооружений.

Задание 5

 

 

Просеяна проба сухого песка массой 2 кг. Постройте интегральную кривую гранулометрического состава, определите степень неоднородности и тип песчаного грунта по приведенным  ниже массам (в граммах) остатков на ситах.

Таблица 1-Исходные данные

Размер отверстий сит, мм.
10	5	2	1	0,5	0,25	0,10	<0,10
28	116	281	526	506	323	210	10

 

Решение:

1. Вычисляем  частные остатки , прошедших через сито по формуле, %:

       ,         (1)

 

      

 

2. Вычисляем  полные остатки  , прошедших через сито по формуле, %:

,              (2)

 

 

3. Вычисляем  содержание частиц , прошедших через сито по формуле, %:

             ,             (3)

 

 

 

Таблица 2 - Результаты вычислений

Показатель %	Размер отверстий сит, мм.
	10	5	2	1	0,5	0,25	0,10	<0,10
	1,4	5,8	14,05	26,3	25,3	16,15	10,5	0,5
	1,4	7,2	21,25	47,55	72,85	89	99,5	100
	98,6	92,8	78,75	52,45	27,15	11	0,5	0

 

Строим гранулометрическую кривую, откладывая по оси абсцисс диаметры частиц (d), по оси ординат – содержание прошедших через сито фракций грунта (L).

Рисунок 1 - Интегральная кривая просеивания

Определяем размеры  частиц, соответствующие содержанию L при 60% и при 10%. На графике размер частиц при L=60% составляет , и при L=10%  составляет мм.

 

Вычисляем степень неоднородности зернового состава:

,            (4) 

 

Так как  грунт считается неоднородным.

Так как содержание частиц крупнее 0,5мм составляет 72,85%. То грунт является песком крупным неоднородным.

 

 

Задание 6

 

Установите вид того же песка по коэффициенту пористости и его разновидность по степени  влажности, если известны естественная влажность W, плотность r и плотность частиц грунта r_s.

 

Таблица 2- Исходные данные

W, Доли единицы	r	rs
	г/см3
0,21	2,07	2,69

 

Решение:

Вычисляем коэффициент  пористости (отношение объема пор  к объему твердых частиц)

 

Найдем плотность сухого грунта:

              (5)

 

Коэффициент пористости:

               (6)

 

Так как  , то исследуемый крупный песок имеет средней плотности сложение.

 

Вычисляем влажность, соответствующую  полному водонасыщению:

             (7)

 

Тогда степень влажности:

                    (8)

 

На основании полученных результатов заключаем, что песок  насыщенный водой.

 

 

 

 

 

 

 

Задание 7

 

Установите тип и  разновидность пылевато-глинистого грунта по проведенным лабораторным испытаниям ( -масса бюкса с пробой влажного грунта, - с пробой высушенного в термостате при 105⁰С, - пустого бюкса).

Таблица 3- Исходные данные

Масса, г, при определении влажности
Естественной  W			На границе текучести  WL			На границе пластичности WP
36,8	33,8	18,0	50,8	43,9	17,5	47,4	43,0	17,3

 

Решение:

Вычисляем влажность  по формуле:

,          (9)

 

Естественная влажность:

        

 

Влажность на границе  текучести: 

   

 

Влажность на границе  пластичности:

 

Число пластичности:

       (10)

 

Так как  , то исследуемый грунт является суглинком.

 

 

Показатель текучести:

       (11)

 

Так как  , то суглинок полутвердый.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 8

 

Установите наименование грунта по данным лабораторных испытаний. Укажите вид грунта по набуханию или просадочности. Опишите методы строительства на просадочных и набухающих грунтах.

Таблица 4- Исходные данные

Значения влажности			Высота образца грунта, мм.
W	WL	WP	До увлажнения	После увлажнения
0,19	0,31	0,18	25	27,4

 

Решение:

Определяем число пластичности и показатель текучести:

       (12)

       (13)

 

Так как    и , то исследуемый грунт – полутвердый суглинок.

Так как высота образца грунта после увлажнения увеличилась, находим относительную деформацию набухания:

       (14)

 

По относительной деформации набухания без нагрузки грунт относится к средненабухающим, так как .

 

Характерной особенностью просадочных и набухающих грунтов является резкое снижение их несущей способности при замачивании.

Мероприятия, исключающие  вредное влияние просадочных грунтов на эксплуатационную пригодность зданий и сооружений:

а) устранение просадочных свойств грунтов путем их уплотнения или закрепления;

б) прорезка фундаментами просадочного грунта;

в) комплекс мероприятий, включающий частичное устранение просадочных  свойств грунтов, конструктивные и  водозащитные мероприятия.

Уплотнение и закрепление  просадочных грунтов или их прорезка фундаментами выполняются в пределах всей просадочной толщи или только ее верхней части, если величина возможной по расчету суммарной деформации основания (осадки и просадки) допустима по условиям прочности конструкций и эксплуатации проектируемых зданий и сооружений.