Инженерная геология

     Статическое зондирование осуществляют вдавливанием зонда с определением его лобового сопротивления и бокового трения. Методы зондирования позволяют разделить геологический разрез на слои с разной прочностью, выделить слабые прослои и крепкий несущий слой (для опирания свайных фундаментов, т.н. сваи-стойки), для хорошо изученных песчаных и глинистых грунтов в нормативных таблицах СНиП приведены прочностные и деформационные характеристики, что позволяет сократить или отказаться от бурения скважин и отбора проб грунта.

     Опытные нагрузки в шурфах и скважинах производят при помощи стандартных штампов, загружаемых ступенями нагрузки. Строят график зависимости осадки штампа от нагрузки, а затем по формулам рассчитывают модуль деформации испытуемого грунта. Кроме штампов изыскатели по заданию проектировщиков испытывают сваи пробными нагрузками. Полевые испытания являются дорогостоящими и их проводят только при крайней необходимости (под ответственные объекты в сложных грунтовых условиях).  

     Откачки и наливы в гидрогеологические скважины производят с целью определения коэффициента фильтрации грунтов, который используется во всех гидрогеологических расчетах.

     Стационарные  наблюдения при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях проводят за развитием неблагоприятных геологических процессов 9просадкой, оползнями, карстом и др.), режимом подземных вод температурным режимом многолетнемерзлых пород. Часто изыскатели ведут инструментальные наблюдения за деформациями зданий (пример, жилые дома в Железноводске и др.).  

     Лабораторные  исследования грунтов  и подземных вод. В лабораторных условиях изучают состав и свойства грунтов и подземных вод. Физические и водно-физические свойства включают плотность и пористость грунта, естественную влажность, верхний и нижний пределы и число пластичности, гранулометрический состав, набухание, усадку, размокание. Деформационные (модуль деформации) и прочностные характеристики (сцепление и угол внутреннего трения, сопротивление сжатию для скальных грунтов) определяют при естественной влажности и при полном водонасыщении на специальных приборах. Следует отметить, все основные характеристики грунтов определяют по ГОСТам.

     Подземные воды характеризуются количественным и качественным содержанием солей, которые могут быть агрессивными по  отношению к бетону.

     Агрессивность грунтов характеризуется по содержанию в них растворимых солей при  помощи водных вытяжек.   

     5.  Анализ опыта местного  строительства, камеральная  обработка и составление  отчета. 

     Анализ  местного строительства требуют проводить строительные нормы с целью избежать ошибок и доказать эффективность новых методов строительства, особенно в сложных грунтовых условиях. 

     Камеральная обработка и составление  отчета. Инженерно-геологические изыскания чрезвычайно разнообразны, зависят от вида объекта, решаемых задач и стадии изысканий. При камеральной обработке материалов изысканий собирают сведения о климате, рельефе, населении, речной сети, растительности, существующей застройке, геологическом строении, гидрогеологии и геологических процессах. При этом важно выполнить все требования строительных нормативов к изысканиям (СНиП, СП, ГОСТ, Пособия, Рекомендации и др.).

     При изысканиях для ПГС, в зависимости  от сложности условий и ответственности  объекта, расстояния между скважинами устанавливают от 7-15 м до 30-60 м. Глубина  скважин должна быть достаточной  для расчета оснований по несущей  способности и деформациям: не менее 6-8 м и более двойной ширины фундаментов. При свайных фундаментах – ниже острия свай на 5 м.

     Отбор образцов по глубине разреза через 1-2 м из каждого слоя - инженерно-геологического элемента (ИГЭ). Пробы грунта парафинируют, чтобы сохранить их естественную влажность и структуру.

     Технический отчет обычно включает: 1) введение, в котором указывают, кто выдал  задание на изыскания и разрешил их, виды и объемы работ, исполнителей, методы исследований и др.; 2) рельеф и геоморфологическое положение площадки; 3) геологическое строение – геологический разрез с выделением и описанием слоев (инженерно-геологических элементов); 4) таблицу состава и свойств грунтов по выделенным ИГЭ; 5) гидрогеологические условия – положение и динамику подземных вод, а также их химический состав; 6) наличие специфических грунтов, инженерно-геологические процессы, в том числе нормативную глубину промерзания и расчетную сейсмичность площадки; 7) выводы и рекомендации для проектировщиков и строителей.

 5. Методы определения абсолютного и относительного возраста пород. Эры и периоды геологической истории Земли 

      Метод определения абсолютного  возраста пород. Метод основан на использовании изотопов химических элементов. В горных породах обычно содержится некоторое, иногда очень ничтожное, количество радиоактивных элементов (U, Ra, Th и др.). Каждый их них распадается с присущей только ему скоростью. Процессы распада идут самопроизвольно и на скорость распада не влияют ни какие внешние факторы. Поэтому радиоактивные элементы могут служить эталоном геологического времени. Длительность процесса обычно очень велика. Например, период полураспада урана U составляет 5 млрд. лет. При тщательном и весьма точном анализе горной породы устанавливается, сколько в ней появилось Pb (продукт распада) и сколько осталось неразложившегося радиоактивного элемента. На этом основании и определяется возраст породы. Для образования из ста граммов урана одного грамма Pb потребуется 7400 млн. лет. Абсолютный возраст породы, лет, в которой найдено т, г U и n, г Pb, определяется по формуле:

      A= , 

      где n_pb — содержание в породе свинца, г;

      m_u — содержание в породе урана, г.

      На  основе изучения геологического строения земной коры и истории развития жизни, исследователи получили возможность  разбить всю геологическую историю Земли на отдельные отрезки времени и составить по данным абсолютного и относительного возраста горных пород шкалу геологического времени — геохронологическую шкалу. Каждый отрезок геологического времени имеет свое название и индекс (на геологических картах также применяют различные цвета). Для слоев пород, которые образовались в эти отрезки времени, были предложены свои названия, что позволило создать стратиграфические шкалы: фанерозоя и криптозоя. Толщу пород, образованную за время эона называют эонотемой, за время эры — эратемой, за время периода - системой, за время эпохи — отделом. Самый короткий отрезок геохронологической шкалы - век, а образовавшаяся за это время толща горных пород называется ярусом. Например, К₂^dat читается как — меловой период, поздняя эпоха, датский век, а цвет заливки на инженерно-геологической карте — зеленый.

      Метод определения относительного возраста пород.

      Относительный возраст осадочных пород определяется на основе изучения условий залегания и взаимоотношения отдельных слоев осадочных пород и на основе изучения сохранившихся в них остатков растительных и животных организмов. Основной принцип определения относительного возраста пород этим методом заключается в том, что при последовательном залегании пластов осадочных пород лежащие ниже будут древнее, чем вышележащие.

      Стратиграфический метод основан на изучении условий залегания пластов горных пород.

      Палеонтологический  метод получил в геологической практике наибольшее применение. Он основан на изучении ископаемых остатков вымерших организмов. Еще в начале XIX в. инженер Смит при строительстве каналов в Англии обнаружил в различных толщах многочисленные окаменелые остатки животных организмов. При изучении установлено, что отдельные формы животных организмов приурочены только к определенным слоям и отсутствуют в других. Был сделан очень важный вывод: в пластах одного и того же возраста присутствуют одни и те же ископаемые животные и растительные остатки, не встречаемые в более древних и более молодых отложениях. Установлено также, что чем пласт древнее, тем более простые формы организмов он содержит. Работы Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина и других ученых по эволюции органического мира позволили установить, что органическая жизнь на Земле развивалась постепенно от более простых форм к более сложным. Животные и растительные организмы в течение геологической истории постепенно совершенствовались в борьбе за существование, приспосабливаясь к изменяющимся условиям жизни. Некоторые организмы на определенных стадиях развития Земли полностью вымирали, на смену им приходили другие — более совершенные. Это позволило установить относительный возраст каждого организма в сравнении с другими организмами. Таким образом, палеонтологический метод дает возможность по остаткам организмов судить об относительном возрасте горных пород. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Эры и периоды геологической  истории земли.