Кристаллография и минералогия

Надвиг - разрывное нарушение залегания горной породы обычно с пологим (45-60°) наклоном плоскости смещения, по которому висячий бок поднят относительно лежачего и надвинут на него.

У надвига есть плоскость  надвига (поверхность сместителя) надвиговый или висячий бок или крыло и поднадвиговый или лежачий бок или крыло (рис. 1). Активным элементом надвига может быть и поднадвиговый бок, при относительной неподвижности висячего бока, и в таком случае разрыв будет называться поддвигом. Амплитуды смещений у надвига могут быть значительно больше, чем у взбросов, но в большинстве случаев они не превышают первые сотни метров.

Рис. 1. АБВГ – плоскость надвига; АБ – линия простирания плоскости надвига; АГ – линия падения плоскости надвига; 1 – лежачее крыло надвига; 2 – висячее крыло надвига. 

По наклону поверхности  разрыва выделяются четыре вида надвигов (рис. 2): крутые (с углом наклона сместителя более 45º), пологие (с углом наклона поверхности разрыва менее 45º), горизонтальные (с приблизительно горизонтальным расположением сместителя) и ныряющие, когда поверхность разрыва на отдельных участках наклонена в сторону видимого перемещения пород.

 

В результате надвига  более древние слои оказываются  поверх более молодых и разрез их повторяется дважды, что вызывает затруднения при разведке полезных ископаемых.

Наличие разрывных дислокаций (надвигов) резко изменяет и усложняет инженерно-геологические условия строительства – нарушается однородность грунтов основания фундамента сооружений, образуются зоны дробления (разрывы), снижается прочность пород, по трещинам разрывов происходят смещения, нарушается режим подземных вод. Это вызывает неравномерную сжимаемость грунтов и деформацию самого сооружения вследствие неравномерной осадки различных его частей.

 

ЗАДАНИЕ 6

Определить приток воды (Q) к совершенной дренажной канаве, отводящей подземные воды грунтового водоносного горизонта от проектируемого карьера до добычи песка (приток воды к канаве будет происходить с одной стороны). Расчет проиллюстрировать схематическим рисунком.

Дано:

Мощность водоносного  горизонта Н=4 м

Величина понижения  уровня воды в канаве S=3,4 м

Коэффициент фильтрации пород К_ф=21 м/сут

Длина дренажной канавы В=120 м

Решение:

 

Формула притока воды с одной стороны дренажной канавы имеет вид:

Q = K_ф В (Н² – h²)/2R

Где R - радиус влияния канавы, находится приближенно по формуле Кусакина:

R = 2*S*√H*K_ф = 2*3,4*√4*21 = 146,32 м

h = H – S = 4 – 3,4 = 0,6м

Q = 21*120*(4² – 0,6²)/2*146,32 = 2520*15,64/292,64 = 134,68 м/сут

 

ЗАДАНИЕ 7

Опишите геологические  процессы и явления, (плывуны). При  составлении описания следует последовательно  указывать: причины образования  рассматриваемого геологического процесса; стадии его протекания; специфические  черты и особенности; мероприятия, устраняющие вредные для народного хозяйства последствия этого процесса.

Плывунами называют насыщенные водой грунты (обычно пески или супеси), которые способны разжижаться под механическим воздействием на них, при вскрытии их котлованами и другими выработками.

По причинам образования плывуны подразделяются на ложные и истинные.

Ложные плывуны образуются при наличии гидродинамического давления воды, которое взвешивает мелкие частицы. Такие плывуны можно наблюдать, например, там, где грунтовые воды выходят на поверхность в виде родников. Ложные плывуны хорошо отдают воду, а при снижении напорного градиента переходят в устойчивое состояние.

Истинные плывуны обусловлены наличием в них коллоидных частиц и микроорганизмов – особых бактерий. В водонасыщенной дисперсной породе происходит накопление в виде пузырьков газообразных продуктов жизнедеятельности микроорганизмов, которые вызывают избыточное давление в жидкой фазе породы, являющееся энергетическим фактором ее подвижности.

Обычно представлены они глинистыми песками, супесями с низким коэффициентом фильтрации. Их характерной особенностью является слабая водоотдача, а при высыхании они образуют сцементированные массы.

Плывуны осложняют проходку котлованов, горных выработок, ведение  строительных работ, из-за того, что происходит заиливание этих выемок. При вскрытии плывунов котлованами, карьерами, скважинами, стволами шахт происходит вынос насыщенного водой грунта; в результате в массиве грунта около выработок образуются пустоты и ниши. В следующей стадии происходит деформация поверхности земли с образованием опусканий и провалов различных размеров и глубины.

Плывун обладает таким  свойством, как тиксотропность, т.е. текучесть. Выглядит, как вязкая масса, и похож на глину.

Для борьбы с  ложными плывунами используются следующие методы:

1. Искусственное осушение  плывунных грунтов с помощью  дренажа.

2. Крепление стенок  котлована шпунтовыми ограждениями.

3. Закрепление плывунов  силикатизацией, цементацией, замораживанием  и т.д.

4. Применение сжатого  воздуха для создания давления, уравновешивающего давление воды. Обычно при проходке тоннелей, сооружении мостовых опор и т.д.

Для борьбы с  истинными плывунами используют следующие методы:

1 Крепление стенок котлована шпунтовыми ограждениями.

2. Замораживание.

 Водопонижение для истинных плывунов неприменимо из-за низкого коэффициента фильтрации. По этой причине невозможно применение силикатизации и цементации.

 

ЗАДАНИЕ 8

Методом среднего арифметического  определите запасы полезного ископаемого, объем вскрышных работ и геологический  коэффициент месторождения при условии, что оно разведано с помощью 16 скважин, пробуренных по квадратной сетке с постоянным расстоянием между ними. Первый (горизонтальный) ряд составляют скважины с 1-й по 4-ю, второй – с 5-й по 8-ю, третий – с 9-й по 12-ю, четвертый – с 13-й по 16-ю. Условно принимается, что граница полезного ископаемого (линзы кварцевого песка) совпадает с крайними скважинами квадратной сетки.

Дано:

Расстояние между скважинами – 150 м

Номера скважин, по которым определены мощность вскрытых пород (числитель) и мощность слоя полезного ископаемого (знаменатель)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
8,3 1,3	9,2 1,9	9,0 1,1	9,5 1,4	8,0 1,5	7,8 7,6	7,0 10,3	7,3 2,0	8,5 3,1	7,5 11,5	6,8 12,6	7,0 1,9	9,3 2,2	9,5 2,8	10,0 0,8	9,2 2,5

Решение:

1. Запасы полезного ископаемого в установленных контурах при заданной мощности слоя и размерах контура подсчёта запасов составляют:

V_пи = S_п * H_пи , м³,

где S_п – площадь контура, м²;

Н_пи – средняя мощность полезного ископаемого, м.

Н_пи=(1,3+1,9+1,1+1,4+1,5+7,6+10,3+2,0+3,1+11,5+12,6+1,9+2,2+2,8+0,8+2,5)/16=4м

S_п = (150*3)*(150*3) = 202500м²

V_пи = 202500*4 = 810000м³

2. Объем вскрышных работ составит:

V_вп= S_п * H_вп м3, (6)

где Н_вп – средняя мощность вскрытых пород, м

Н_вп = (8,3+9,2+9,0+9,5+8,0+7,8+7,0+7,3+8,5+7,5+6,8+7,0+9,3+9,5+10,0+9,2)/16 = 33,475м

V_вп=33,475 * 202500 = 6778687,5 м3.

3. По полученным данным определяем геологический коэффициент месторождения:

К_м = V_вп / V_пи

К_м = 6778687,5 /810000 = 8,37 м³/м³

 

Список использованной литературы

1. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Основы геологии, минералогии, петрографии. - М.: Высшая школа, 1999г.
2. Т.Б. Здорик, В.В. Матиас, И.Н. Тимофеев, Л.Г. Фельдман. Минералы и горные породы СССР. - М.: 1970 г.
3. Торопов Н.А., Булак Л.Н. Кристаллография и минералогия. 3-е изд. - Л.: Стройиздат, 1972 г.
4. В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. Инженерная геология. Учеб. для строит. Вузов - 3-е изд., перераб. и испр.— М.: Высш. шк., 2005г.