Методические указания по выполнению практических работ по дисциплине Геология и грунтоведение для специальности Строительство автомобильных дорог и аэродромов

Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
ГБ ОУ СПО Калининградской области « Озёрский техникум природообустройства » Т.Н. Минич Методические рекомендации по выполнению практических работ по дисциплине «Геология и грунтоведение» для студентов специальности: 270831 "Строительство и эксплуатация автомобильных дорог и аэродромов" Озёрск 2014 Составитель: Минич Т.Н., преподаватель дисциплины "Геология и грунтоведение". Аннотация Данные методические указания по проведению практических занятий подготовлены в соответствии с рабочей программой дисциплины "Геология и грунтоведение". Выполнению практических работ и решению задач должно предшествовать изучение студентами теоретического материа ла. Для закрепления теоретических знаний студенты должны выполнить практические работы по основным разделам курса. Методические указания состоят из общих методических рекомендаций по проведению практических занятий по темам, предусмотренных программой курса. Целью методических указаний является закрепление и проверка теоретических знаний, приобретение практических умений и навыков, выработка логического мышления, принятие самостоятельных решений студентами по различным вопросам геологии и грунтове дения. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1 Тема : Основные сведения о грунтах, прочностных и деформационных свойствах. Наименование работы : Определение гранулометрического состава грунта. Цель занятия : Умение определять гранулометрический состав грунтов ситовым методом и по гранулометрическому составу определять вид грунта. Задание : По данным частных остатков определить содержание каждой фракции и определить вид грунта , пользуясь вспомогательной таблицей "Типы крупноо бломочных и песчаных грунтов". Исходные данные : Общий вес навески грунта по вариантам. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1000 1180 1240 1350 1410 1500 1560 1620 1690 1730 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1780 1810 1850 1930 1970 2000 2070 2130 2190 2200 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 2260 2310 2350 2390 2460 2480 2500 2530 2570 2800 Ход работы: 1. Определяют массу грунта (частные остатки) в граммах и в % на каждом сите. Процентное содержание каждой фракции определяют по формуле А = m ф \ m н *100 где m ф - масса данной фракции, г m н - масса первоначальной навески Для определения наименования грунта по гранулометрическому составу подсчитывают полные остатки фракций в %, т.е. последовательно суммируют процентное содержание (частные остатки) фракций г рунта. Полученные результаты полных остатков.(таблица 1) сравнивают с данными таблицы 2.Определение наименования грунта производится по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения фракций, т.е. сверху вниз. Результаты расчёта гранулометричес кого состава записывают в таблице 1. Таблица 1 Определение гранулометрического состава грунта ситовым методом. Размер фракций, мм Частные остатки Полные остатки, % Полные проходы, % г % ≥10 0 0 0 100 10 - 5 10 2 2 98 5 - 2 35 7 9 91 2 - 1 1 - 0.5 0.5 - 0.25 0.25 - 0.1 ≤0.1 Всего 500 Таблица 2 Типы крупнообломочных и песчаных грунтов (ГОСТ 25100 - 82) Тип грунта Содержание частиц, % от общей массы сухого грунта. Крупнообломочный Валунный (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый) Масса частиц крупнее 200 мм более 50% Галечниковый ( при преобладании неокатанных частиц - щебенистый) Масса частиц крупнее 10 мм более 50% Гравийный ( при преобладании неокатанных частиц - дресвяный) Масса частиц крупнее 2 мм более 50% Песчаный Песок гравелистый Масса частиц крупнее 2 мм более 25% Песок крупный Масса частиц крупнее 0.5 мм более 50% Песок средней крупности Масса частиц крупнее 0.25 мм более 50% Песок мелкий Масса частиц крупнее 0.1 мм 75% и более Песок пылеватый Масса частиц крупнее0.1 мм менее 75% Пример: 1.Частные остатки фракции 10 - 5 мм А=10 \ 500 *100=2% 5 - 2 мм А=35/500 *100=7% , и т. д. 2. Полные остатки фракции 10 - 5 мм 2% 5 - 2 мм 2 + 7 = 9%, и т. д. 3.Полные проходы фракции крупнее 10 мм 100 - 0 = 100% 10 - 5 мм 100 - 2 = 98 мм 5 - 2 мм 100 - 9 = 91 мм, и т.д. Заклю чение: Грунт - песок средней крупности, т.к. полный остаток на сите 0.25 мм более 50%. Контрольные вопросы: 1.Что называется гранулометрическим составом грунта? 2. Что называется гранулометрическими фракциями? 3.Как определяется гранулометрический состав ситовым методом? 4.Чем отличается супесь от суглинка? 5. Чем отличается суглинок от глины? ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №2 Тема : Основные сведения о грунтах, прочностных и деформационных свойствах. Наименование работы : Построение графика кривой неоднородности и расчёт коэффициента неоднородности. Цель занятия : Умение графически изображать гранулометрический состав грунтов . Задание : По данным практической работы №1 построить суммарную кривую неоднородности. По суммарной кривой определить d 60 и d 10 , подсчитат ь коэффициент неоднородности К 60 \ 10 и заключением дополнить наименование грунта. Ход работы: 1.Построение сетки кривой неоднородности. В начале координат ставят число 0.001, принимают lg 10 в произвольном масштабе, откладывают этот отрезок в правую сторо ну 4 раза, делая отметки и ставя против них последовательно 0.01; 0.1; 1.0; 10.0. Расстояние между каждыми двумя метками делят на 9 частей пропорционально логарифмам чисел 2,3,4,5,6,7,8,9. lg 2=0.301 умножаем на принятый масштаб lg 3=0.477 lg4=0.602 lg5=0.6 99 lg6=0.778 lg7=0.845 lg8=0.903 lg 9=0.954 2.Данные гранулометрического состава грунта по полным проходам в % наносят на сетку и получают суммарную кривую неоднородности. По кривой неоднородности определяют степень и коэффициент неоднородности и действующ ий или эффективный диаметр. Коэффициент неоднородности К 60 \ 10 = D 60 \ D 10 где D 60 - диаметр частиц, мельче которого в данном грунте содержится 60% частиц по массе (полный проход через сито составляет 60%), мм D 10 - полный проход через сито составляет 10% Грунты с коэффициентом неоднородности К 60 \ 10 ≥ 3, считаются неоднородными (разноразмерными). Грунты с коэффициентом неоднородности К 60 \ 10 ≥ 3, считаются однородными (одноразмерными). Пример: Определение коэф фициента неоднородности песка средней крупности. Показатели Данные Диаметр частиц, мельче которого в данном грунте содержится 60% (по массе ) D 60, мм 0.69 Диаметр частиц, мельче которого в данном грунте содержится 10% (по массе ) D 10, мм 0.10 Коэффициент неоднородности К 60 \ 10 6.9 Заключение: Песок средней крупности неоднородный, т. к.К 60 \ 10 ≥ 3 (6.9). Пример: Контрольные вопросы: 1.Как зависят прочностные свойства грунта от гранулометрического состава? 2.Что показывает график кривой неоднородности? 3. Почему график называют суммарной кривой? 4.Как определить коэффициент неоднородности и по коэффициенту определить грунт однородный или разнородный? ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3 Тема : Инженерно - геологическая характеристика грунтов. Наименование работы : Составление геологической колонки по монолитам почвогрунтов. Цель занятия : Умение составлять геологические разрезы по монолитам почвогрунтов. Задание : Построить инженерно - геологический разрез по оси проектируемой плотины с проходящей по ней дорогой и составить инженерно - геологическую колонку скважины по разрезу. Исходные данные: Таблица 1 Данные для построения геологической колонки № слоя Геолог.индекс Описание пород Глубина залегания подошвы, м Мощн., м 1 prQ III Отметка устья 95.4 м Суглинки средние, желтовато - бурые, пылеватые, тугопластичные 2.5 2.5 2 gQ II Глины тёмно - коричневые до чёрного с остатками фауны, влажные 3.5 1.0 3 C 2 Глины чёрные, плотные, слюдистые, тугопластичные 11.5 8.0 4 C 1 Известняки серые, крепкие 16.0 4.5 Таблица 2 Данные для построения топографического профиля № точки Расстояние от постоянного начала, м Отметки поверхности земли, м Урез воды 0 95.40 1 5 95.00 2 10 94.80 3 15 94.65 4 20 94.05 5 25 93.85 6 30 93.50 7 35 92.70 8 40 93.20 9 45 93.50 10 50 94.00 11 60 94.20 12 70 94.40 13 80 94.60 14 90 94.80 Урез воды 100 95.40 Ход работы: 1.По данным таблицы 1 составить инженерно - гелогическую колонку скважины в форме: Индек с Глубина подошв ы слоя, м Мощност ь слоя, м Абсолютна я отметка подошвы слоя, м Литолог ический разрез Описание пород prQ III 2.5 2.5 92.90 Суглинки средние, желтовато - бурые, пылеватые, тугопластичны е gQ II 3.5 1.0 C 2 2. Построить топографический профиль реки и на профиле показать инженерно - геологический разрез по данным инженерно - геологической колонки скважины по форме: № точек Ур. 1 2 3 4 Ур. Расстояние от постоянного начала, м Отметка дна, м Глубина, м Пример: Контрольные вопросы: 1.Для чего необходима инженерно - геологическая характеристика грунтов? 2.Что называют геологическим разрезом? 3. Что показывает геологический разрез? 4.Как определить абсолютную отметку подошвы слоя? ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4 Тема : Инженерно - геологические изыскания. Наименование работы : Составление грунтово - геологического разреза на продольном профиле автомобильной дороги. Цель занятия : Умение составлять грунтово - геологический разрез на продольном профиле автомобильной дороги. Задание : Построить продольный профиль автомобильной доро ги по данным таблицы №1 и на продольном профиле по данным таблицы2 построить грунтово - геологический разрез. Исходные данные: Таблица 1 Ведомость отметок земли по оси дороги. Пикеты Расстояния Отметки пов.земли 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9+50 10 10+40 11 12 13 13+50 14 15 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 50 50 40 60 100 100 100 50 50 100 146.5 145.0 143.6 145.0 147.5 147.1 148.2 148.1 148.6 149.0 149.2 149.3 150.1 150.3 149.8 150.1 150.6 151.0 149.2 Таблица 2 Инженерно - геологические условия по оси дороги. Напластование грунтов Номер скважины 1 2 3 Глубина скважины 5 5 5 Мощность слоя Растительный слой 0.20 0.20 0.20 Супесь лёгкая 0.40 0.60 0.50 Песок мелкий 0.80 0.90 0.90 Суглинок лёгкий 1.80 1.50 1.70 Глина Не обнаружена Ход работы: Грунтово - геологический разрез вычерчивают на продольном профиле дороги, который вычерчивают предварительно протяжённостью 1.5 км по заданным отметкам поверхности земли. Масштабы: горизонтальный 1:5000, 1:10000 вертикальный 1:100, 1:200 грунтовый 1:50 Грунтовый разрез вычерчивают по условной линии, которая располагается ниже линии поверхности земли на 2 см. Скважины показывают по ширине 2 мм, шурфы 6 мм. Сверху над каждой скважиной указывают её номер (скв.1) Одинаковые по составу грунты в скважинах соединяют сплошными линиями. Пример: Образец грунтово - геологического разреза на продольном профиле дороги. Контрольные вопросы: 1. Что называют продольным профилем автомобильной дороги? 2.Что показывает грунтово - геологический разрез на продольном профиле? 3.Как на разрезе показывают скважины, а как шурфы? 4.Как показываются грунты на грунтово - геологическом разрезе? ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №5 Тема : Поиски и разведка дорожно - строительных материалов. Наименование работы : Составление паспорта месторождения дорожно - строительных матералов. Цель занятия : Умение вести подсчёт запасов вскрыши, полезной породы, определять эффективность разработки месторож дения. Задание : Составить паспорт месторождения №1 и подсчитать запасы полезной породы. Исходные данные: 1.План месторождения в горизонталях с сечением через 1 м. 2. Полезная порода - песок среднезернистый. 3. Вскрыша - супесь лёгкая. 4. Пустые породы - нет. 5.Назначение материала - для дренирующего слоя основания дорожной одежды. 6. Данные о мощности вскрыши и полезной породы по выработкам. № выработки Мощность, м вскрыши полезной породы 1 0.3 2.8 2 1.9 0.8 3 0.4 3.0 4 0.5 2.9 5 0.2 3.5 6 0.3 3.8 7 0.2 2.7 8 0.5 2.9 9 0.6 2.0 10 1.5 0.6 Паспорт составляют на одном листе форматом 297х860 мм. В паспорт входят: 1. План месторождения 2. Схема привязки месторождения к трассе. 3. Данные о подъездных путях. 4. Геолого - литологические разрезы. 5. Схема подсчёта площади месторождения 6. Таблица подсчёта запасов месторождения. Порядок составления паспорта. 1. План месторождения в масштабе 1:1000 План месторождения выполняют в горизонталях с сечением через 1 м, на плане показывают ситуацию местно сти, выработки, слева от которых в числителе записывают наименование выработки и её номер: в знаменателе - отметку устья выработки. Справа в числителе указывают мощность вскрыши в метрах, в знаменателе - мощность полезной породы в метрах. План месторождени я составляют в масштабах 1:1000, 1:2000, при пересечённом рельефе в масштабе 1:500. 2. Схема привязки месторождения к трассе. Схема привязки выполняется в масштабе 1:2500 и мельче. Данные берут из карты или плана - схемы трассы с выявленными месторождениям и. 3.Данные о подъездных путях. Указывают расстояние транспортирования полезной породы на трассу и состояние дорог. 4. Характерные геолого - литологические разрезы. Выполняют в масштабах: горизонтальный 1:1000, 1:2000, 1:500 вертикальный 1:100, 1:200 г еологический 1:50, 1:100, 1:200 На геологических разрезах показывают геологические выработки, условными знаками обозначают вскрышу и полезную породу. Справа колонки указывают глубину подошвы слоя и глубину выработки. Ширина колонок как и на грунтово - геоло гическом разрезе дороги. 5. Схема подсчёта площади месторождения. Вычерчивают план месторождения, разбивают его на геометрические фигуры и определяют площадь каждой части фигуры с учётом масштаба, а затем путём суммирования площадей общую площадь месторожд ения. 6. Таблица подсчётов запасов месторождения. №п \ п № выработок Мощность, м Площадь месторождения, м 2 вскрыши полезного слоя 1 1 0.30 2.80 11250 2 3 0.40 3.00 3 4 0.50 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 Всего 3.50 23.60 11250 Среднее значение 0.40 - Объём запасов, м 3 5676 - Геологический коэффициент 0.15 - ОБЩАЯ СХЕМА ПАСПОРТА МЕСТОРОЖДЕНИЯ 1.План месторождения 4. Геолого - литологические разрезы 5. Схема подсчёта площади месторождения 2. Схема привязки 6. Таблица подсчётов запасов месторождения ме сторождения к трассе 3. Данные о подъездных путях Контрольные вопросы: 1. Какие вы зн аете месторождения? 2.Чем они характеризуются? 3.Что представляет собой план месторождения? 4.Как подсчитать площадь месторождения? 5. Как подсчитать объём запасов месторождения? Рекомендуемая литература: 1. 1.Безрук В.М. "Геология и грунтоведение". Учебник для студентов средних специальных учебных заведений, М., Недра, 2007 . 2. Попова З.А. "Исследование грунтов для дорожного строительства". Учебное пособие. М., Недра, 2006 . 3. Интернет - ресурсы http://www. geo . web .ru/