 |
Показатели физико-механических свойств пород рыхлых отложений
|
|
|
|
Методические указания к выполнению контрольной работы
По дисциплине «Инженерная геология»
Содержание контрольной работы:
Учебным планом специальности, предусматривается написание контрольной работы по дисциплине «Инженерная геология». Согласно утвержденной рабочей программе по дисциплине студент должен выполнить контрольную работу в полном объеме.
Контрольная работа – самостоятельный труд студента, который способствует углублённому изучению пройденного материала.
Контрольная работа позволяют оценить степень усвоения студентом учебного материала в результате самостоятельной работы с учебной литературой и его способности к решению задач.
Цель выполняемой работы: получить специальные знания по выбранным темам. Перечень тем разрабатывается преподавателем.
Контрольная работа выполняется письменно и оформляется сброшюрованными листами формата А4 или в тетради. В КР необходимо указать номер выполненного варианта, привести библиографический список, поставить дату выполнения и личную подпись.
В тексте контрольной работы не допускается произвольное сокращение слов (кроме общепринятых). По всем возникшим вопросам студенту следует обращаться за консультацией преподавателю.
Задание №1. Физико-механические свойства грунта.
Цель и содержание: Изучить основные показатели физико-механических свойств грунтов.
Характеристики физических свойств выражают физическое состояние грунтов (плотность, влажность и др.) и позволяют их классифицировать по типу, виду и разновидностям.
Под механическими подразумевают такие свойства, которые появляются в грунтах под воздействием внешних усилий (давления, удара). Механические свойства оцениваются прочностными и деформационными характеристиками фунтов.
|
|
|
Например,
1.1.Физические свойства - характеризуют физическое состояние горных пород.
Плотность грунта — это отношение массы породы, включая массу воды в ее порах, к занимаемому этой породой объему. Плотность породы зависит от минералогического состава, влажности и характера сложения (пористости):
Р = m/V,
где р — плотность грунта, г/см3, кг/м3, т/м3; т — масса породы с естественной влажностью и сложением, г;
V — объем, занимаемый породой, см3.
Задание №2. Физико-механические свойства скальных и дисперсных грунтов.
Характеристика дисперсных грунтов
Характеристика скальных грунтов
|
Задание: Заполнив таблицы, сравнить показатели физических и механических свойств скальных и дисперсных грунтов между собой.
Задание №3. Определение физико-механических свойств пород
Задание посвящено определению показателей, которые используются для оценки вышеописанных физических и механических свойств грунтов.
В соответствии с указанным вариантом (табл. 1) для одной пробы рассчитать по формулам, следующие показатели: плотность сухого грунта (ρd), степень влажности (Sr), пористость (n), коэффициент пористости (е), число пластичности (Jр), показатель текучести(JL). Основные показатели и формулы, необходимые для расчетов, а также методы их определения приведены в таблице 2.
При выполнении расчетов можно пользоваться как техническими средствами (компьютеры), так и программными продуктами типа Мiсrоsoft Excel, Matlab и др.
По таблице 3 и 4 определить разновидности грунта.
Таблица 1
Данные лабораторных исследований горных пород
| Варианты (№ в общем списке) | ρs, г/см3 | ρ, г/см3 | ρd г/см3 | W, % | Sr. д.е | п, % | е, д.е | WL, % | WP, % | JP, | JL |
| 2.67 2.70 2.71 | 1.94 1.89 1.91 | ||||||||||
| 2.73 2.71 2.71 | 1.98 2.02 2.08 | ||||||||||
| 2.68 2.72 2.71 | 1.98 1.93 1.89 | ||||||||||
| 2.73 2.72 2.72 | 1.98 2.02 1.89 | ||||||||||
| 2.72 2.70 2.70 | 1.93 1.84 1.89 | ||||||||||
| 2.71 2.73 2.71 | 1.89 1.94 1.95 | ||||||||||
| 2.70 2.73 2.70 | 1.77 1.90 1.91 | ||||||||||
| 2.71 2.70 2.68 | 1.91 1.82 1.98 | ||||||||||
| 2.70 2.71 2.71 | 1.82 1.78 1.98 | ||||||||||
| 2,72 2,73 2,09 | 1,94 1,94 1,96 | ||||||||||
| 2.71 2.70 2.71 | 1.72 1.99 1.96 | ||||||||||
| 2,72 2,71 2,73 | 1,88 1,96 1,90 | ||||||||||
| 2,71 2,73 2,71 | 1,99 1,94 2,02 | ||||||||||
| 2,72 2,72 2,73 | 2,03 1,94 1,94 | ||||||||||
| 2,72 2,67 2,71 | 2,01 1,94 1,82 | ||||||||||
| 2,71 2,74 2,08 | 1,93 1,92 1,95 | ||||||||||
| 2,70 2,71 2,72 | 1,87 1,95 1,90 | ||||||||||
| 2,72 2,73 2,70 | 1,99 1,94 2,01 | ||||||||||
| 2,72 2,71 2,73 | 2,02 1,95 1,94 | ||||||||||
| 2,72 2,67 2,71 | 2,01 1,94 1,82 |
|
|
|
Таблица 2
Показатели физико-механических свойств пород рыхлых отложений
| Условн. обозн. | Показатель по СНиП 2.02.01-83 | Единица измерения, Си | Физический смысл | Расчетная формула или методика определения по гос. стандартам | ||
| γ | Удельный вес | н/м3 | γ = ρ*g; g=9.81м/с2. | |||
| ρs | Плотность частиц грунта | кг/м3 (г/см3) | Масса единицы объема скелета грунта в воде при отсутствии пор: для песчаных–2.66; супесей-2.70; суглинков-2.71;глин-2.74 | ГОСТ 5180-84. Пикнометрический метод | ||
| ρ | Плотность | кг/м3 (г/см3) | Масса единицы объема при данной пористости и влажности | ГОСТ 5180-84. Метод режущего кольца или парафинирования | ||
| ρd | Плотность сухого грунта | кг/м3 (г/см3 ) | Масса единицы объема за вычитанием массы воды в порах | ρd = ρ / (1+0.01 W) | ||
| W | Природная (естественная) влажность | % | Кол-во свободной и поверхностно связанной воды, содержащейся в порах грунта в естественных условиях | ГОСТ5180-84 Весовой метод | ||
| n | Пористость | % | Отношение объема пустот к объему грунта | n= (ρs - ρd)) / ρs | ||
| е | Коэффициент пористости | Доли единицы | Отношение объема пустот к объему скелета грунта | е = (ρs - ρd) / ρd | ||
| S r | Степень влажности | Доли единицы | Степень заполнения пор водой. | S r = W· ρs /(е · ρW*100), где ρW = 1,0 | ||
| Wг | Гигроскопическая влажность | % | Под гигроскопической влажностью понимается отношение веса воды, удаленной из образца воздушно сухого грунта к массе высушенного грунта. | ГОСТ 5180–84 Весовой метод | ||
| WL | Влажность на границе текучести | % (верхний предел) | Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в текучее. | ГОСТ 5180–84. Метод балансированного конуса | ||
| Wp | Влажность на границе раскатывания | % (нижний предел) | Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в твердое. | ГОСТ 5180–84 Метод раскатывания | ||
| Jp | Число пластичности | Доли единицы | Разность между верхним и нижним пределами влажности. | Jp = WL – Wp | ||
| Условн. обозн. | Показатель по СНиП 2.02.01-83 | Единица измерения, Си | Физический смысл | Расчетная формула или методика определения по гос. стандартам | ||
| JL | Показатель текучести | Доли единицы | Степень подвижности слагающих грунт частиц при механическом воздействии | JL =(W – Wp) / Jp | ||
|
|
|
Таблица 3
Основные разновидности грунтов по Jр
(по ГОСТ 25100-95 "Грунты. Классификация. Табл. Б.11)
| Разновидность грунта | Число пластичности - Jр |
| Супеси | < 7 |
| Суглинки | 7-17 |
| Глины | > 17 |
Таблица 4
Основные разновидности грунтов по JL
(по ГОСТ 25100-95 "Грунты. Классификация. Табл. Б.14)
| Разновидность грунта | Показатель текучести - JL |
| Супесь | |
| твердая | < 0 |
| пластичная | 0 <1 |
| текучая | > 1 |
| Суглинки и глины | |
| твердые | < 0 |
| полутвердые | 0.0-0.25 |
| тугопластичные | 0.25-0.5 |
| мягкопластичные | 0.5-0.75 |
| текучепластичные | 0.75-1.0 |
| текучие | > 1 |
Задание №4. Перечислите процессы внутренней и внешней динамики Земли (эндогенные и экзогенные), кратко охарактеризуйте их сущность. Подробно опишите механизм развития указанных в табл. экзогенных процессов, их значение и последствия, возможные защитные мероприятия.
|
|
|
| Вариант | Процессы | Вариант | Процессы |
| Выветривание | Сели | ||
| Глубинная эрозия | Наледи | ||
| Осыпи | Плывуны | ||
| Плоскостной смыв | Абразия | ||
| Дефляция, корразия | Овраги | ||
| Заболачивание | Термокарст | ||
| Карст | Суффозия | ||
| Оползни | Обвалы | ||
| Просадки лессов | Снежные лавины | ||
| Морозное пучение | Солифлюкция |
|
|
|
