Грунты

  Министерство сельского хозяйства РФ

Федеральное государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального образования

  «Алтайский государственный  аграрный университет» 
 

Кафедра инженерных сооружений 
 

Контрольная работа

по  дисциплине «Геология» 

вариант №26 
 
 

Выполнил (а) Ишкова Мария Юрьевна

(Ф.И.О.  студента полностью)

Специальность землеустройство

Институт  природообустройства

Курс 3 ЗО группа __________

Проверил (а) Платонова Софья Григорьевна

  (Ф.И.О. преподавателя полностью)

Отметка о регистрации

Дата ____________ Подпись___________

Отметка о проверке:

Дата___________________Подпись______ 
 

Барнаул 2010

Содержание 
 

1. Классификация грунтов.

      Классификация грунтов включает следующие таксономические  единицы, выделяемые по группам признаков:

• класс — по общему характеру структурных связей;
• группа — по характеру структурных связей (с учетом их прочности);
• подгруппа — по происхождению и условиям образования;
• тип — по вещественному составу;
• вид — по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);
• разновидности — по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

      КЛАССЫ:

• подразделяемые на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности.
• Класс природных скальных грунтов — грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными)
• Класс природных дисперсных грунтов — грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями.
• Класс природных мерзлых грунтов — грунты с криогенными структурными связями.
• Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов — грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.
• и другие классы частных классификаций по вещественному составу, свойствам и структуре скальных, дисперсных и мерзлых грунтов. 
  

I КЛАСС ПРИРОДНЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ

Разновидности выделяются по:

1. пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии;
2. плотности скелета грунта;
3. коэффициенту выветрелости;
4. степени размягчаемости;
5. степени растворимости;
6. степени водопроницаемости;
7. степени засоленности;
8. структуре и текстуре;
9. температуре

II КЛАСС ПРИРОДНЫХ ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТОВ

Разновидности выделяются по:

1. гранулометрическому составу (крупнообломочные грунты и пески);
2. числу пластичности и гранулометрическому составу (тинистые грунты и илы);
3. степени неоднородности гранулометрического состава (пески);
4. показателю текучести (глинистые грунты);
5. относительной деформации набухания без нагрузки (глинистые грунты);
6. относительной деформации просадочности (глинистые грунты);
7. коэффициенту водонасыщения (крупнообломочные грунты и пески);
8. коэффициенту пористости (пески)
9. степени плотности (пески)
10. коэффициенту выветрелости (крупнообломочные)
11. коэффициенту истираемости
12. относительному содержанию органического вещества (пески и тинистые грунты);
13. степени разложения (торфы)
14. степени зональности (торфы)
15. степени засоленности;
16. относительной деформации пучения;
17. температуре

III КЛАСС ПРИРОДНЫХ МЕРЗЛЫХ ГРУНТОВ

Разновидности выделяются по:

1. льдистости за счет видимых ледяных включений;
2. температурно-прочностным свойствам;
3. степени засоленности;
4. криогенной текстуре

IV КЛАСС ТЕХНОГЕННЫХ ГРУНТОВ (СКАЛЬНЫХ, ДИСПЕРСНЫХ И МЕРЗЛЫХ)

Разновидности для этих классов:

Выделяются как  соответствующие разновидности  классов природных грунтов с учетом специфических особенностей и свойств техногенных грунтов.

2. Четвертичные отложения и их использование в дорожном строительстве.

      Изучение  четвертичных отложений представляет большой интерес для народного  хозяйства. Прежде всего они часто используются в качестве строительных материалов (в производстве цемента, кирпича, извести, в дорожном деле и так далее). Четвертичные отложения обычно служат вместилищем грунтовых вод, используемых для водоснабжения.

      При возведении современных грандиозных промышленных, гидротехнических и других сооружений приходится закладывать фундаменты на глубине в десятки метров. В связи с этим ученые изучают состав и свойства грунтов, расположенных на больших глубинах, то есть тех же четвертичных отложений. В зависимости от условий образования их толща может слагаться из самых разнообразных грунтов: грубообломочных, глинистых, суглинистых, карбонатных, хлоридосульфатных, кремнистых и других, рыхлых, плотных или сцементированных. Строительные свойства этих отложений различны и определяются условиями образования, залегания, строением толщи, структурой, трещинойатостью, минеральным составом.

      Особенное внимание уделяется изучению четвертичных отложений при решении инженерно-геологических  проблем, связанных с устойчивостью  склонов, укреплением плывунных  грунтов, сооружениями в карстовых  областях, а также использованием ледниковых отложений.

      Среди четвертичных отложений, особенно в долинах рек и на побережьях, часто встречаются россыпные месторождения полезных ископаемых: цветных, редких и драгоценных металлов, ценных минералов. Золотоносные россыпи известны, например, в Сибири, на Аляске, в Калифорнии, Австралии, Индии. Россыпи Урала до последнего времени давали около 90 процентов мировой продукции платины. Богатые россыпи с ильменитом, рутилом, цирконом, монацитом известны в Индии, Аргентине, на Урале и в других странах. Из россыпей Малайи и Таиланда добывается большая часть продукции олова этих стран.

      В исследованиях антропогена участвуют  специалисты различных отраслей геологических, географических и биологических  наук, а в последнее время и  физических наук, особенно радиофизики.

      Могучее оружие исследования геологи-четвертичники получили в результате разработки в последние годы радиоизотопных методов определения возраста горных пород.

2. Составить характеристику горных пород: порфирит, алевролит, глинистый сланец.

      Порфири́т — эффузивная палеотипная бескварцевая горная порода, аналогичная андезиту. Крупные кристаллы — вкрапленники андезина, реже пироксена — погружены в основную массу, состоящую из стекла. Слагают лавовые покровы, дайки, штоки, силлы и пр. В отличие от андезитов и базальтов, порфириты несут следы интенсивных послемагматических изменений (в виде хлоритизации, эпидотизации, карбонатизации и пр.) первоначально стекловатой основной массы и частичного или полного замещения вкрапленников вторичными минералами. В зависимости от состава выделяются разновидности порфиритов: плагиоклазовые роговообманковые, пироксеновые порфириты и др. Широко распространены в складчатых и платформенных областях в отложениях различного геологического возраста.

      Алевроли́т  — плитчатые сланцы, периода нижнего  протерозоя, состоит из переслаивания песчаников, аргиллитов и алевролитов, которые образовали контрастный литологический состав в условиях различных режимов осадконакопления. Пёстрая цветовая гамма пород и характер их поверхностей определили высокодекоративные свойства сланца. Цвета: Сиреневый, фиолетовый, с прослойками кирпичного.

      Месторождение находится с районе деревни Палосельга в Карелии. Полезная толща характеризуется  чёткой слоистостью (слойчатостью) с  масштабом переслаивания слоёв  от долей мм до 2-3 см (микро-тонкослоистые). Слои большей мощности до 5-10 см наблюдаются редко и представлены исключительно массивными алевролитами, окрашенными в кирпично-красный и тёмно-сиреневый цвет.

      В 19 веке активно использовался при  строительстве Санкт-Петербурга, в  частности, во внутренней отделке Исаакиевского собора. Разработка месторождения заморожена в начале 20 века.

      Физические  свойства

      Плотность — 2,69-2,74 г/см2; пористость — 3,2-3,6 %; прочность  на сжатие в сухом состоянии – 272 МПа; удельная эффективная активность сланцев 261,7 Бк/кг; водопоглощение – 0.2%; марка породы по морозостойкости – F-50; истираемость – 0,73 г/см2.

      Волноприбойные  знаки, знаки ряби и трещины усыхания, выполненные метапесчаниками кварцевыми белого (полупрозрачного) и кремово-розового цвета повышают фактурный (декоративный) характер поверхностей.

      Несомненно  притягивающая фактура поверхности  и цвет положительно влияют на чувственное  восприятие человеком. Поэтому алевролитовый  сланец нашёл свое применение в таких  видах как: отделка фасадов и  цоколей зданий, дорожки в саду и на участке, площадки для отдыха и машин у загородных домов. Также есть примеры применения плит в быту в качестве столешниц и других плоских поверхностей.

      Происхождение

      В целом, толща представлена двумя  основными разновидностями кварцито-песчаниками и пелитовыми сланцами. Переходные разности представлены сланцеватыми кварц-слюдистыми алевролитами. Минеральный состав пелитовых сланцев хлорит-серицитовый (кварц 0.5-3), алевролитов – кварц-серицит-хлоритовый (кварц 5-12). Содержание хлорита-серицита составляет 90-95в аргиллитах и 60-80% в алевролитах. В незначительных количествах присутствуют плагиоклаз, мусковит, биотит, гидроокислы железа, доломит.

      Глинистый сланец - твердая глинистая порода явственно сланцеватого сложения, темно-серого, черного, реже красноватого или зеленоватого цвета. Встречается в самых древних геологических отложениях и представляет уплотненную и измененную давлением и позднейшими метаморфическими процессами глину. В однородной массе его нередко выдаются кристаллы серного колчедана, прожилки кварца и зерна известкового шпата. Микроскоп открывает, сверх того, в этой породе постоянную примесь зерен кварца, листочков слюды, желтоватых, характерных для глинистого сланца иголочек рутила и многие менее распространенные минералы. По строению, физическим свойствам и минералогическому составу различают: кровельный и аспидный сланцы, первый: серого, второй черного цвета; легко колются на тонкие ровные пластинки, имеют обширное техническое применение; грифельный сланец - мягкий, серый, колется на длинные столбики; точильный сланец - очень твердый, богатый кремнеземом, желтовато- или зеленовато-серого цвета; рисовальный сланец - мягкий черный, богатый углистым веществом; квасцовый сланец - черный, рыхлый, проникнут углистым веществом и серным колчеданом. В России сорта глинистого сланца, наиболее полезные в техническом отношении, известны в Подольской, Херсонской и Екатеринославской губерниях, в Крыму, на Кавказе, Урале и в Олонецкой губернии.

      Глинистые сланцы используются в качестве облицовочного, кровельного и шиферного материала.

      4. Основные понятия и методы лабораторных определений физических свойств грунта.

      В соответствии с гостом 5180-84 определяются методы определений физических свойств грунта.

      Значение  характеристик вычисляют как среднее арифметическое из результатов параллельных определений. Разница между параллельными определениями не должна превышать значений, указанных в обязательном приложении. Если разница превышает допустимую, количество определений следует увеличить.

      При обработке результатов испытаний  плотность вычисляют с точностью до 0,01 г/см³ влажность до 30 % — с точностью до 0,1%, влажность 30 % и выше — с точностью до 1 %.

      Погрешность измерения массы (взвешивания) не должна превышать:

      при массе от 10 до 1000 г ....... 0,02 г   

        »      »     от  1 до       5 кг ....... 5 г

5. Виды  воды в грунтах.

      Вода  в пылевато-глинистых грунтах  в значительной степени предопределяет свойства грунта, которые зависят  в первую очередь от ее относительного содержания. Это объясняется взаимодействием  молекул воды вследствие наличия  электромолекулярных сил с поверхностями коллоидных и глинистых частиц грунта. Твердые частицы грунта, состоящие из тех или иных обычно кристаллических минералов, имеют на поверхности заряд статического электричества, чаще всего отрицательный. Молекулы же воды, являясь диполями, и ионы различных веществ противоположного заряда, растворенных в грунтовой воде, попадая в поле заряда частицы грунта, ориентируются определенным образом и притягиваются к поверхности этой частицы. В результате поверхность твердой частицы покрывается монослоем молекул воды. Этот первый слой молекул воды, адсорбированных на поверхности твердой частицы с ее наружной стороны, будет иметь заряд, аналогичный заряду поверхности твердой частицы, и, следовательно, станет воздействовать на близко расположенные другие молекулы воды. Таким образом возникают достаточно стройные цепочки молекул воды (рис. 1.). 
 
 

      Рис, 1. Схема расположения молекул воды около отрицательно заряженной поверхности  частицы грунта (а) и график сил  взаимодействия между поверхностью частицы грунта и молекулами воды (б)

      1 — прочносвязанная   вода;      2 — рыхло-связанная вода; 3 — свободная  вода