В состав основных лабораторных исследований песчаных грунтов входят:
- гранулометрический состав;
- влажность;
- плотность, г/см3;
- плотность частиц грунта, г/см3;
- сопротивление грунтов срезу, кПа;
- коррозионная активность грунтов, д.е.
Но есть и исследования, которые проводятся только по специальному заданию:
- плотность в предельно плотном и рыхлом состоянии, г/см3;
- максимальная молекулярная влагоемкость, д.е;
- стандартное уплотнение, д.е;
- угол естественного откоса, град.;
- коэффициент фильтрации, м/сут.;
- относительная суффозионная осадка, %;
- сопротивление грунтов сжимающим усилиям, МПа;
- суммарное содержание легко- и среднерастворимых солей (водные и соляно-кислые вытяжки);
- содержание растительных осадков, %;
- степень разложения заторфованных грунтов;
- минеральный состав;
- валовой химический состав.
Задание 21. Дать описание методики проведения динамического зондирования и по данным зондирования в точке … оценить свойства грунтов (табл. 12, рис. 8)
Таблица 12 – Номера зондированных точек
| № п/п | |||
| Точка зондирования | Д3-5 | Д3-6 | Д3-7 |
Рисунок 8 – Литологический разрез по данным динамического зондирования и оценка свойств грунтов по данным зондирования в точке: 1 – песок; М – мелкий; С – средней крупности; КР – крупный; 2 – УГВ; 3 – график изменения pv с глубиной.
Примечание. В скв. 5 УГВ установился на глубине 4,5 м.
Пример описания (для оценки свойств грунтов)
Рисунок 9 – Оценка свойств грунтов по данным зондирования в точке: 1 – песок; 2 – УГВ
По результатам зондирования, представленным на рисунке определяют средневзвешенное значение 
, где pv – осредненное значение i -го интервала зондирования, h i – мощность i -го интервала.
В нашем случае p =(4,0·6 +2,9·4 +8,0·5+4,0·5)/(6+4+5+5)=4,78 МПа.
Определяем, что при p =4,78 МПа пески мелкие маловлажные характеризуются средней плотностью сложения, а нормативное значение угла внутреннего трения и модуля общей деформации равны соответственно: φ = 31° и E =22,5 МПа.
Задание № 22. Дать описание геофизического метода (№ …) изучения горных пород (табл. 12)
Таблица 12 – Геофизические методы
| № п/п | ||||||||
| Геофизический метод | Сейсморазведка | Вертикальное сейсмическое профилирование | Сейсмозондиро-вание | Электроразведка | Вертикальное электрозондиро-вание | Электропрофилирование | Электрокаротаж | Радиометрический каротаж |
Пример описания: Методы электроразведки широко применяются как при геологоструктурных исследованиях и геологическом картировании, так и при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.
Электрическая разведка, (точнее электромагнитная разведка) объединяет физические методы исследования геосфер Земли, поисков и разведки полезных ископаемых, основанные на изучении электрических и электромагнитных полей, существующих в Земле либо в силу естественных космических, атмосферных, физико-химических процессов, либо созданных искусственно. Используемые поля могут быть: установившимися, т.е. существующими свыше секунды и неустановившимися, импульсными с длительностью импульсов от микросекунд до секунд. С помощью разнообразной аппаратуры измеряют амплитудные и фазовые составляющие напряженности электрических (Е) и магнитных (Н) полей.
Основными электромагнитными свойствами горных пород являются: удельное электрическое сопротивление (УЭС), электрохимическая активность, поляризуемость, диэлектрическая и магнитная проницаемости. Электромагнитные свойства геологических сред, вмещающей среды, пластов, объектов, а также геометрические параметры последних служат основой для построения геоэлектрических разрезов. Геоэлектрический разрез над однородным, по тому или иному электромагнитному свойству полупространством, принято называть нормальным, а над неоднородным – аномальным. На выделении аномалий и основана электроразведка.
Изменение глубинности электроразведки достигается изменением мощности источников, частоты и длительности возбуждения, а также зависит от способов создания поля. Последние могут быть гальваническими (ток вводится в Землю с помощью заземлений) или индукционными (ток пропускается в незаземленную петлю, рамку).
Вследствие многообразия используемых полей, их частотно-временных спектров, электромагнитных свойств горных пород электроразведка отличается от других геофизических методов большим количеством методов (свыше 50). По физической природе их можно сгруппировать в методы естественного переменного электромагнитного поля, поляризационные (геоэлектрохимические), сопротивлений, индукционные низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные, биогеофизические.
По геометрии и строению изучаемых геологических разрезов методы электроразведки условно делятся на: 1) зондирования, которые служат для расчленения горизонтально (или полого) слоистых разрезов в вертикальном направлении; 2) профилирования, предназначенные для изучения крутослоистых разрезов или выявления объектов в горизонтальном направлении; 3) подземно-скважинные (объемные), объединяющие методы выявления неоднородностей между скважинами, горными выработками и земной поверхностью.
Электроразведка с той или иной эффективностью применяется для решения практически всех задач, при которых используются геофизические методы.
Электромагнитные зондирования используются при глубинных и структурных исследованиях, поисках нефти и газа. Электромагнитные профилирования применяются при картировочно-поисковых съемках, поисках рудных и нерудных полезных ископаемых. Объемные методы применяются при разведке месторождений. Малоглубинные электромагнитные зондирования и профилирования используются при инженерных и экологических исследованиях.
По технологии и месту проведения работ различают аэрокосмические, полевые (наземные), акваториальные (или аквальные, водные, морские, речные), подземные (шахтно-рудничные) и скважинные (межскважинные) методы электроразведки.
Задание № 23. Дать описание инженерно-геологических условий строительных площадок а регионе Вашего проживания
Пример описания: Каменецкий район
| № п/п | Условия | Описание |
| Рельеф территории | Входит в состав Центрального Белорусского массива Белорусской антеклизы. Располагается на волнистых и пологоволнистых моренных равнинах и низинах сожского оледенения. Основной формой рельефа являются эоловые холмы и гряды. Относительная высота над уровнем моря менее 200 м. Высота территории над уровнем моря колеблется от 150 м до 200 м. Завалуненность территории составляет более 40% | |
| Глубина залегания скальных грунтов, их наименование и состояние | Более 200 м от поверхности земли, граниты | |
| Генетические типы, возраст и наименование нескальных грунтов | F II sz – пески пылеватые, мелкие и средней крупности с включением гравия | |
| Форма залегания нескальных грунтов, форма кровли скальных грунтов | Согласованное: неровная | |
| Гидрогеологические условия: количество и наименование во доносных горизонтов, глубина до первого от поверхности уровня подземных вод | Два и более; грунтовые воды; 2 м | |
| Геологические процессы в естественных условиях | Заболачивание, осыпи, овраги | |
| Потенциальная подтопляемость территории | Средняя | |
| Геологические процессы, которые могут быть активизированы строительством или эксплуатацией сооружений | Эрозия почв, осыпи, овраги | |
| Приращение сейсмической балльности | 0,3 | |
| Категория сложности инженерно-геологических условий | II категория (средняя) | |
| Пригодность территории для заданного вида строительства | Ограниченно пригодная |
Задание № 24. Описать методику инженерно-геологических исследований для вида инженерной деятельности № … (табл. 13)
Таблица 13 – Виды инженерной деятельности
| № п/п | |||||||||||
| Вид инженерной деятельности | Дорожное строительство | Оценка коррозионной деятельности грунтов | При наличии деформаций в зданиях | Градостроительство | Строительство отдельных гражданских зданий | Строительство промышленных зданий | Реконструкция зданий и сооружений | Строительство подземных сооружений | Строительство трубопроводов и инженерных коммуникаций | Поиск и разведка место-рождений строительных материалов | Экспертные заключения |
Пример описания: исследования при реконструкции зданий и сооружений.
Инженерно-геологических исследования производят для разработки проектов частичной или полной реконструкции зданий. Все исследовательские работы производят в один этап, не разделяя их на работы для стадии проектного здания и рабочих чертежей. Специалисты-строители изучают конструкцию здания с целью выявления возможности надстройки дополнительных этажей, а инженеры-геологи занимаются исследованием грунтов основания. Если сохранился проект здания и материалы прежних инженерно-геологических изысканий, то объём работы может быть минимальным.
В этом случае достаточно отобрать монолиты грунта для лабораторных анализов и проверить состояние здания. Если эти материалы не сохранились, то необходимо выполнить полный объём инженерно-геологических работ.
В состав полного объёма инженерно-геологических исследований входит изучение геологических и гидрогеологических материалов по данной территории или для соседних участков, изучение геолого-литологического строения площадки грунтовых вод, инженерно-геологических процессов и природных геологических явлений. С помощью шурфов определяют глубину заложения и состояния фундаментов, стен подвалов, гидроизоляцию, конструкцию дренажей и т.д.
Для решения всех геологических вопросов используют разведочные выработки. Количество разведочных выработок и их глубину определяют размерами зданий, а также сложностью геологического строения участка. Размер здания оценивают числом секций (секция - часть здания длиной не более 30 м). При 1-2 секциях бурят 4 скважины, при 3-х - 6 скважин, более 4-х-8 скважин. Число шурфов устанавливают также количеством секций: 1 секция - 2 шурфа, 2 секции - 5, при 3 секциях - 7, более 3-10 шурфов. Указанное количество выработок может быть уменьшено для участков с простым геологическим строением. Глубину скважины определяют по формуле
,
где h1 – глубина заложения фундамента, м; К – глубина активной зоны основания, м; В – максимальная ширина подошвы фундамента, м; С – постоянная величина, равная для зданий до 3-х этажей - 2 м, свыше 3-х этажей - 3 м.
Образцы грунтов для лабораторных исследований получают из скважин и шурфов. Монолиты отбирают с глубины заложения и ниже через каждые полметра проходки и в зависимости от смены слоя грунта до нижней границы слоя основания.
Все исследования, выполненные в связи с надстройкой здания, оформляются виде инженерно-геологического заключения, которое даёт возможность проводить проектные работы.
Буровые скважины располагаются вокруг здания, а шурфы по характерным его сечениям - около фундаментов. Глубина шурфов должна быть ниже подошвы фундаментов.
