Геологические карты и разрезы

Лабораторная  работа №1

Геологические карты и разрезы.

   Геологическая карта представляет собой графическое изображение геологического строения участка земной коры, выполненное на топографической основе в определённом масштабе. Существуют следующие типы геологических карт:

собственно геологическая (стратиграфическая) карта – показывает отложения коренных пород;

карта четвертичных  отложений – отображает распространение  генетических типов пород четвертичной системы;

гидрогеологическая  карта – показывает распространение, состав и условия залегания грунтовых  вод в конкретных геологических  условиях;

карта сейсмического  районирования и др.

   Каждая геологическая  карта сопровождается геологическим  разрезом, стратиграфической колонкой  и перечнем условных обозначений,  называемых легендой карты. Изображение  на карте выходов горных пород  на поверхность земли зависит  от формы их залегания и  рельефа района. Простыми являются  карты, изображающие горизонтально  залегающие породы, на которых  молодые пласты слагают возвышенные  участки, а более древние обнажаются  на низких отметках рельефа.

   Карты, изображающие  дислоцированные территории, имеют  более сложный вид. Особенно  сложные очертания выходов пластов   наблюдаются на крутом падении их и при сильно расчленённом рельефе.

   Моноклинальное  залегание характеризуется тем,  что слои горных пород наклонены  в одну сторону и под одним  углом к горизонту. Здесь пласты  древних пород в направлении  их падения сменяются более  молодыми.

   При разрывных  дислокациях на геологической  карте (в плане) не будет  симметричного измерения характера  пород по обе стороны от  трещины (чёрной линии): по одну  сторону от неё располагаются  более древние породы, по другую  более молодые породы.

   Построение  разрезов по геологическим картам  осуществляется следующим образом.  Геологический разрез составляется  по определённой линии. Перед  началом построения следует внимательно  изучить условные обозначения  и стратиграфическую колонку карты, особое внимание обратить на тектонические разрывы, линии несогласия. Построению разреза предшествует вычерчивание топографического профиля. Для этого строят координатные оси. По оси координат в выбранном масштабе откладывают высотные отметки. Базисная линия размещается таким образом, чтобы она располагалась ниже наиболее низкой точки рельефа. Длина базисной линии равна длине линии разреза. На базисную линию наносятся точки пересечения линии разреза с горизонталями рельефа, восстанавливают перпендикуляры до отметок, равных превышению данной точки. Соединив концы перпендикуляров плавной линией, получают линию топографического плана.

Изображается геологическое  строение. При этом совмещают линию  разреза с базисной линией и отмечают на ней границы выхода пород на поверхности земли по линии разреза. С базисной линии эти данные переносят  на топографический профиль. Породы, имеющие одинаковый возраст и  состав, объединяют в слои.

   Окончательное  оформление разреза заключается  в окрашивании пород одного  возраста в соответствующий цвет  и штриховке пород одинакового  возраста, указаний принятого масштаба  и условных обозначений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №2

Гидрогеологические  расчёты по динамике подземных вод

Подземные воды перемещаются в грунте под влиянием силы тяжести  при наличии уклона их зеркала  или разности пьезометрических уровней. Законы движения подземных вод используются при гидрогеологических расчётах водозаборов, дренажей, определении запасов подземных  вод, притока воды в траншеи и  котлованы при производстве строительных работ и т.д.

Движение подземных  вод в песках, гравии, галечниках, супесях и суглинках подчинено  закону Дарси

Q=kFJ,       

Где     Q – количество воды, протекающей через данное сечение

            в единицу времени, т.е. расход;

           K – коэффициент фильтрации, характеризующий водопроницаемость пород;

           J – гидравлический градиент или уклон зеркала грунтовых вод;

           F – сечение породы, через которое происходит фильтрация воды.

 

Для практических расчётов радиус влияния R определяют по приближённым формулам.

Для определения  R в безнапорном водоносном пласте формула имеет вид

        R=2S            R=26,53

Формула для напорных водоносных пластов

        R=10S           R=93,80

Где     S – понижение уровня воды при откачке по центру воронки;

            H – мощность безнапорного водоносного пласта, м;

            K – коэффициент фильтрации; м/сут.

1.Определение  расхода плоского  потока

  У плоского потока подземных вод струи направлены параллельно друг другу. Плоский поток имеет место в случае притока воды к дренирующим траншеям.

Расход потока безнапорных  вод при горизонтальной поверхности  водоупора определяется по формуле

Q=K* h₁²-h₂²/2lB;     Q=121,44

Где   B – ширина подземного потока в направлении, перпендикулярном чертежу. 

В случае напорных вод  при постоянной мощности водоносного  слоя М расход подземного потока будет  равен

Q_н =K*h₁-h₂/lM       Q=0,73

Где   h₁ и h₂ – отметки пьезометрических уровней в скважинах 1 и 2

2.Приток воды к траншеям, горизонтальному дренажу

При расчёте притока  воды следует учитывать, что горизонтальные водозаборы (траншеи, дренаж) могут  быть совершенными и несовершенными, напорные и ненапорные.

Расход (дебит) горизонтального  совершенного водозабора, расположенного нормально потоку, определяют по формулам:

Для безнапорных  вод

Q=BK(H²-h²)/2R;           Q=99,50

Для напорных вод

Q=BKm(H_п-h)/R,           Q=3,75

Где    Q – приток (дебит) горизонтального водозабора с одной стороны, м³/сут.

При двустороннем притоке  воды к водозабору величина дебита удваивается.

3.Приток  воды в совершенный  колодец.

Для совершенного грунтового колодца или скважины расход определяется по формуле:

Q=πK(H²-h²)/;        Q=247,30

Этой же формулой можно пользоваться при определении  притока воды в котлован квадратной формы, пройденный до водоупора. Величина R принимается от центра котлована и rопределяется из выражения:

r = ,  r=0,4

где F – площадь котлована.

Расход совершенной скважины, питаемой напорными водами определяется по формуле:

Q=2πKm(H-h)/     Q=253,50 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №3

Построение  геологических разрезов по данным разведочных  выработок

     Геологический разрез составляется по определенной линии, совпадающей с осью здания и сооружения, трассой дороги и  т.д.

Построение геологических  разрезов начинают с выбора масштаба.

     Следует стремиться к тому, чтобы горизонтальный и вертикальный масштабы были одинаковы. Но это не всегда возможно. Часто  расстояние между крайними разведочными выработками разреза составляет сотни метров, а глубина самих  выработок измеряется только десятками  метров. Поэтому приходится принимать  разные масштабы. Вертикальный масштаб  целесообразно принять 1:100, горизонтальный 1:200, 1:500, 1:1000.

Порядок построения разрезов по буровым скважинам:

1. На топографическом плане тонкой линией соединяют скважины, по которым проходит разрез.
2. Определяют наименьшую отметку низа всех этих скважин. Принимают базисную высоту ниже этой отметки примерно на 1 м, т.е. 100,00;
3. Определяют наибольшую отметку устья скважины.
4. Устанавливают горизонтальный масштаб.
5. Строят геологический разрез. Проводят базисную линию, ниже которой приводятся данные о номерах скважин, отметки устья и низа, расстояние между ними. Выше базиса осевыми линиями показывают стволы скважин. Определяются места пересечений линии разреза с горизонталями топографического плана. Все точки соединяются плавной линией, показывающей рельеф местности;
6. На проведенных осевых линиях тонкими штрихами показывается толщина пройденных слоев в соответствии с данными по буровым скважинам;
7. Производят увязку между выделенными слоями и проводят линии границ слоев. Следует помнить, что осадочные породы часто залегают в виде линз или слои могут выклиниваться. Если некоторый слой грунта не обнаруживается в какой-то скважине, то считается, что он выклинивается примерно на середину расстояния между скважинами;
8. На разрез наносят отметки уровней подземных вод и соединяют их пунктиром;
9. По данным лабораторного анализа определяют наименование пород, и участки между скважинами заштриховываются в соответствии с принятыми условными обозначениями. На профиле показывают основные прочностные и деформационные характеристики;

10)Под разрезом  указывается масштаб, приводится  перечень условных обозначений.

       На профиле пишутся индексы,  которые указывают на возраст  и происхождение пород.

Оси буровых скважин  выделяются четкими линиями, а их забои подчеркиваются. Номера скважин, их абсолютные отметки устья указываются  сверху над линией топографического профиля, у вертикальных лини оси  скважин.

     Условные  возрастные обозначения горных пород  располагаются в строгой последовательности (от более молодых к более древним) и наносят справа от разреза (сверху вниз).

     Разрез  подписывается вверху. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лабораторная  работа №4

Анализ  геологических условий  площадки

     По  основным (заданным в табл.4) характеристикам  пород определяются дополнительные характеристики: удельный вес сухого грунта  γ_d , коэффициент пористости е , степень влажности S_r , число пластичности  Ј_p , показатель текучести Ј_L .

 ;                ;            ; 
_- W_{p ;}             J_L= ;             

     0,66; 0,71; 0,63; 0,63;

     _{0,08; 0,10;}

     _{14,53; 15,48; 15,9716,29;} 

     По  числу пластичности устанавливают наименование глинистых грунтов.(по табл. 5)

₌0,1-суглинок; 0,06-супесь; 0- крупный,средний песок;

Песчаные и крупнообломочные грунты пластическими свойствами не обладают.

Глинистые грунты классифицируются по показателю текучести J_L.(по табл.6.)

J_L=0,8- текучепластичные; 0,83-пластичные

     К просадочным грунтам относятся глинистые грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственного веса при замачивание водой дают дополнительную осадку (просадку). При предварительной оценке к просадочным обычно относятся лессы и лессовидные грунты (а также некоторые виды покровных глинистых грунтов) со степенью влажности <0,8  для которых величина показателя П меньше значении, приведенных в табл.7

;                              _;

Где -удельный вес воды, можно принять _.