Основи грунтознавства - Геология, гидрология и геодезия контрольная работа

Ґрунтознавство як одна з основних складових частин інженерної геології. Розрахунок компресійних і зсувних характеристик ґрунтів, їх фізичних властивостей. Класифікаційні показники: гранулометричний склад, щільність, вологість і засоленість земель.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Кафедра гідрогеології та інженерної геології
грунтознавство геологія гранулометричний засоленість
1.1 Ґрунтознавство як одна з основних складових частин інженерної геології
1.3 Поняття про класифікаційні показники ґрунтів
2. Розрахунок компресійних характеристик ґрунту
3. Розрахунок зсувних характеристик ґрунту
1.1 Ґрунтознавство як одна з основних складових частин інженерної геології
Ґрунтознавство - наука, яка вивчає будь-які гірські породи, ґрунти та техногенні утворення як багатокомпонентні, динамічні системи в зв'язку з інженерною діяльністю людини. Вона є однією з головних складових частин інженерної геології, як науки про геологічне середовище, його раціональне використання та охорону.
Свою назву ґрунтознавство отримало від слова "ґрунт" (польське "grynt", від нім. "Der qrund" - підґрунтя, основа). Ґрунти - це будь-які гірські породи та техногенні утворення, що мають певні генетичні ознаки й розглядаються, як багатокомпонентні динамічні системи, що знаходяться під впливом інженерної діяльності людини.
Ґрунтознавство виникло під впливом питань будівництва, на підґрунті, головним чином, літології й петрографії, геології четвертинних відкладів, а також механіки й фізики.
Зведення більшості інженерних споруд здійснюється на поверхні або в поверхневому шарі ґрунтової товщі і тоді вона є основою споруди, або під поверхнею - ґрунт є середовищем для споруди (тунелі метрополітену, підземні гаражі тощо); ґрунт також може використовуватись й в якості матеріалу для споруди (земляні греблі, дамби, насипи).
Найважливішими завданнями ґрунтознавства є :
1) Визначення генетичних типів і видів ґрунтів, їх просторового положення, а також основних показників властивостей та стану ґрунтів із метою їх класифікації та виділення на ділянках, що вивчаються інженерно-геологічних елементів;
2) Визначення кількісних показників міцності та інших фізико-механічних властивостей ґрунтів із метою їх використання при проектуванні різноманітних інженерних споруд;
3) Прогнозування можливих змін властивостей ґрунтів під впливом споруди, що проектується, та їх впливу на стійкість споруди;
4) Розробка теоретичного підґрунтя та методів поліпшення фізико-механічних властивостей ґрунтів із метою забезпечення найбільш раціональних способів будівельних робіт при зведенні споруд, забезпечення їх довговічності та нормальної роботи на весь розрахунковий термін експлуатації;
5) Регіональне вивчення складу, будови й властивостей основних генетичних типів та стратиграфічних комплексів ґрунтів території держави.
Щільність - це відношення маси ґрунту до об'єму, що займає ґрунт. В інженерно-геологічній практиці використовують такі показники щільності: щільність часток ґрунту, щільність ґрунту, щільність скелету ґрунту, щільність ґрунту під водою та щільність скелету висушеного ґрунту.
Щільність часток ґрунту (с s )- це маса одиниці їх об'єму, або в кількісному виразі відношення маси твердої компоненти ґрунту до їх об'єму. Одиниця виміру - г/см 3 .
Значення цього показника залежить від мінерального складу та вмісту органічних речовин. Щільність часток більшості гірських порід змінюється в межах 2,5-2,8 г/см 3 , (для кислих порід трохи нижче - 2,63-2,75 г/см 3 , для основних - вище до 3,0-3,4 г/см 3 ). У дисперсних ґрунтах величини щільності часток змінюються у відносно вузькому діапазоні й згідно зі статистичними даними середні значення цього показника складають: для пісків - 2,66, супісків - 2,70, суглинків - 2,71 і глин 2,74 г/см 3 .
Присутність в ґрунті органічної речовини істотно знижує величину щільності часток, тому що значення цього показника для органічних речовин не перевищує 1,25-1,4 г/см 3 . Щільність часток ґрунту використовується в розрахунках величини пористості і показника щільності ґрунту.
Щільність ґрунту (с) - це маса одиниці об'єму ґрунту з природною вологістю і непорушеним станом. Розмірність щільності ґрунту така ж сама, що й у раніше розглянутого показника. Його величина залежить від мінералогічного складу (з підвищенням щільності мінералів, що складають породу, її щільність зростає), вологості (підвищення вологості обумовлює зростання щільності) і пористості (зниження цього показника веде до підвищення щільності). Скельні ґрунти, у яких пористість мала і визначається першими відсотками, мають щільність, яка характеризується близькими значеннями до щільності їх часток. Мінералогічний склад таких ґрунтів має великий вплив на щільність.
Навпаки, щільність дисперсних ґрунтів істотно залежить від їх пористості і вологості, але мінералогічний склад має другорядне значення. Величина щільності дисперсних ґрунтів змінюється в широких межах - від 1,3 до 2,2 г/см 3 , магматичних - 2,5-3,4 г/см 3 , вапняків - 2,4-2,6 г/см 3 , пісковиків і мергелів - 2,1-2,6 г/см 3 . Визначення щільності ґрунтів виконується методами ріжучого кільця або парафінування.
Щільність сухого ґрунту або скелету ґрунту (с d ) - це маса твердої компоненти ґрунту в одиниці об'єму при непорушеній структурі. Ця величина більш постійна, тому що вона залежить від мінералогічного складу і пористості. Чим більш важкими мінералами складений ґрунт і менша пористість, тим більше значення щільності скелету. Цей показник є розрахунковим і визначається за такою формулою:
де с - щільність, W - вологість ґрунту в частках одиниці.
У піщаних ґрунтах, для яких визначення щільності в природному стані в ряді випадків є складним завданням, цей показник визначають для сухих зразків порушеної структури в пухкому і щільному станах. Внаслідок отримують щільності пісків у пухкому і щільному стані.
Величина щільності скелету ґрунту використовується для визначення пористості, а також для характеристики щільності ґрунту в тілі земляних гребель.
Щільність скелету ґрунту під водою (с d , ef ) - це маса його одиниці об'єму в природному стані під водою.
Кількісною вона дорівнюється щільності ґрунту за винятком гідростатичної підйомної сили води:
Цей показник використовується для розрахунків стійкості основ у водонасичених зонах.
Щільність скелету висушеного ґрунту - це маса одиниці об'єму ґрунту, висушеного при температурі 105 0 С. Щільність скелету піщаних ґрунтів залишається постійною після висушування, а в глинистих ґрунтах, які при висушуванні схильні до усідання, величина щільності скелету висушеного ґрунту перебільшує щільність скелету ґрунту природного стану.
1.3 Класифікаційні показники ґрунтів
До класифікаційних показників відносять такі показники, які використовуються з метою класифікації ґрунтів. У залежності від складу ґрунтів характер цих показників різний.
Для скельних ґрунтів - це межа міцності при одноосьовому стисканні, коефіцієнт розм'якшення, коефіцієнт тріщинної пустотності, щільність тощо.
З метою класифікації незв'язних ґрунтів використовуються показники гранулометричного складу, щільності (пористості), вологості тощо.
Класифікаційними показниками для зв'язних ґрунтів є гранулометричний склад, число пластичності, пористість, вологість, засоленість, консистенція, відносне набухання, просідання, вміст органічних речовин тощо.
Основа будівлі або споруди, яка представлена ґрунтовим масивом, вважається охарактеризованою з інженерно-геологічної точки зору тоді, коли в її розрізі виділені однорідні шари і кожен з них має певний набір показників складу стану і властивостей ґрунтів. Сукупність індивідуальних значень дає можливість охарактеризувати властивості горизонту, верстви, лінзи й таке інше. З цією метою використовується середнє арифметичне значення показника (за винятком тертя і питомого зчеплення).
2. РОЗРАХУНОК КОМПРЕСІЙНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ҐРУНТУ
Вихідні дані для розрахунку компресійних характеристик отримані в результаті проведення інженерно-геологічних досліджень розрізу лесової товщі в районі смт. Овідіополь Одеської області:
- Р 1 - маса кільця з ґрунтом до проведення досліду, г;
- Р 2 - маса кільця з ґрунтом після проведення досліду, г;
- h 0 - висота кільця (початкова висота зразка), см;
- с s - щільність часток ґрунту, г/см 3
Таблиця 1 Початкові дані проведення компресійних досліджень
Середній суглинок причорноморського лесового горизонту (рс)
Таблиця 2 Дані для розрахунку вологості ґрунту
g 0 - маса порожнього бюкса, г; g 1 - маса бюкса з вологим ґрунтом, г; g 2 - маса бюкса з висушеним ґрунтом, г
Таблиця 3 Дані для розрахунку величини деформації ґрунту
Навантаження на зразок ґрунту, р і , МПа
Показники індикаторів деформацій (мессур), мм
Поправка на деформацію приладу (тарувальна погрішність), h mi , мм
Зміна коефіцієнта пористості, ?h і , мм
На основі отриманих даних розраховуємо значення основних показників характеристик фізичних властивостей ґрунту, як до проведення, так і після проведення досліду (табл.4).
Таблиця 4 Розрахунок показників характеристик фізичних властивостей ґрунту
Щільність ґрунту до досліду, г/см 3
Щільність ґрунту після досліду, г/см 3
Таблиця 5 Розрахунок деформаційних характеристик ґрунту
Навантаження на зразок ґрунту р і , МПа
Величина деформації ґрунту ?е i , д.о.
Коефіцієнт стисливості m 0i , МПа -1
Розраховуючи зміну коефіцієнта пористості ґрунту Де і для кожного ступеня навантаження р і , використовують значення величин деформації ґрунту від і-го ступеня навантаження Дh і за формулою:
де Дh і - величина деформування ґрунту від і-го ступеня навантаження;
е 0 - початкове значення коефіцієнта пористості ґрунту у природному стані;
Коефіцієнт пористості е і для кожного ступеня навантаження р і розраховують за формулою:
Використовуючи отримані дані, будують графік залежності е і = ?(р і ) та перевіряють точність проведення досліду - якщо різниця між значеннями коефіцієнта пористості е, який був розрахований на основі показників властивостей ґрунту та значенням коефіцієнта пористості е, який був розрахований на основі величини деформації ґрунту для останнього ступеня навантаження не перевищує ±0,004, то такий дослід вважається точним ( в нашому випадку: 0,702-0,700=0,002, тобто дослід є точним).
Коефіцієнт стисливості m 0 i розраховують для кожного інтервалу суміжних навантажень р і+1 - р і з точністю до 0,001 МПа -1 за формулою:
де е і та е і+1 - коефіцієнти пористості, які відповідають навантаженням рі та р і+1.
Використовуючи значення коефіцієнта стисливості m 0 при навантаженні р=0,3МПа, роблять висновок про віднесення ґрунту, що досліджується до певної категорії за стисливістю. У нашому випадку: m 0 =0,320, отже, ґрунт, що досліджується відноситься до III категорії за стисливістю (таким чином стисливість ґрунту є підвищеною).
Модуль деформації Е і для кожного інтервалу суміжних навантажень р і+1 - р і з точністю до 0,1МПа за формулою:
де е 0 - початкове значення коефіцієнта пористості зразка ґрунту, долі одиниці;
m 0 - коефіцієнт стисливості в інтервалі навантажень від р і до р і+1 , МПа -1 ;
в - перехідний коефіцієнт, що враховує відсутність поперечного розширення ґрунту в компресійному приладі обчислюють за формулою:
де v - коефіцієнт поперечної деформації, яку визначають за результатами випробувань у приладах тривісного стиску. У разі відсутності експериментальних даних припускається приймати v, що дорівнює 0,35-0,37 - для суглинків, зокрема, тобто для нашого досліджуваного ґрунту.
Коефіцієнт поперечної деформації для середніх суглинків приймається н=0,36.
Звідси, перехідний коефіцієнт, що враховує відсутність поперечного розширення ґрунту в компресійному приладі, буде дорівнювати в=0,7975.
Модуль осідання е р і для кожного ступеня навантаження р і розраховують за формулою:
де Дh i - зменшення висоти зразка під тиском p i , мм;
Використовуючи отримані дані будуємо графік залежності е рі =?(р і ), який при заданому тиску дозволяє швидко знаходити величину осідання верстви ґрунту, що досліджується, потужністю в 1 м.
Використовуючи значення модуля осідання е р і при навантаженні р=0,3МПа, робимо висновок про стисливість ґрунту, що досліджується, в нашому випадку е р = 50,6 мм/м, тобто ґрунт, що досліджується, відноситься до категорії ґрунтів з підвищеною стисливістю.
Коефіцієнт відносної просадності е sl розраховують під заданим навантаженням ( в нашому випадку р = 0,1МПа, випробування виконувалось за схемою "однієї кривої") за формулою:
де е Vi - коефіцієнт пористості при природній вологості й заданому навантаженні р і ;
e sl i - коефіцієнт пористості після повного водонасичення під навантаженням р і ;
е 0 - початковий коефіцієнт пористості.
Використовуючи отримане значення коефіцієнта відносної просадності e sl , робимо висновок про віднесення ґрунту, що досліджується, до просадних або непросадних різновидів - у нашому випадку: e sl =0,03 (0,03>0,01), тобто ґрунт, що досліджується, відноситься до просадних лесових ґрунтів.
3. РОЗРАХУНОК ЗСУВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК ҐРУНТУ
Вихідні дані для розрахунків отримані в результаті проведення досліджень ділянки будівництва шляхопроводу-1, дорога Київ-Одеса, км 203-км 209, Черкаська область; дослідження виконувались за схемою швидкого зсуву методом НН-зсуву.
Таблиця 6 Початкові дані проведення компресійних досліджень
Таблиця 7 Дані для розрахунку вологості ґрунту
g 0 - маса порожнього бюкса, г; g 1 - маса бюкса з вологим ґрунтом, г; g 2 - маса бюкса з висушеним ґрунтом, г
Таблиця 8 Дані для розрахунку міцнісних властивостей ґрунту
Нормальне навантаження Р, 1·10 5 Па
На підґрунті отриманих даних (за даними 3 кілець) розраховують середні значення основних характеристик фізичних властивостей ґрунту, що досліджується, до проведення досліду.
Таблиця 9 Розрахунок показників характеристик фізичних властивостей ґрунту
Щільність ґрунту до досліду, г/см 3
За отриманими в процесі випробування значеннями нормального навантаження Р обчислюємо нормальні напруження у за формулою:
де Р - нормальна сили до площини зрізу (зразка), 1?10 5 Па;
n - кратність важеля, що дорівнює 1:10;
Таблиця 10 Значення нормального напруження у і дотичного напруження ф при проведенні досліду на зріз
За отриманими в процесі випробування значеннями дотичного навантаження Q обчислюють дотичні напруження ф за формулою:
де Q - дотична сили до площини зрізу (зразка),1?10 5 Па;
n - кратність важеля, що дорівнює 1:10;
F - площа зрізу (зразка), 40 см 2 .
За опір ґрунту зрізу приймають максимальне значення ф, яке одержане за графіком Дl=?(ф) на відрізку Дl, який не перевищує 5 мм. Якщо ф зростає монотонно, то за опір ґрунту слід приймати ф при Дl=5 мм.
Кут внутрішнього тертя ц та питоме зчеплення с визначають методом найменших квадратів за формулами:
Для оцінки розкиду експериментальних даних та виявлення помилок випробування будують графік залежності ф =?(у) і показники зрізу ґрунту визначають графоаналітичним способом. На осі абсцис відкладають значення нормального напруження у(МПа), а на осі ординат відповідні дотичні напруження ф(МПа). Через одержані точки проводять пряму і продовжують її до перетину з віссю ординат. Відрізок, що відсікається по прямій на осі ординат, виражає питоме зчеплення ґрунту с(МПа), а тангенс кута нахилу цієї прямої до осі абсцис (tg ц) є коефіцієнтом внутрішнього тертя ц (в нашому випадку с= 0,045МПа та ц=28?).
Сутність поняття "ґрунт". Фазовий склад ґрунтів. Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти. Забарвлення та гранулометричний склад ґрунту. Структура, новоутворення і включення в ґрунтах. Класифікація, номенклатура та особливості діагностики ґрунтів. реферат [24,5 K], добавлен 26.02.2011
Вивчення геологічної та гідрогеологічної будови досліджуваної території. Аналіз зсувних процесів ерозійних долин Південно-Молдавської височини. Визначення техногенних та природних чинників зсувних процесів. Огляд фізико-механічних властивостей ґрунтів. отчет по практике [711,1 K], добавлен 30.05.2013
Геологічна будова територія Придністерського Поділля. Гранулометричний склад, фізико-хімічні властивості лесоподібних суглинків Придністерського Поділля. Радіаційні характеристики клімату. Річний хід температури повітря. Середня річна кількість опадів. курсовая работа [3,9 M], добавлен 07.12.2015
Закономірності просторового поширення ґрунтів, закони географії ґрунтів, зональних і регіональних особливостей ґрунтового покриву. Загальні закономірності поширення ґрунтів і ґрунтово-географічне районування. Характеристика основних типів ґрунтів України. реферат [32,1 K], добавлен 03.03.2011
Уявлення про будову і склад Землі. Обґрунтування кисневої геохімічної моделі Землі. Альтернативна гідридна модель Землі та її обґрунтування. Значення для нафтогазової геології гіпотези первісно гідридної Землі. Енергетика на водні - міф чи реальність? реферат [3,3 M], добавлен 14.10.2014
Загальне поняття про ґрунт. Роль ґрунту в природі й житті людини. Глобальні функції ґрунту. Основні положення сучасного ґрунтознавства. Методи вивчення ґрунту. Зв’язок ґрунтознавства з іншими науками, основні розділи. Значення ґрунтознавства для екології. реферат [22,7 K], добавлен 23.02.2011
Гірські породи, клімат і рельєф як ґрунтоутворюючі фактори. Біологічні фактори та їх вплив на процес утворення ґрунтів. Специфічні особливості виробничої діяльність людини як ґрунтоутворюючий фактор. Загальна схема та стадійність ґрунтоутворення. контрольная работа [47,7 K], добавлен 23.02.2011
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Основи грунтознавства контрольная работа. Геология, гидрология и геодезия.
Курсовая работа: Воспитание у младших школьников культуры здорового образа жизни
Замечания К Дипломной Работе Пример
Юридическое значение семьи
Доклад: Человек в современном информационно-техническом мире
Реферат: Передача данных в сети. Скачать бесплатно и без регистрации
Учебное пособие: Університетська освіта і Болонський процес
Избирательная Система Современной России Реферат
Реферат На Тему Культура Речевого Поведения И Речевой Этикет
Сочинение На Тему Безопасная Дорога
Шпаргалка: Шпаргалки по экономике
Дипломная работа по теме Организация работы с приемными семьями как направление деятельности органов опеки и попечительства (на примере Муниципального Округа Озеро Долгое)
Курсовая работа по теме Табличный метод структурного синтеза конечных автоматов
Реферат по теме Мир дискретных объектов - физика частиц. Модель частицы (корпускула). От физики Аристотеля до физики Ньютона
Психология умственно отсталого ребенка
Контрольная работа: Уголовная ответственность за покушение
Сочинение На Тему Благотворительность На Английском
Сочинение По Литературе Капитанская Дочка Образ Маши
Сочинение По Английскому На Тему Дискриминации
Реферат: Коррекционно-развивающее обучение сборник нормативных документов и методических рекомендаций
Эссе По Истории Культура Византии
Участие прокариот в круговороте серы - Биология и естествознание реферат
Постановка налогового учета на промышленном предприятии - Бухгалтерский учет и аудит магистерская работа
Управление документооборотом - Бухгалтерский учет и аудит контрольная работа