Глава II. Методы инженерно-геологических исследований

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра инженерной геологии и геодезии

ОТЧЕТ

По учебной геологической практике

Состав бригады Арсланова Юлия Дёгрик Вероника Шишкин Даниил Зыряев Дмитрий Баязитов Даниил Афанасьев Александр Гущин Александр Аль-Наджар Али Наджар Хезам Руководитель практики: Смирнова Татьяна Глебовна

Москва 2017

Содержание

Введение: Цели и задачи

Глава I. Природные условия Москвы и Московской области

1. Климат

2. Гидрологические условия

3. Геоморфологические условия

4. Геологические условия

5. Гидрогеологические условия

6. История геологического развития

7. Современные геологические процессы и явления

Глава II. Методы инженерно-геологических исследований

1. Определение модуля общей деформации методом штампа

2. Определение плотности грунта методом динамического зондирования

3. Определение коэффициента фильтрации в зоне аэрации

Глава III. Инженерно-геологическое исследование

1. Организация инженерно-геологических изысканий

2. Инженерно-геологическая съемка

3. Маршрут: Покровско-Стрешнево

Заключение

ВВЕДЕНИЕ

Цели и задачи инженерно-геологических изысканий

Целью инженерно-геологических изысканий для строительства является комплексное изучение геологической составляющей природных условий района строительства для принятия решений о его целесообразности как по геологическим, так и по экономическим соображениям, выбора оптимального по геологическим условиям варианта площадки, решить конструктивные вопросы, (прежде всего, по подземному контуру сооружения), провести расчёты основания и фундамента сооружений, составить проект производства работ по возведению подземного контура сооружения, решить вопрос о необходимости инженерной защиты территории и сооружения и составить соответствующий проект, оценить состояние основания под эксплуатируемым сооружением.

В процессе выполнения инженерно-геологических изысканий в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 решаются следующие задачи:

- оцениваются геоморфологические условия и рельеф района (площадки) строительства;

- изучается его геологическое строение; - изучаются гидрогеологические условия района;

- изучается состав, состояние и свойства грунтов основания будущего сооружения;

- устанавливается наличие геологических и возможность возникновения инженерно- геологических процессов в изучаемом районе;

- составляется прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемого объекта с геологической средой.

Глава I. Природные условия Москвы и Московской области

1. Климат

Климат Московской области является умеренно континентальным. Он переходный от европейского, мягкого, к резкоконтинентальному азиатскому. Тем, что область отдалена от больших водных пространств, таких как моря и океаны, объясняется данная особенность. Москва как климатическая зона интересна тем, что здесь четко выражена сезонность: теплое лето, умеренно холодная зима. Необходимо иметь в виду, что в направлении с северо-запада на юго-восток возрастает континентальность. Это выражается в том числе в более низкой температуре в зимнее время года и в более высокой – в летнее. Самым сухим годом в Москве был 1920 год, когда за год выпало 336 мм осадков, самым влажным - 2013 год, 891 мм осадков. За год в Москве и прилегающей к ней территории выпадает от 582 до 620 мм атмосферных осадков.

Самая минимальная температура зимой в январе -42,1 °C , а летом в июне -2,3°C.

Самая максимальная температура зимой в декабре 9,6 °C, а летом в июле 38,2°C.

В декабре-январе наблюдается максимум влажности (86 %), а минимум приходится на май (67 %).

Летом преобладают северо-западные и западные воздушные потоки. Скорость ветра большую часть суток слабее, чем в другие сезоны, однако днем сила ветра увеличивается из-за развития конвективных процессов. Средняя за сутки скорость ветра меняется от 3,2 м/с в июне до 2,8 м/с в августе. Преобладающее направление ветра в зимний сезон юго-западное, южное и юго-восточное. Средняя скорость почти не меняется от месяца к месяцу и достигает в открытых местах 4,0 м/с. Суточная амплитуда ее незначительная (около 5,0 м/с)

2. Гидрологические условия

Основной водной артерией Москвы является Москва-река. Она входит в границы города в районе Тушина и вытекает за пределы города в районе Капотни. Главные притоки реки в черте Москвы: Сходня, Химка, Сетунь, Раменка, Яуза с притоками Ичкой, Чермянкой, Лихоборкой, Чурой, Котловкой и Городней. Из рек, заключенных в подземные конструкции, в реку Москву впадают Неглинная, Таракановка, Пресня, Филька, Нищенка, а также притоки реки Яузы: Каменка, Копытовка, Рыбинка, Хапиловка, Синичка, Чурилиха и др.

На реке Москве есть большие меандры (излучины). В основе трёх из них (Хорошеве, Карамышеве, Нагатине) вырыты выпрямляющие каналы, уменьшившие судоходный путь на 10 км. В 1886 году в центральной части Москвы был вырыт четырёхкилометровый Водоотводный канал. До 1937 года выше Большого Каменного моста находилась Бабьегородская плотина. Некоторый объём воды поступает в реку Москву через шлюзы судоходного канала, входящего в реку рядом с устьем реки Химки.

До сооружения каскада регулирующих водохранилищ Москва часто страдала от наводнений. Самое масштабное наводнение имело место в 1908 году, когда уровень воды повысился на 9 метров, затопило Дорогомилово, Лужники и часть Замоскворечья (в общей сложности 2600 га). Были повреждены 2500 домов, несколько человек погибло.

Самые значительные изменения в гидрологии были в долине реки Москвы. Недостаток водных запасов стал поводом для постройки системы водохранилищ, благодаря чему уменьшилась частота неконтролируемых разливов. Для обводнения реки Москвы был сооружён канал имени Москвы.

3. Геоморфологические условия

Геоморфология-наука о формах земной поверхности и их образовании.

Цель геоморфологических наблюдений: выявление типичных форм рельефа и определение взаимосвязи форм рельефа с историей геологического развития района,геологическим строением и характером основных типов отложений,с характером движения и разгрузки подземных вод, с особенностями развития процессов.

Основные ландшафтно-геоморфологические районы Москвы

Долина реки Москвы и ее притоки занимает одну треть всей площади города,является главным геоморфологическим объектом Москвы.

Абсолютные отметки поверхности 120-160 м.

Выделяются 3надпойменные террасы и пойма:

1. 3-я терраса-Хадынская или Кремлевская (самая древняя и высокая),абсолютные отметки-140-160 м,ширина-до 5 км)

2. 2-я-Мневниковская терраса-прослеживается практически по всей длине реки Москвы,высота -15-22 м над урезом воды,абсолюьные отметки-130-140 м

3. 1-я- Серебряноборская терраса-высота террасы 8-10 м,абсолютные отметки-126-130 м

Пойма тянется вдоль всей реки – низкая и высокая .

1.) Теплостанская возвышенность характеризуется самыми высокими отметками 200-300 м.(175-250 м в целом ), моренная эрозионная равнина.

2.)Смоленско-Московская возвышенность (Северо-запад Москвы, междуречье Москвы и Яузы)создана ледником, представляет собой аккумулятивно – эррозионную морено-флювиогляциальную равнину ; абсолютные отметки 170-190 м.

Флювиогляциальная равнина , моренная .Более ровная.

3.)Мещерская низменность(восток ) – озерно-ледниковая равнина, абсолютные отметки 140-160 м , большая мощность водно – ледниковых и аллювиальных отложений.

Москва включает в себя территории трех ландшафтно-геоморфологических районов: северо-западная часть столицы расположена на низких отрогах Смоленско-Московской возвышенности; восточная часть - на Мещерской низменности; юго-западные и южные районы Москвы - на Москворецко-Окской равнине. Долины рек Москвы и Яузы являются естественными границами между физико-географическими областями, которые различаются по истории геологическогоразвития, геологическому строению, рельефу и другим природным показателям. Абсолютные отметки колеблются от 120 до 250 м. Долина р. Москвы - главный геоморфологический и ландшафтный объект города, определяющий и архитектурно-композиционные особенности города.

К району Смоленско-Московской возвышенности относятся западные и северо-западные участки Москвы (Москворецко-Яузское междуречье). Эти ее низкие южные отроги в междуречье p.p. Москвы, Клязьмы и Яузы представляют собой аккумулятивно-эрозионную равнину, где на фоне плоских участков, сложенных флювиогляциальными отложениями, выделяются пологие моренные холмы. Для этой части Москвы характерны сглаженные формы рельефа с нечетко выраженными водоразделами малых рек, с абсолютными отметками 170-190 м и относительными превышениями над плоскими, ранее заболочеными западинами, 5 -10 м. Из этих болот брали начало левые притоки р. Москвы: Ходынка, Пресня, Неглинная и правые притоки р. Яузы: Каменка, Горячка, Копытовка и др. Местность богата кирпичными глинами, здесь было множество кирпичных заводов, с существованием которых и связаны первые значительные изменения рельефа (карьеры, ямы, которые впоследствии были либо засыпаны, либо превращены в пруды).

В рельефе водораздельной поверхности четко прослеживаются главные фрагменты, составляющие своеобразие ландшафта севера столицы: междуречье Лихоборки и Чермянки с абсолютными высотами до 185 м - Бескудниково; междуречье Яузы и Чермянки - Медведково; междуречье Химки и Лихоборки - Химки-Ховрино; междуречье Химки и Сходни с абсолютными отметками 170 м - Тушино; междуречье Лихоборки и Жабенки - Лихоборские бугры; междуречье Баньки, Сходни и Москвы - Новобратцево (древнемосковское урочище Всходня); междуречье Пресни и Неглинной - по нему проходят улицы Бутырская, Новослободская, Малая Дмитровка, ее южное окончание названо Страстной (Тверской) горкой; междуречье Неглинной и ее притока Напрудной известно как Напрудный (Сущевский) холм; междуречье Неглинной и Яузы - по нему проходит начало проспекта Мира от Сухаревской пл. - Сухаревский (Сретенский) холм.

4. Геологические условия Москвы и Московской области

Московская область расположена в пределах Русской плиты. Для таких структур характерно двухярусное строение. Нижний ярус представлен кристаллическим фундаментом, состоящим из древних магматических и метаморфических пород. Они не выходят на поверхность и вскрыты в Московской области буровыми скважинами. Кристаллический фундамент – основание всего разреза распространен повсеместно.

Верхний ярус платформы представлен чехлом из осадочных пород более молодого возраста и разнообразного состава. Геологические условия конкретной территории зависят от ее расположения в той или иной части Московской области. На разных участках геологические характеристики могут отличатся. Что подразумевает отличие в составе пород, их мощности и других характеристиках.

Общий геологический разрез, характеризующий геологические условия Москвы будет выглядеть так:

Кристаллический фундамент – кварциты, амфиболиты, граниты, гнейсы, диориты, сланцы.

Отложения чехла плиты:

А) Палеозой

Породы морского происхождения девонского возраста – мелководные (глины, песчаники, пески), лагунные и нормально–морские (мергели, песчаники, глины, известняки каменная соль, гипс). Наиболее мощные толщи пород палеозоя – отложения карбона или каменноугольные. Они представлены различными известняками, доломитами, мергелями и глинами – в основном породами карбонатного состава, которые могут быть подвержены карстообразованию и создавать риски для строительства.

Б) Мезозой. Юрская система представлена песчано-глинистыми отложениями, характерная особенность: наличие юрских черных глин и песков с фосфоритами. Меловая система сложена песчано-глинистыми образованиями, в которых встречены трепелы.

В) Кайнозой. Самые молодые породы - это пески и глины различной природы. Четвертичная система сложена большими по мощности техногенными отложениями.

Геологический разрез характеризует геологические условия территории наиболее наглядно.

Знание всех тонкостей геологических условий местности необходимо при правильном подходе к строительству на данной территории. Геологические условия Московской области могут способствовать развитию на участке застройки негативных процессов – оползание по склону, просадка грунта, заболачивание и другие. Такие процессы могут существенно навредить строительству и дальнейшей эксплуатации здания.

Геологическое строение севера Москвы

Вся территория парка ( в районе м. Войковская) расположена на третьей надпойменной террасе р. Москвы, т. е. Характеризуется приречным рельефом. Третью террасу еще называют Ходынской, так как она отчетливей всего выражена в районе Ходынского поля. Поверхность на большей части площади сложена четвертичными отложениями- речными и отчасти водно-ледниковыми песками и супесями. Уклон третьей террасы к р. Москве в среднем составляет 1.5-3 градуса.

Есть и местные уклоны- к р.Химке и р.Чернушке. Особенно левый коренной берег р.Химки, который в парке называется Елизаветинскими горами. Здесь есть участки с оползневым рельефом, что связано с обнажениями чёрных глин юрского периода мезозоя ( вышележащие отложения, преимущественно песчаные и супесчаные, постепенно «соскальзывают» по смоченной поверхности водоупорных юрских глин). С водоносными слоями, которые располагаются над юрскими глинами, связаны многочисленные родники. Кроме того, здесь хорошо выражен современный эрозионный рельеф, обусловленный стоком поверхностных вод в р.Химку ( имеется одна хорошо выраженная овражно-балочная система и ряд не столь четких проявлений поверхностного смыва). Искусственные формы рельефа — это несколько земляных плотин на р.Чернушке и ее правом истоке, искусственно расширенное русло р.Химки, а также гигантская земляная плотина Химкинского водохранилища. Создание Химкинского водохранилища способствовало повышению уровня грунтовых вод в данной местности и усилению мощности родников на Елизаветинских горах.

Геологическое строение юга Москвы

Район Коломенское расположен в пределах крупной отрицательной формы на территории московского региона- Кожуховского понижения, отражающему результат новейших тектонических деформаций земной коры. Геологическое строение территории района Коломенское типично для территории города. Здесь можно выделить три основные группы отложений относящиеся к палеозою, мезозою и кайнозою. К палеозойской группе относятся отложения каменноугольного возраста. Отложения мезозой-кайнозойской группы представлены отложениями юрского, мелового и четвертичного возраста.

5. Гидрогеологические условия Москвы и Московской области

Питание реки Москвы снеговое (61 %), грунтовое (27 %) и дождевое (12 %). За весеннее половодье проходит 65 % годового стока. Средний многолетний расход воды в верхнем течении (деревня Барсуки) 5,8 м³/с, у Звенигорода 38 м³/с, в устье 150 м³/с. Сток реки увеличился примерно вдвое в 1937 году в связи с вводом в эксплуатацию канала имени Москвы. Переброска волжской воды в бассейн Москвы-реки идёт на обводнение самой реки (проектное количество — около 30 кубометров в секунду, фактическое с 2000 г. — 26 кубометров в секунду), притока Яузы (по проекту — более 5 кубометров в секунду, фактически — менее 2 кубометров в секунду). Существенная часть волжской воды, 30—35 кубометров в секунду, идёт на водопотребление города — и затем, после очистки, также сбрасывается в Москву-реку. В 1978 году со вводом в эксплуатацию Вазузской гидросистемы началась дополнительная переброска стока верхней Волги через реки Вазуза и Руза в 22 кубометра в секунду.

Река замерзает в ноябре — декабре, вскрывается в конце марта — апреле. Из-за сброса тёплых вод в черте города Москвы температура воды зимой в центре на 6°C выше, чем на окраинах, и ледостав неустойчив.

Главная водная артерия города Москвы, длина в пределах города 80 км. Ширина реки внутри города меняется от 120 до 200 м, от самой узкой части возле Кремля до самой широкой вблизи Лужников. Принято считать, что скорость течения реки 0,5 м/с, но практически скорость течения полностью зависит от гидроузлов, при закрытых затворах достигая 0,1—0,2 м/с, а при открытых — 1,5—2 м/с. Глубина на участках выше Москвы до 3 м, ниже Москвы достигает 6 м, местами (выше Перервинского гидроузла) до 14 метров.

С истоком реки нет однозначности. Принято считать, что Москва берёт начало в Старьковском болоте на склоне Смоленско-Московской возвышенности у урочища Старьково Можайского района Московской области. Это болото на границе Смоленской и Московской областей иногда называют «Москворецкой лужей», а небольшой ручей, начинающийся в его северной части, местные жители называют Москвой-рекой. Начало ручья, на территории Можайского района Московской области, отмечено часовней, возведённой в 2004 году. В 16 км от истока Москва пересекает границу Смоленской области, проходя через Михалёвское озеро, которое некоторые специалисты считают началом реки (указывая, что впадающий в озеро ручей — это река Коноплянка).

Москва-река в Одинцовском районе

В верхнем течении река протекает среди моренных холмов и сильно меандрирует; течение реки быстрое, дно песчаное. Ширина реки в верховье, до впадения реки Иночи, — 2—15 м. Ниже впадения Иночи у реки Москвы появляются террасы и широкая пойма. У села Дерново река вливается в Можайское водохранилище. Ниже Можайска берега реки становятся крутыми, местами обрывистыми: река прорезает толщи известняков. По берегам реки в среднем течении — преимущественно смешанные леса. У Звенигорода ширина реки достигает 65 м. Ниже города Звенигорода долина реки продолжена в юрских глинах, берега более отлоги, часты оползневые процессы. В город Москву река входит на северо-западе в районе Строгино и выходит из города на юго-востоке, пересекая МКАД у Бесединских мостов. В пределах Москвы река делает шесть больших излучин, в основании трёх из них прорыты каналы, спрямления (Хорошёво, Карамышево, Нагатино). Ниже города Москвы долина реки значительно расширяется, в пойме появляются многочисленные старичные озёра (их насчитывается свыше 160), распространены заливные луга. Близ устья ширина достигает 200 м.

До постройки гидротехнических сооружений сток реки был подвержен сильным сезонным изменениям: летом её можно было переехать вброд, а весной периодически происходили наводнения, с максимальным зарегистрированным подъёмом уровня до 839 сантиметров в 1879 году. Уровень реки традиционно отсчитывался от «Московского нуля» — отметки около Данилова монастыря, имеющей высоту 116 метров над уровнем Балтийского моря. Нивелирная марка «7.77 саженей над уровнем Москвы» была восстановлена в 2004 году в стене часовни преподобного князя Даниила Московского, близ монастыря.

Прозрачность воды меняется от 2 метров зимой (в январе/феврале) до 1 метра весной (в мае), летом и осенью составляя около 1,5 метра.

Гидрогеологические условия территории Москвы определяются её положением в пределах Московского артезианского бассейна, характеризующегося чередованием водоносных горизонтов, приуроченных к толще карбонатно-терригенных пород, и весьма слабо водопроницаемых глинистых пластов. В районе Москвы безнапорные и слабонапорные водоносные горизонты четвертичных, меловых и юрских отложений сменяются преимущественно высоконапорными горизонтами каменноугольных, девонских, нижнепа леозойских и докембрийских пород. В низах карбона, на глубине 300—350 м, эти горизонты содержат природные минерализованные воды, сухой остаток которых с глубиной возрастает до 250 г/л и более. Ниже 800—850 м температу ра подземных вод повсеместно превышает 20 °C.

Пресные воды известняков мячковско-подольского и серпуховско-окского водоносных горизонтов карбона интенсивно используются для водоснабжения. В Москве действует около 500 артезианских скважин с общим водоотбором 350 м3/сут. 90% этих вод с температурой 8—10 °С используется как хладоноситель в промышленности (на заводах имени Лихачёва и «Серп и молот»), а также в кондиционерах воздуха (в Кремлёвском Дворце съездов, Большом театре, кинотеатре «Россия» и др.). Минерализованные воды более глубоких (девонских) горизонтов, извлекаемые в меньшем количестве, также имеют большое значение. Московская минеральная ( Минеральная вода «Московская») верхнедевонских горизонтов применяется как лечебно-столовый напиток. Хлоридные рассолы девона используются в бальнеотерапии (в Институте курортологии и физиотерапии, Городской физиотерапевтической больнице, Институте травматологии и ортопедии), в пищевой промышленности (мясокомбинат) и др.

Содержание растворимых солей в осадках и атмосферной пыли, сбрасывание промышленных бытовых стоков способствовали превращению на 85% территории города пресных грунтовых вод в воды сложного состава с минерализацией до 2,5—3,0 г/л и более. Развитие сети водопровода, канализации, подземных коммуникаций, ТЭЦ, а также сооружения метрополитена явились причиной повышения температуры грунтовых вод с 6,5—7,0 До 10—15 °С (Садовое кольцо), а местами до 21— 22 °С.

Интенсивная эксплуатация мячковско-подольского и серпуховско-окского водоносных горизонтов карбона в Москве и пригороде способствовала понижению их напоров соответственно на величину до 60—70 м и 100—110 м и фильтрации в них сверху химически загрязнённых и нагретых под влиянием города грунтовых вод, а снизу — вод с более высокой природной минерализацией и температурой. В этих горизонтах произошло повышение минерализации с 0,3—0,4 до 0,6—0,7 г/л и температуры на величину до 0,4—1,0 °С на площадях соответственно до 180 км2 и до 1600 км2. Ежесуточное поступление в недра тепла за счёт влияния города эквивалентно сгоранию 1,0—1,5 тысяч тонн условного топлива, а ежегодное поступление растворимых солей с 1 км2 его территории составляет около 30 т.

Осуществляемое регулирование водоотбора из водоносных горизонтов карбона, ликвидация дефектных и заброшенных скважин, оздоровление воздушного бассейна города, водоёмов и рек привели к сокращению очагов химического загрязнения, а также к значит, замедлению темпов снижения уровней этих горизонтов. Контроль за эксплуатацией водозаборов и наблюдения за режимом подземных вод по сети из 220 специальных скважин осуществляет Территориальное геологическое управление центральных районов Министерства геологии РСФСР.

6. стория геологического развития

Москва расположена в пределах Восточно-Европейской платформы - стабильном, жестком участке земной коры, который имеет двухэтажное строение: нижний этаж - сильно измененные (метаморфизованные), разбитые разломами и трещинами, гнейсы, гранитогнейсы и кристаллические сланцы архея (возраст около 3 млрд. лет) и протерозоя (около 1 млрд. лет). Он называется кристаллическим фундаментом и залегает на глубине около 1600 метров. Кроме того в районе Москвы фундамент образует глубокий провал (до 2000 метров) -московский грабен.

Земная кора в пределах Москвы многократно испытывала опускания и поднятия, и море то наступало, то отступало вновь, образуя различные осадки - глины, известняки, доломиты, пески и песчаники. На территории, где в настоящее время располагается Москва море было в девонском периоде, или в девоне (400 - 345 млн. лет назад), в следующим за девоном периодом - каменноугольном, или карбоне (345 - 280 млн. лет назад). Отложения девонского периода находятся на большой глубине (несколько сот метров) и вскрыты скважинами. Отложения карбона в отдельных местах выходят на поверхность. Это в основном глины, известняки и доломиты, которые широко использовались древнерусскими зодчими для строительства стен московского Кремля и храмов. Для Москвы характерны отложения так называемого московского яруса среднего карбона, с которыми связаны многочисленные подмосковные древние каменоломни (Съяново, Никитские и др.). На поверхность известняки выходят по долинам Москва - реки в районе сел Верхнее и Нижнее Мячково, по долине реки Пахры около Подольска, реки Рожаи.

Следующие периоды пермский (280 - 235 млн. лет ) и триасовый (235 -185 млн. лет) не оставили следов каких-либо осадков - в это время на территории Москвы была суша. Вновь наступление моря началось в юрском периоде (185 - 132 млн. лет). Для Москвы характерны отложения верхней юры - пески, темно-серые и черные глины с большим количеством аммонитов - моллюсков со спирально загнутой раковиной, белемнитов - головоногих моллюсков (предков современных кальмаров). Мощность отложений юрского периода - около 80 метров. Их можно видеть в обрывах оврагов в Кунцево и в Коломенском.

Отложения следующего, мелового периода (132 -66 млн. лет назад), белые кварцевые пески и песчаники, можно наблюдать в районе Воробьевых гор и в Коломенском. Что интересно, в песках мелового периода практически полностью отсутствуют ископаемые остатки, и эти толщи называют “геологически немыми”.

От следующих геологических периодов - палеогена (66 - 25 млн. лет) и неогена (25 - 1.8 млн. лет) осадков не сохранилось, они были полностью размыты во время последнего периода в истории Земли - четвертичного или плейстоцена, который часто называют ледниковым периодом. Для этой геологической эпохи характерно образование, развитие, наступление и таяние ледников, которые двигались со стороны Скандинавии, Кольского полуострова, Полярного Урала и островов Северного Ледовитого океана. Практически все геологические отложения которые мы видим на территории Москвы - моренные суглинки, пески различного происхождения (водно-ледниковые, озерные, речные), огромные валуны - все это свидетельство мощного воздействия ледника. В настоящее время на территории Москвы можно выделить следы трех оледенений (насчитывается же их гораздо больше - разные исследователи выделяют от 5 до нескольких десятков периодов наступлений и отступлений льда) - окское (около 1 млн. лет назад), днепровское (около 300 тыс. лет назад), московское (примерно 150 тыс. лет назад). Валдайский ледник (10 тыс. лет назад) до Москвы не дошел, и для отложения этого периода характерны водно-ледниковые (флювио-гляциальные) отложения - в основном пески Мещерской низменности (юго-восток Москвы). Мощность ледников достигала 3 - 4 км и можно себе представить какую колоссальную работу он совершал! Некоторые возвышенности и холмы на территории Москвы и Московской области - это мощные (до 100 метров) отложения, которые принес ледник.

Наиболее известны, например Клинско-Дмитровская моренная гряда, отдельные возвышенности на территории Москвы (Воробьевы горы, Теплостанская возвышенность). Огромные валуны, весом до нескольких тонн (например Девичий камень в Коломенском) тоже результат работы ледника

7. Современные геологические процессы и явления.

Эрозия - разрушение горных пород и почв поверхностными водными потоками и ветром, включающее в себя отрыв и вынос обломков материала и сопровождающееся их отложением.

Геологическая деятельность плоскостного стока. Основой возникновения поверхностного стока являются атмосферные осадки. Часть дождевых и талых снеговых вод просачивается сквозь почву и горные породы в глубину и идет на пополнение подземных вод, часть возвращается обратно в атмосферу в результате испарения и, наконец, часть стекает по поверхности. Поверхностный сток бывает в виде сплошной пелены или тонких недифференцированных струек, стекающих с повышенных мест по склонам (плоскостной сток), и в форме линейно направленных струй и потоков (русловой сток), приуроченных к рытвинам, русловым ложбинам, оврагам и речным долинам.

Плоскостной склоновый сток действует кратковременно и быстро прекращается после окончания дождя. Живая сила воды тонких струек или пелены невелика, но и они при своем движении способны захватывать часть рыхлого, преимущественно мелкого материала и перемещать его вниз по склону. У основания склона вследствие уменьшения уклона поверхности и резкого замедления скорости движения воды этот материал накапливается. Подобный процесс плоскостного смыва, совершаемый на склонах дождевыми и талыми снеговыми водами, получил название делювиального (от лат. "делюо" - смываю), а формирующиеся при этом осадки называют делювием. Высота поверхности уменьшается, за счёт денудации.

Суффозия – это процесс выноса мелких частиц из породы, заполнителя трещин или карстовых полостей при определенных условиях. Основными действующими силами, вызывающими развитие суффозии, являются либо большие скорости движения фильтрационного потока, который вымывает частицы, размывает породы, либо возникающее гидродинамическое давление в фильтрационном потоке. Суффозия возникает преимущественно в породах, у которых коэффициент неоднородности гранулометрического состава больше 20.

Оползни — часто встречаемый процесс на склонах, связанный со сползанием масс грунта по откосу. Главная причина - сила тяжести. Различаются до 10 основных видов оползней, от относительно безопасных до тех, с которыми практически невозможно бороться. Если вы затеяли строительство на склоне, обязательно свяжитесь со специалистами для исследования геологии территории.

Осыпи-скопление на склонах гор и скал камней, а также скопление обломков горных пород различного размера на склонах или у подножий гор и холмов.

Состоят из слабо отсортированных обломков. Как правило, у подножий они самые крупные, в верхних частях осыпей мельче. Обломки горных пород по мере накопления постепенно перемещаются вниз по склону под влиянием силы тяжести. Осыпи образуются на склонах гор и у их подножий в результате физического выветривания.

Обвалы – это обрушение как отдельных глыб и блоков, так и более крупных объемов скальных и полускальных пород из обнажений, расположенных на нагорном склоне бровки откоса, или из крутой, отвесной верхней части склона, сопровождающееся их скатыванием, опрокидыванием и раскалыванием. Обвальные явления характеризуют неустойчивость склонов и откосов, и на участках их распространения создают опасность сохранности и нормальной эксплуатации сооружений.

Карст — процесс растворения, выщелачивания и вынос на поверхность растворимых веществ горных пород подземными и поверхностными водами. В результате образуются воронки, пещеры, поноры и полья. Процесс протекает долго, особенно в случае карбонатного карста. Опасность в таком случае представляют лишь результаты процесса. Существуют и динамичные карстовые процессы, такие как соляной карст и сульфатный карст. Для борьбы необходимо определить тип процесса и причину возникновения. При высокой мощности карстовых форм необходимо отказаться от строительства.

Морозное пучение — процесс расширение грунтовых вод вследствие промерзания. Расширяясь при замерзании, вода увеличивает объем породы, выталкивая строения на поверхность. Процесс выталкивания проходит неравномерно, что приводит к разрушению строений.

Подтопление

К настоящему времени на территории г. Москвы сложилась ситуация, при которой в результате многолетнего хозяйственного освоения существенно изменились гидрогеологические условия и заметно активизировались опасные инженерно-геологические процессы. Среди них особое место, по своему широкому распространению, занимает подтопление территории грунтовыми водами, следствием которого являются деформации зданий и сооружений, заболачивание отдельных территорий, коррозия и разрушение подземных коммуникационных сетей, подтапливание подвальных помещений.

Подтопленной считается территория, для нормального использования которой требуются мероприятия по понижению уровня подземных вод и другие защитные мероприятия, и наоборот, неподтопленной, - если для данного вида использования территории этих мероприятий не требуется.

На территории г. Москвы основная часть подземных коммуникаций, подвалов зданий и сооружений расположена на глубинах 2 - 3 м от поверхности земли. В связи с этим в региональном плане подтопленной можно считать территорию с глубиной залегания уровня грунтовых вод 1 - 3 м. Особое место занимают участки с глубиной залегания уровня грунтовых вод менее 1 м, которые можно отнести к заболоченным территориям.

Глава II. Методы инженерно-геологических исследований

1. Определение модуля общей деформации методом штампа

Все грунты в той или иной степени деформируются — сжимаются за счет уплотнения под действием приложенной к ним статической нагрузки. Деформация грунтов слагается из упругой нагрузки, восстанавливающейся после снятия, и остаточной. Последняя преобладает в обломочных, песчаных, глинистых и сильно трещиноватых скальных грунтах. Количественной характеристикой упругой и остаточной деформации, т. е. Сжимаемости, является модуль общей деформации Е(нулевое), используемой проектировщиками для расчета осадок сооружений. Модулем деформации называется коэффициент пропорциональности между приращениями нагрузки и осадки.

Модуль общей деформации в полевых условиях чаще всего определяется по результатам испытания грунтов с помощью штампа в шурфах, скважинах, строительных котлованах. Для испытаний в котлованах и горных выработках применяют стандартные диски площадью 2500, 5000 и 10000 см^2, в скважинах — площадью 600 см^2. На штамп передается нагрузка, на грунт — давление P и измеряется осадка грунта dS. При этом объем сжимаемого грунта значителен и по глубине составляет около двух диаметров штампа, что по сравнению с другими методами наилучшим образом моделирует деформируемость грунтов в основании сооружений или в теле земляных сооружений(плотин, дамб, насыпей).Испытания грунтов штампом трудоемки, длительны и дорогостоящи, но возможность использования при проектировании сооружений наиболее достоверного прямого расчетного показателя грунтов Е(нулевое) определяет достаточно широкое применение этого вида опытных работ в инженерно-геологических изысканиях.

Статические нагрузки на штампы передаются ступенями до стабилизации осадки штампа при каждой ступени. Для создания давления на штамп существуют различные установки. В данном задании используется свайный гидравлический штамп конструкции ПНИИИСа.

Установка состоит из жесткого стального штампа площадью 5000 см^2, упорной фермы, четырех анкерных свай, гидравлического домкрата мощностью 50 т. и насосной станции с манометром для создания давления на штамп, двух прогибомеров( индикаторов ) для регистрации осадок штампа в мм.

2. Определение плотности грунта методом динамического зондирования

Динамическое зондирование является полевым методом непрерывного изучения свойств грунтов вдоль вертикальной оси зондировочной скважины. Метод заключается в определении сопротивления грунтов внедрению зонда, состоящего из конического наконечника и штанги под действием динамической нагрузки. Разница в сопротивлении грунтов объясняется отличием их состава, состояния и свойств. Метод применим для глинистых, песчано-глинистых, песчаных и песчано-гравийных отложений.

Методом динамического зондирования решаются следующие задачи:

-расчленение разреза песчано-глинистых грунтов на слои и линзы;

-ориентировочная оценка физико-механических свойств грунтов (для промышленно-гражданских сооружений

У класса капитальности физико-механические характеристики могут являться расчетными, для сооружений | и || класса получаемые показатели уточняются лабораторными и полевыми опытными работами); -выбор мест расположения опытных площадок и отбора образцов грунтов для уточнения их физико-механических свойств путём лабораторных исследований, штамповых и др. опытов в поле. Метод динамического зондирования широко используется при проведении инженерно-геологических изысканий под жилищное и промышленное строительство, строительство дорог, возведение ЛЭП, газо- и нефтепроводов и т.д. Из-за простоты конструкций зондировочных установок, их небольшой массы, удобства в обслуживании (бригада из двух человек) этот метод широко применяется как в СССР, так и за рубежом. Динамическое зондирование значительно сокращается стоимость изысканий и срок проведения полевых работ, так как зондировочные испытания выполняются гораздо быстрее и их стоимость значительно ниже буровых и горнопроходческих работ, лабораторных исследований и других опытных испытаний грунтов. Так, геологический разрез глубиной 15-20 м получается в 2-3 раза быстрее, чем с помощью данных бурения, а его стоимость в 3-4 раза дешевле. 3. Определение коэффициента фильтрации в зоне аэрации Коэффициент фильтрации представляет собой скорость движения воды в напорном градиенте, равном единице. Значения его определяются структурно-текстурными особенностями пород: размерами слагающих их частиц, соотношением отдельных фракций, пористостью, а для скальных пород также кавернозностью и трещиноватостью. Методы определения коэффициента фильтрации основаны на измерении расходов воды Q , пропускаемых грунтом через заданное сечение w и при заданном градиенте J. Зная Q , w и J , по закону Дарси вычисляют проведения на лабораторные и полевые , причем последние дают более достоверные результаты. Для характеристики водопроницаемости скальных грунтов по зонам могут применяться опытные нагнетания с избыточным давлением выше устья скважины.Нагнетания, а также другие опытно-фильтрационные работы (резистивиметрические каротаж, расходометрия, метод "меченых "атомов , заряженного тела и другие ) на инженерно-геологических изысканиях используются редко , в основном при специальных гидрогеологических иследованиях.При определении напрвления движения подземных вод необходимы прямые и единозременные наблюдения за уровнем воды с помощью бурения скважин.Параллельное изучения коэффициента фильтрации водоносыщенных грунтов позволяет определить действительную скорость фильтрации грунтового потока. Для характеристики водопроницаемости "сухих" грунтов, залегающих выше уровня подземных вод, применяется опытные налива воды в скважины и шурфы.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1064; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!