ГЕОЛОГИЯ

Министерство образования

и науки Российской Федерации

М.В. Венгерова, А.С. Венгеров

ГЕОЛОГИЯ

Электронное текстовое издание

Учебно-методическое пособие к самостоятельной работе студентов

Всех форм обучения по направлению подготовки бакалавров

270800.62 «Строительство»

Научный редактор проф., д-р техн. наук Капустин Ф.Л.

Подготовлено кафедрой материаловедения в строительстве

Содержит требования к общему объему знаний,

Подлежащих самостоятельному изучению.

Приводится методика выполнения расчетно-графической, домашней

И контрольной работы с примерами решений.

Екатеринбург

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 3

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ГЕОЛОГИЯ», ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ.. 5

1.1. Основы общей геологии. 6

1.1.1. Строение Земли и земной коры.. 6

1.1.2. Породообразующие минералы и горные породы.. 7

1.1.3. Геохронология. 8

1.1.4. Глобальная геотектоника. 9

1.1.5. Вулканизм и сейсмические явления. 9

1.2. Основы грунтоведения. 10

1.3 Подземные воды.. 11

1.3.1. Классификация подземных вод. 11

1.3.2. Законы движения подземных вод. 12

1.4. Природные геологические и инженерно-геологические процессы и явления 14

1.4.1. Экзогенные процессы и вызванные ими явления. 14

1.4.2. Инженерно-геологические (антропогенные) процессы и явления. 16

1.5. Инженерно-геологические изыскания для строительства. 18

2. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.. 21

3. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ.. 22

4. РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА.. 48

5. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА.. 66

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 67

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.. 81

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время объемы промышленного и гражданского строительства увеличиваются, а также усложняются объекты строительства (в частности повышается высотность зданий), расширяется подземное строительство. Часто строительство ведется в пределах уже существующей застройки, на ранее не используемых землях в виду сложных инженерно-геологических условий, реконструкция старых зданий требует дополнительного исследования основания сооружения. В связи с этим возросло значение оперативного, точного и экономически обоснованного проектирования, которое невозможно без грамотного применения инженерно-геологических исследований природных условий территорий, в пределах которых планируется строительство.

При подготовке бакалавров по основным образовательным программам, составленным в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 270800.62 «Строительство» дисциплина «Геология» изучается в рамках модуля «Инженерное обеспечение строительства».

В соответствии с учебными планами подготовки бакалавров профилей: Технология и организация промышленного и гражданского строительства; Проектирование строительных конструкций зданий и сооружений; Экспертиза и управление недвижимостью; Экспериментально-теоретические исследования, проектирования и возведения объектов промышленного и гражданского строительства; Теплоснабжение и вентиляция; Водоснабжение и водоотведение; Городское строительство и хозяйство; Экспертиза инвестиционно-строительного проекта и управления недвижимостью; Проектирование зданий; Гидропневмосистемы в строительстве и промышленности; Проектирование и эксплуатация систем теплогазоснабжения, вентиляции и кондиционирования, рабочая программа дисциплины «Геология» предусматривает 18 часов лекций, 18 часов лабораторных работ, контрольную работу, домашнее задание и расчетно-графическую работу.

Рабочая программа дисциплины «Геология» для подготовки бакалавров профилей: Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций; Механическое оборудование и технологические комплексы предприятий строительных материалов, изделий и конструкций – предусматривает 18 часов лекций, 18 часов лабораторных работ, контрольную работу и домашнее задание.

В результате изучения дисциплины «Геология» студент должен:

– знать основные требования нормативной документации в строительстве в области проектирования и градостроительства; способы и методы инженерно-геологических изысканий; законы геологии, гидрогеологии, генезиса и классификации пород и грунтов;

– уметь анализировать воздействие окружающей среды на материал в конструкции; применять нормативную документацию для разработки технических заданий на проектирование и инженерные изыскания; решать простейшие задачи инженерной геологии; читать геологическую графику;

– владеть опытом составления технического задания на новое строительство и реконструкцию объектов промышленного и гражданского строительства, а также сопутствующие инженерные изыскания; методами построения геологической графики.

Самостоятельная работа студентов по данной дисциплине складывается из следующих составляющих:

– изучение отдельных тем разделов программы дисциплины;

– подготовка к лекционным занятиям (мини-тест по каждому разделу дисциплины);

– подготовка к выполнению лабораторных работ;

– подготовка к контрольной работе (работа с коллекциями минералов и горных пород на кафедре);

– выполнение домашнего задания;

– выполнение расчетно-графической работы;

– подготовка к сдаче зачета.

1. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ГЕОЛОГИЯ», ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Дисциплина «Геология» является комплексным курсом, объединяющим основные сведения из области общей геологии, грунтоведения, гидрогеологии, геодинамики и методики инженерно-геологических изысканий.

Разработкой научных геологических проблем и решением практических задач, возникающих при проектировании и строительстве всевозможных сооружений, при проведении инженерных работ по технической мелиорации территорий (осушение, орошение, борьба с геологическими процессами), а также при выполнении горных работ для разработки месторождений полезных ископаемых занимается наука – инженерная геология. Предметом изучения инженерной геологии является геологическое строение и динамика верхней части земной коры в связи с проектированием и строительством инженерных сооружений.

Целью геологии является изучение природной геологической обстановки местности до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической среде и породах в процессе строительства и эксплуатации.

Грунты или горные породы служат строительным материалом и основанием сооружений. От взаимосвязи сооружений с окружающей геологической средой во многом зависит их долговечность и надежность.

Инженерная геология из цикла геологических дисциплин наиболее тесно связана с такими науками, как общая геология – наука, изучающая состав, строение, историю развития Земли, динамическая геология – наука, изучающая процессы, протекающие в ее недрах и на поверхности; механика грунтов – наука, изучающая деформации и напряжения, возникающие в породах под действием внешних и внутренних сил; гидрогеология – наука о подземных водах; геокриология – наука, предметом изучения которой является зона многолетней мерзлоты в земной коре и все процессы и явления этой зоны, осложняющие строительное производство.

Студент должен знать общие сведения об инженерной геологии как науке: ее месте в цикле геологических наук, об основных инженерно-геологических дисциплинах (грунтоведении, инженерной геодинамике, региональной инженерной геологии), роли отечественных и зарубежных ученых в становлении и развитии этой науки.

1.1. Основы общей геологии

1.1.1. Строение Земли и земной коры

Земля − это сложное тело, состоящее из ряда концентрических оболочек, резко отличающихся по составу и свойствам. Внешние оболочки: атмосфера, гидросфера и биосфера. Внутренние оболочки (геосферы): ядро, мантия, земная кора. Методы изучения геосфер. Особое внимание следует обратить на строение и состав земной коры, ее химический состав. Необходимо получить представление о тепловом режиме Земли (о трех температурных зонах) и влиянии изменения этого режима на условия строительства в различных климатических поясах.

Вопросы для самопроверки:

1. Назовите цели и задачи инженерной геологии.

2. Строение Земли, характеристика внешних и внутренних оболочек, прямые и косвенные методы изучения.

3. Как называется огненно-жидкий силикатный расплав в недрах Земли?

4. Как называется оболочка Земли, включающая земную кору и часть верхней мантии?

5. Как называется нижний слой атмосферы?

6. Тепловой режим земной коры (зона переменных, постоянных и нарастающих температур), в какой зоне изменение температур зависит от климата?

7. Для чего необходимо знание величины промерзания грунтов?

8. Геотермический градиент, геотермическая ступень.

Породообразующие минералы и горные породы

Классификация минералов. Диагностические признаки. Горные породы являются одним из основных факторов инженерно-геологических условий территории,… Магматические породы. Происхождение и классификация по химическому составу.… Осадочные породы. Происхождение и классификация осадочных пород. Минеральный состав, структурно-текстурные особенности…

Задание 4

Поставьте в соответствие метаморфическим породам (табл. 4) те осадочные, магматические или метаморфические, из которых они могли образоваться. Укажите тип метаморфизма, характер происшедших изменений.

Таблица 4

Варианты заданий

Вариант	Горные породы	Вариант	Горные породы
	Песчаник, филлит, алевролит, кварцит		Тальковый сланец, гранит, дунит, слюдяной сланец
	Амфиболит, тальковый сланец, перидотит, диорит.		Гнейс, гранит, филлит, аргиллит
	Сиенит, хлоритовый сланец, мрамор, известняк		Аргиллит, скарн, слюдяной сланец, доломит
	Доломит, амфиболит, габбро, мрамор		Глина, филлит, песчаник, кварцит
	Слюдяной сланец, песчаник, роговик, яшма		Габбро, серпентинит, дунит, хлоритовый сланец
	Березит, мергель, гранит, гнейс		Глинистый сланец, мрамор, кварц-серицитовый сланец, известняк
	Мергель, филлит, супесь, амфиболит		Серпентинит, гнейс, перидотит, конгломерат
	Сиенит, серпентинит, гнейс, тальковый сланец		Лиственит, песчаник, дунит, кварцит
	Мрамор, филлит, доломит, слюдяной сланец		Аплит, серпентинит, березит, лиственит
	Амфиболит, яшма, трахит, песчаник		Дунит, гнейс, глина, тальковый сланец
	Известняк, кварц-серицитовый сланец, аргиллит, скарн		Хлоритовый сланец, диорит, филлит, алевролит
	Гнейс, песок, гранит, кварцит		Доломит, хлоритовый, сланец, мрамор, габбро
	Кварцит, андезит, песчаник, амфиболит		Мергель, гнейс, сиенит, амфиболит
	Аплит, диорит, березит, амфиболит		Глинистый сланец, слюдяной сланец, гранит, филлит
	Перидотит, слюдяной сланец, тальковый сланец, песчаник		Серпентинит, конгломерат, перидотит, гнейс

Пример ответа: Базальт, слюдяной сланец, гранит, эклогит.

Базальт → эклогит; гранит → слюдяной сланец.

Слюдяной сланец может быть продуктом среднетемпературного регионального метаморфизма гранитов (эпидот-амфиболитовая фация). Происходит рассланцевание породы, коренным образом меняется текстура (массивная → сланцеватая) и структура (полнокристаллическая → лепидобластовая).

Задание 5

Расположите геологические периоды (табл. 5) в хронологическом порядке и напишите их условные буквенные обозначения − геологические индексы. Между породами какого возраста имеется стратиграфический перерыв? При составлении ответа используйте Приложение 2.

Таблица 5

Варианты заданий

Вариант	Геологический период	Вариант	Геологический период
	Карбон, неоген, пермь, квартер, триас		Кембрий, квартер, силур, девон, ордовик
	Мел, палеоген, триас, неоген, пермь		Пермь, ордовик, мел, триас, юра
	Мел, карбон, девон, юра, силур		Юра, квартер, пермь, неоген, триас
	Неоген, триас, пермь, карбон, юра		Триас, силур, пермь, девон, ордовик.
	Ордовик, триас, кембрий, пермь, силур		Палеоген, карбон, пермь, неоген, триас
	Ордовик, силур, юра, кембрий, девон		Ордовик, квартер, силур, неоген, девон
	Девон, мел, юра, карбон, палеоген		Силур, кембрий, карбон, ордовик, пермь
	Триас, юра, пермь, ордовик, кембрий		Карбон, палеоген, пермь, квартер, неоген
	Мел, неоген, палеоген, карбон, девон		Триас, силур, юра, карбон, девон
	Квартер, кембрий, силур, неоген, ордовик		Неоген, девон, пермь, квартер, карбон
	Силур, юра, триас, ордовик, девон.		Пермь, юра, палеоген, карбон, мел
	Юра, кембрий, мел, ордовик, триас		Юра, ордовик, триас, кембрий, силур
	Палеоген, девон, неоген, силур, квартер		Девон, квартер, карбон, силур, ордовик
	Девон, палеоген, силур, мел, неоген		Мел, неоген, юра, триас, квартер
	Карбон, юра, девон, триас, мел		Силур, кембрий, мел, юра, ордовик

Пример ответа: Ордовик, юра, кембрий, триас, мел

Кембрийский – Є, ордовикский – О, триасовый – Т, юрский – J, меловой – К периоды. Стратиграфический перерыв наблюдается между ордовикским и триасовым периодом; отсутствуют породы силурийского, девонского, каменноугольного, и пермского возраста (Приложение 2).

Задание 6

Как называются четвертичные отложения, показанные на геологических картах и разрезах условными обозначениями (табл. 6) – индексами (приложение 3). Объясните, какие геологические процессы, обусловили образование указанных в варианте процессов, какими литологическими разностями пород они представлены? Сравните возраст пород (приложение 2).

Таблица 6

Варианты заданий

Вариант	Индексы	Вариант	Индексы	Вариант	Индексы
	еQ4, fgQ2		dpQ4, βQ1		gQ2,tQ4
	aQ3, edQ4		lQ2, cQ4		mQ1, pQ4
	tQ4, gQ1		mQ2, hQ4		LQ2,eQ4
	cQ4, fgQ1		gQ1,vQ4		aQ4, fgQ1
	pQ4, mQ2		tQ4, LQ3		hQ4, LQ3
	vQ4, hQ3		eQ4, mQ2		aQ2, lQ3
	lQ3, mQ1		laQ2, dQ4		edQ4, laQ3
	dQ3, tQ4		dpQ4, βQ2		hQ2, tQ4
	LQ2, dQ4		aQ2, sQ4		cQ4, gQ1
	sQ4 , laQ3		fgQ2, hQ3		vQ3, еQ4

Пример ответа. dQ₄, dQ₁

dQ₄ – делювиальные отложения четвертичного периода (квартера) верхней эпохи. Делювиальные отложения образуются в результате накопления продуктов выветривания горных пород на склонах и у подножий возвышенностей, в результате смыва с вышележащих участков дождевыми и талыми водами. По своему составу делювий отличается от подстилающих коренных пород и представляет собой несортированный материал (в предгорьях – супеси, суглинки, пески с включением дресвы и щебня, на равнинах – супеси, суглинки, глины). Мощность делювия возрастает к подножию склонов до десятков метров. Отрицательные свойства – способность движения (сползания) по склону, пестрота свойств в пределах даже небольших площадок.

dQ₁ – делювиальные отложения четвертичного периода (квартера) нижней эпохи, по возрасту старше, чем отложения верхней эпохи.

Задание 7

Схематически покажите указанные ниже формы залегания горных пород (табл. 7). Для каких генетических типов пород эти формы характерны? Объясните почему.

Таблица 7

Варианты заданий

Вариант	Форма залегания горных пород	Вариант	Форма залегания горных пород
	Поток, слой		Батолит, жила
	Батолит, дайка		Купол, дайка
	Лавовый покров, линза		Слой, лополит
	Дайка, силл		Линза, дайка
	Линза, лополит		Шток, толща
	Лакколит, купол		Толща, лакколит
	Лополит, пласт		Жила, лавовый покров
	Выклинивание, шток		Лавовый поток, слой
	Силл, пласт		Батолит, линза
	Батолит, купол		Слой, шток
	Толща, лакколит		Шток, толща
	Жила, лавовый покров		Жила, пласт
	Лополит, слой		Лавовый покров, линза
	Батолит, линза		Дайка, силл
	Слой, шток		Пласт, лополит

Задание 8

Схематически изобразите названные ниже дислокации (табл. 8). Чем они принципиально отличаются друг от друга?

Таблица 8

Варианты заданий

Варианты	Дислокации	Варианты	Дислокации
	Грабен, синклиналь		Надвиг, моноклиналь
	Взброс, моноклиналь		Флексура, сдвиг
	Сброс, флексура		Горст, флексура
	Горст, антиклиналь		Сброс, антиклиналь
	Грабен, синклиналь		Синклиналь, надвиг
	Синклиналь, взброс		Моноклиналь, сброс
	Взброс, флексура		Антиклиналь, грабен
	Взброс, синклиналь		Взброс, синклиналь
	Флексура, надвиг		Синклиналь, взброс
	Моноклиналь, горст		Грабен, моноклиналь
	Взброс, моноклиналь		Моноклиналь, сброс
	Антиклиналь, грабен		Грабен, синклиналь
	Сброс, синклиналь		Антиклиналь, горст
	Сброс, флексура		Сдвиг, моноклиналь
	Грабен, моноклиналь		Сдвиг, моноклиналь

Задание 9

В этом задании необходимо построить геологический разрез по разведочным данным (табл.9) и согласно заданию своего варианта. Топографический профиль постройте по абсолютным отметкам устьев скважин. Пример построения геологического разреза по абсолютным отметкам скважин (рис. 1).

Таблица 9

Описание буровых скважин

№ скв., абс. отметка устья, м	Геол. возраст	Глубина залегания подошвы слоя, м	Описание горных пород	Глубина залегания уровня воды, м
появившегося	установившегося
20,4	gQ С С	0,6 19,0 21,0*	Суглинок с включением валунов Известняк трещиноватый закарстованный Песчаник плотный	16,0	16,0
24,1	gQ С С	8,3 13,1 15,5	Суглинок с включением валунов Известняк закарстованный Песчаник плотный	10,5	10,5
24,7	gQ С С	3,2 6,0 8,0	Суглинок с включением валунов Известняк трещиноватый Песчаник плотный	6,2	6,2
25,5	С С	2,8 6,0	Известняк трещиноватый Песчаник плотный	1,8	1,8
299,6	LQ3-4 mN2 K	15,2 21,5 24,0	Лесс Песок мелкий Известняк	19.8	19.8
310,3	LQ3-4 mN2 mN2 mN2 mN2 mN2	6,6 9,0 17,5 20,2 24,0 31,0	Лесс Песок пылеватый Глина тугопластичная Песок пылеватый плотный Глина тугопластичная Песок мелкий плотный	29.1	29.1
311,6	LQ3-4 mN2 mN2 mN2 mN2 mN2 К	1,6 10,2 19,0 21,5 25,1 32,2 34,0	Лесс Песок пылеватый Глина тугопластичная Песок пылеватый плотный Глина тугопластичная Песок мелкий плотный Известняк	29,9	29,9
324,5	eQ4 J	0,5 6,0	Суглинок со щебнем гранита полутвердый Гранит сильно выветрелый трещиноватый	4.0	4.0
324,5	eQ4   J	3,5   5,5	Суглинок со щебнем и валунами гранита полутвердый Гранит сильно выветрелый трещиноватый	4.1	4.1
324,5	eQ4   J	3,5   4,0	Суглинок со щебнем и глыбами гранита полутвердый Гранит сильно выветрелый
324,5	eQ4   J	9,8   14,0	Суглинок со щебнем гранита полутвердый, с гл. 4,0 м – текучепластичный Гранит выветрелый трещиноватый	4.0	4.0
20,2	dQ N N T T T	2,0 3,2 5,0 8,4 8,7 9,2	Суглинок коричневый твердый Глина полутвердая темно-серая Песок мелкий плотный желтый Глина зеленая тугопластичная Песок пылеватый плотный серый Глина тугопластичная голубоватая	3,3   8,4	3,3   4,0
20,2	dQ N N T T T	2,0 3,1 5,0 8,3 8,6 10,4	Суглинок коричневый твердый Глина полутвердая темно-серая Песок мелкий плотный желтый Глина зеленая тугопластичная Песок пылеватый плотный серый Глина тугопластичная голубоватая	3,4   8,3	3,4   4,0
17,7	dQ N N T T T	2,1 3,1 4,0 5,6 6,0 7,5	Суглинок коричневый твердый Глина полутвердая темно-серая Песок мелкий плотный желтый Глина зеленая тугопластичная Песок пылеватый плотный серый Глина тугопластичная голубоватая	1,6	1,6
18,1	dQ N N T   Т	2,1 3,2 5,3 7,2   12,0	Суглинок коричневый твердый Глина полутвердая темно-серая Песок пылеватый плотный серый Глина зеленая тугопластичная, с гл. 6,7 м перемятая мягко- и текучепластичная (аналогичные перемятые глины – на берегу реки) Глина твердая голубоватая	2,0   5,0	2,0   5,0
	dQ N2	1,6 16,5	Суглинок твердый со щебнем Глина полутвердая темно-серая	1,2	1,2
	dQ N2 N1	3,2 18,1 21,0	Суглинок твердый со щебнем Глина полутвердая темно-серая Известняк трещиноватый	0,9	0,9
	N1 N1	15,4 17,5	Известняк трещиноватый Песчаник крепкий	11,2	11,2
	aQ N1	15,7 18,0	Песок, гравий хорошо водопроницаемый Песчаник крепкий	3,2	3,2
26,2	aQ2 mQ1	9,8 13,0	Песок мелкий рыхлый Глина тугопластичная	3,3	3,3
29,3	dQ4 aQ2 mQ1	2,8 6,0 11,0	Супесь твердая Песок мелкий средней плотности Глина тугопластичная с прослоями песка	4,5	4,5
30,9	dQ4 mQ1	2,0 15,0	Суглинок тугопластичный Глина тугопластичная с прослоями песка	1,0	1,0
160,4	tQ4   mQ1 N2	3,0   7,4 18,0	Супесь со щебнем кирпича и древесными обломками Песок мелкий плотный Известняк ракушечник	8,9	8,9
160,3	tQ4 tQ4 mQ1 N2	2,1 2,6 6,4 17,0	Глыбы известняка ракушечника Суглинок со щебнем Песок мелкий плотный Известняк ракушечник	9,0	9,0
154,2	gQ eQ D	3,0 4,2 7,5	Суглинок твердый с валунами Щебень песчаника Песчаник трещиноватый	3,0	2,3
154,0	gQ eQ D	8,5 9,7 12,0	Суглинок твердый с валунами Щебень песчаника Песчаник трещиноватый	8,5	2,4
165,5	аQ3 аQ3	0,4 6,0	Суглинок полутвердый Песок средней крупности	2,0	2,0
165,5	аQ3 аQ3 аQ3	0,5 2,5 6,0	Глина полутвердая Суглинок тугопластичный Песок средней крупности	2,5	2,0
165,5	аQ3 аQ3 аQ3	2,5 3,2 6,0	Глина тугопластичная Суглинок мягкопластичный Песок средней крупности	3,2	2,0
32,5	dQ4 lQ2 lQ2 K	0,2 1,5 4,5 6,0	Суглинок полутвердый со щебнем Песок крупный плотный Песок пылеватый плотный Глина полутвердая зеленая	3,0	3,0
32,0	dQ4 lQ2 K	0,8 5,0 6,5	Суглинок полутвердый со щебнем Песок пылеватый плотный Глина полутвердая зеленая	2,6	2,6
29,9	dQ4   K	1,2   4,5	Суглинок мягкопластичный с дресвой и щебнем Глина полутвердая зеленая	0,5	0,5
182,0	gQ2	5,0	Супесь пластичная с гравием и галькой	0,3	0,3
185,5	fgQ2   gQ2	3,0   5,2	Песок мелкий рыхлый, с гл. 2,0 средней плотности Супесь пластичная с галькой	1,0	1,0
189,0	lQ3 fgQ2 gQ2	1,5 7,5 8,0	Глина тугопластичная Песок мелкий средней плотности Супесь пластичная с галькой	4,0	4,0
125,0	aQ2 aQ2 C1	1,5 1,8 12,0	Суглинок полутвердый Песок мелкий Известняк трещиноватый	3,0 Статист.	9,5 Динамич.
123,9	aQ2 aQ2 C1   С1	1,5 4,5 6,5 7,0 11,0	Суглинок полутвердый Песок мелкий Известняк трещиноватый Провал (пустое пространство) Известняк	2,0 Статист.	8,0 Динамич.
125,0	aQ2 aQ2 C1   С1	1,5 2,0 6,5 6,7 13,0	Суглинок полутвердый Песок мелкий Известняк трещиноватый Провал (пустое пространство, вода) Известняк	3,0 Статист.	9,5 Динамич.
330,0	lhQ4 lQ4 lQ4	0,5 5,5 7,0	Торф Песок мелкий Суглинок полутвердый	0,7	0,7
333,0	lhQ4 lhQ4 lhQ4 lQ4	2,0 5,0 8,5 11,0	Торф Лед Песок мелкий Суглинок полутвердый
330,0	lhQ4 lQ4	0,8 7,0	Торф Песок мелкий	0,4	0,4
330,0	lQ4 lQ4	6,0 8,0	Песок мелкий Суглинок полутвердый	1,0	1,0
140,0	tQ4 mT2 mT2	1,0 9,0 12,0	Глыбы и щебень Песчаник и конгломерат на кремнистом цементе Известняк	9,0	5,0
140,0	mT2 mT2 mT2	1,0 9,0 11,0	Конгломерат Известняк Глина твердая	5,0	5,0
140,0	mT2 mT2	1,0 10,0	Известняк Глина твердая
141,2	tQ4 mT2 mT2	3,0 5,0 10,0	Суглинок со щебнем Глина твердая Песок плотный мелкий	6,0	6,0
255,0	aQ2 C2 С3	3,0 5,0 20,0	Песок мелкий Глина твердая плотная Известняк трещиноватый закарстованный	Статич. 2,0	Динамич. 10,0
255,0	aQ2 C3	6,0 18,0	Песок мелкий Известняк	Статич. 1,8	Динамич. 9,5
255,0	aQ2 C3 C2	3,0 5,0 17,0	Песок мелкий Глина твердая плотная Известняк	Статич. 1,7	Динамич. 10,5

Строить разрез рекомендуется на миллиметровой бумаге в следующем порядке. В нижней части листа делаем три строки для характеристики скважин и указания расстояний между ними. Намечаем начало и откладываем вправо длину разреза в масштабе 1: 1000. У начала разреза строим шкалу абсолютных отметок с таким расчетом, чтобы максимальная отметка была несколько выше наибольшей абсолютной отметки скважин, а минимальная ниже забоя самой глубокой скважины.

Далее приступаем к построению топографического профиля. От левой шкалы в горизонтальном направлении откладываем в заданном масштабе расстояния до каждой скважины и проводим вертикальный штрих в верхней строке. Под штрихами указываем номера скважин, а ниже – абсолютные отметки их устьев, которые дают точки для построения профиля. Соединив все точки прямыми линиями, получаем топографический профиль поверхности земли.

На построенный профиль наносим колонки буровых скважин. Ствол скважины обозначают двумя вертикальными отрезками. На нижнем конце отрезка, соответствующем глубине пробуренной скважины (забою), ставим короткий поперечный штрих. Справа от штриха записываем глубину скважины.

Вдоль линии скважины размечаем границы слоев и проставляем глубину залегания каждого слоя. В интервале каждого слоя (на полосе шириной 1–2 см) условными обозначениями, взятыми из приложения 9, отмечаем карандашом состав и относительный возраст пород. Сначала на разрезе проводим возрастные границы, то есть, выделяем площади с одноименными индексами. Только после проведения возрастных границ проводим границы между слоями различных пород строго внутри возрастного комплекса. В первую очередь соединяют наиболее характерные, встреченные в нескольких выработках слои. Если в соседних скважинах аналогичного слоя не наблюдается, то его выклинивают на расстоянии середины от соседней скважины. Отметки уровней грунтовых вод по различным выработкам соединяют пунктирной линией. Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняют.

На инженерно-геологических разрезах дополнительно около колонки скважины проставляются условными обозначениями номера проб воды, грунта, монолитов и т.д., а внутри ствола скважины условными обозначениями (штриховкой) показывается консистенция для глинистых грунтов и влажность для обломочных грунтов.

После построения разреза проводим анализ природных особенностей участка строительства. Необходимо выявить какие инженерно-геологические процессы вызвали аварийную ситуацию, или какие геологические процессы могут возникнуть или активизироваться после строительства зданий?

Рис. 1. Геологический разрез

Вариант 1. На одной прямой, на расстоянии 50 м друг от друга пробурены скважины 1, 2, 3, 4 (табл. 9). Постройте геологический разрез по данным бурения. Примите масштабы: горизонтальный 1:1000; вертикальный 1:200.

В какой части разреза лучше разместить здание заводоуправления шириной 18 м и цех с мокрым технологическим процессом шириной 48 м? Какие геологические процессы могут возникнуть или активизироваться после строительства зданий?

Вариант 2. По данным бурения скважин 5, 6, 7 (табл. 9), расположенных по прямой на расстоянии 160 м одна от другой, постройте геологический разрез. Масштабы горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:500. Территория между скважинами 5 и 6 застроена жилыми зданиями, территория между скважинами 6 и 7 предназначена под орошение.

Породы, какого возраста вскрыты буровыми скважинами? Каковы условия их образования? Какие геологические процессы и явления могут возникнуть при утечке воды из коммунальных коммуникаций, укладываемых в подземном проходном коллекторе-туннеле с отметкой лотка 291 м, который проектируется на месте скважины 6 перпендикулярно линии разреза?

Вариант 3. Постройте геологический разрез по топографическому профилю (рис. 2) и данным бурения скважин 12, 13, 14, и 15 (табл. 9). Какой геологический процесс протекал и протекает в массиве? Каков возраст пород, слагающих массив? Какие геологические процессы будут активизироваться при понижении или повышении уровня воды в реке? Уточните геологические индексы в соответствии с вашим выводом о геологическом явлении, изображенном на разрезе.

Рис. 2. Топографический профиль

Вариант 4. Производственное здание длиной 100 м с фундаментом ленточного типа построено на элювиальных грунтах, исследованных скважинами 8, 9 ,10 (табл. 9). Скважины пробурены по оси здания с интервалом 50 м. После постройки произошла неравномерная осадка здания, которая вызвала деформации верхнего строения. Для выяснения причин деформации пробурена скважина 11 между скважинами 9 и 10 посередине.

Постройте геологический разрез по данным бурения, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200, определите причину неравномерной осадки. Какие ошибки были допущены при инженерно-геологических изысканиях и, как следствие, при проектировании здания.

Вариант 5. На заводе строительных материалов пробурены скважины 20, 21, 22 (табл. 9) на расстоянии 70 м друг от друга с целью выбора участка для размещения вращающейся обжиговой печи и камнедробильной установки.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:200. Следует ли уточнить геологический разрез до строительства? В ходе строительства?

Вариант 6. Постройте геологический разрез участка, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200, находящегося в зоне распространения многолетнемерзлых пород и покрытого таежной растительностью. На участке пробурены скважины 39, 40, 41 и 42 (табл. 9) по одной прямой через 50 м.

В какой части участка можно построить открытую стоянку для грузового автотранспорта, и на каком участке устройство стоянки приведет к необратимым изменениям геологической среды?

Вариант 7. На территории поселка на расстоянии 25 м друг от друга пробурены скважины 23 и 24 (табл. 9). Между ними заложен строительный котлован на глубину 5 м. На дне котлована под экскаватором на площади 3–3,5 м² образовались провалы глубиной от 0,5 до 1,3 м.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:200. Объясните возможные причины провалов. Какие исследования необходимо провести, прежде чем продолжить строительные работы?

Вариант 8. На заводе строительных материалов пробурены скважины 20, 21, 22 (табл. 9) на расстоянии 70 м друг от друга с целью выбора участка для размещения вращающейся обжиговой печи, длиной 60 м и шириной 4 м.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:200. На каком участке разреза целесообразнее установить печь, если учесть, что разность осадок должна быть минимальной? Какие процессы могут возникнуть в грунтах при эксплуатации печи?

Вариант 9. Территория между скважинами 5 и 6 застроена жилыми зданиями, территория между скважинами 6 и 7 предназначена под орошение.

По данным бурения скважин 5, 6, 7 (табл. 9), расположенных по прямой на расстоянии 160 м одна от другой, постройте геологический разрез масштабы горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:500.

Какие геологические процессы и явления могут возникнуть при утечках воды из канала, который проектируется перпендикулярно линии разреза рядом со скважиной 7, если абсолютная отметка дна канала 303,3м? В каком месте поперечного разреза канала потребуется наиболее надежная гидроизоляция?

Вариант 10. Проектируется цех с мокрым технологическим процессом, в котором используются кислоты и другие материалы. Утечки могут повлечь за собой изменение свойств грунтов основания и деформацию сооружения.

Постройте геологический разрез по скважинам 43, 44 ,45 и 46 (табл. 9), расположенных на одной прямой через 50, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200. Выберите место для цеха длиной 20 м, где он нанесет минимальный ущерб геологической среде.

Вариант 11. Неогеновые отложения на разрезе (рис. 3) представлены глинами, палеогеновые – известняками и глинами, верхнечетвертичные – галечниками, современные – песками. В известняках и глинах палеогена имеются трещины длиной 100 м.

Сколько характерных участков можно выделить на разрезе для размещения отстойника промышленных стоков размером 60 х 60 м? На каком участке лучше расположить отстойник с точки зрения охраны окружающей среды от утечек?

Вариант 12. Постройте геологический разрез участка, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200, находящегося в зоне распространения многолетнемерзлых пород и покрытого таежной растительностью. На участке пробурены скважины 39, 40, 41 и 42 по одной прямой через 50 м.

В какой части участка можно построить здание склада 50х50, и на каком участке строительство приведет к необратимым изменениям геологической среды?

Рис. 3. Геологический разрез

Вариант 13. На заводе строительных материалов пробурены скважины 20, 21, 22 (табл. 9) на расстоянии 70 м друг от друга с целью выбора участка для размещения камнедробильной установки.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:200. На каком участке разреза целесообразнее установить камнедробильную установку? Какие геологические процессы могут возникнуть в процессе ее эксплуатации?

Вариант 14. Для выяснения причин образования крупных трещин в стене заводского корпуса длиной 150 м вдоль стены через 50 м пробурены скважины 36, 37, 38 (табл. 9). Глубина уровня грунтовых вод дана до начала интенсивной эксплуатации подземного водозабора на соседней территории. Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200. Нанесите статистический и динамический уровни грунтовых вод, определите гидравлический уклон потока по линии разреза и опишите процесс, который привел к деформации стены.

Вариант 15. На расстоянии 80 м друг от друга пробурены скважины 27, 28 и 29 (табл. 9). Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:100. Топографический профиль постройте по абсолютным отметкам устьев скважин. Укажите участки на поверхности земли, где может проявляться пучение, на каком участке оно будет наиболее сильным, (приложение 6)?

Вариант 16. На расстоянии 80 м друг от друга пробурены скважины 30, 31 и 32 (табл. 9). Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:100. Топографический профиль постройте по абсолютным отметкам устьев скважин. Укажите участки на поверхности земли, где может проявляться пучение, на каком участке оно будет наиболее сильным? (приложение 6).

Вариант 17. На расстоянии 70 м друг от друга пробурены скважины 33, 34 и 35 (табл. 9). Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:100. Топографический профиль постройте по абсолютным отметкам устьев скважин. Укажите участки на поверхности земли, где может проявляться пучение, на каком участке оно будет наиболее сильным? (приложение 6).

Вариант 18. Постройте геологический разрез по скважинам 43, 44, 45 и 46 (табл. 9), расположенных на одной прямой через 50, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200. Выберите место для цеха длиной 25 м с мокрым технологическим процессом, в котором используются кислоты. Утечки могут повлечь за собой изменение свойств грунтов основания и деформации. Где ожидается минимальный ущерб геологической среде?

Вариант 19. По данным бурения скважин 5, 6, 7 (табл. 9), расположенных по прямой на расстоянии 160 м одна от другой, постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:2000, вертикальный 1:500. Территория между скважинами 5 и 6 застроена жилыми зданиями, территория между скважинами 6 и 7 предназначена под орошение.

Повлияют ли на устойчивость зданий орошение территории между скважинами 6 и 7 и сопряженная с ними инфильтрация воды в грунт?

Вариант 20. Используя данные бурения скважин 16, 17, 18 и 19 (табл. 9) и топографический профиль (рис. 2) постройте геологический разрез, примите вертикальный масштаб 1:200.

На каком участке разреза целесообразнее по сейсмическим условиям разместить ответственное промышленное здание шириной 50 м, если по карте сейсмического районирования (СНиП II-7–81) сейсмичность территории 8 баллов? Есть ли в пределах разреза участки, где интенсивность сотрясений может быть 9 баллов? (Приложение 7).

Вариант 21. Используя данные бурения скважин 16,17,18 и 19 (табл. 9) и топографический профиль (рис. 4) постройте геологический разрез, примите вертикальный масштаб 1: 200. Какой геологический возраст имеют горные породы массива? Сколько участков можно выделить на разрезе для размещения отстойника промышленных стоков, размером 60х40 м. На каком участке лучше расположить отстойник с точки зрения охраны окружающей среды от утечек?

Рис. 4. Топографический профиль

Вариант 22. Скважины 39, 40, 41 и 42 пробурены по одной прямой через 50 м. Постройте геологический разрез участка, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200, находящегося в зоне распространения многолетнемерзлых пород и покрытого таежной растительностью.

Где в пределах участка можно организовать открытую стоянку для машин, а где устройство стоянки приведет к необратимым изменениям геологической среды?

Вариант 23. Элювиальные грунты, слагающие основание цеха с фундаментом ленточного типа и длиной 100 м, исследованы скважинами 8, 9, 10 (см. табл. 9). Скважины пробурены по оси здания с интервалом 50 м. После постройки произошла неравномерная осадка здания, которая вызвала деформации верхнего строения. Для выяснения причин деформации пробурена скважина 11 между скважинами 9 и 10 посередине.

Постройте геологический разрез по данным бурения, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200, определите причину неравномерной осадки. Какие ошибки были допущены при инженерно-геологических изысканиях и, как следствие, при проектировании здания.

Вариант 24. На одной прямой, на расстоянии 50 м друг от друга пробурены скважины 1, 2, 3, 4 (табл. 9). Постройте геологический разрез по данным бурения. Примите масштабы: горизонтальный 1:1000; вертикальный 1:200.

В какой части разреза лучше поместить отстойник промышленных стоков размером 50 х 30 м глубиной 3 м? Какой геологический процесс может активизироваться после начала эксплуатации отстойника? В чем он будет выражаться?

Вариант 25. В процессе строительства подземного сооружения на соседней территории был понижен уровень грунтовых вод (УГВ), что привело к образованию провала на горизонтальной площадке с абсолютной отметкой 255,0 м, подлежащей застройке. С целью выяснения причин провала пробурены три скважины 47, 48 и 49 (табл. 9) на расстоянии 25 м друг от друга.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000, вертикальный 1:200 и объясните причину провала. Возможно, ли устранить эту причину и застроить участок.

Вариант 26. Неогеновые отложения на разрезе (рис. 3) представлены глинами, палеогеновые – известняками и глинами, верхнечетвертичные (Q₃) – галечниками, современные (Q₄) – песками. В известняках и глинах имеются трещины длиной 100 м.

Какую сейсмичность следует принять для отдельных участков в пределах разреза, если сейсмичность района по карте сейсмического районирования (СНиП II-78–81) равна 7 баллам? (приложение 7).

Вариант 27. Для проектирования здания длиной 50 м с подвалом пробурены скважины 25 и 26 (табл. 9) на расстоянии 50 м. Здание запроектировано между скважинами. При проходке котлована до глубины 4 м произошло его затопление подземными водами.

Постройте геологический разрез, масштабы горизонтальный 1:1000 вертикальный 1:100. Объясните, какие причины вызвали затопление котлована, и какие меры необходимо принять для продолжения строительства.

Вариант 28. Постройте геологический разрез по данным бурения скважин 1, 2, 3, 4 (табл. 9), расположенных по одной прямой на расстоянии 50 м друг от друга. Примите масштабы: горизонтальный 1:000; вертикальный 1:200.

Породы, какого возраста залегают в пределах разреза? Как называется форма залегания коренных пород? Какие процессы в дочетвертичное и четвертичное время обусловили формирование указанной на разрезе геологической обстановки?

Вариант 29. Используя данные бурения скважин 16, 17, 18 и 19 (табл. 9) и топографический профиль (рис. 4) постройте геологический разрез, примите вертикальный масштаб 1:200.

На каком участке разреза лучше по геологическим условиям и соображениям охраны геологической среды построить очистные сооружения химического предприятия длиной 50 м, если учесть, что в промышленных стоках присутствуют кислоты, растворы солей, а утечки полностью исключить нельзя?

Вариант 30. Используя данные бурения скважин 16, 17, 18 и 19 (табл. 9) и топографический профиль (рис. 4) постройте геологический разрез, примите вертикальный масштаб 1:200.

На каком участке разреза целесообразнее по сейсмическим условиям разместить ответственное промышленное здание шириной 50 м, если по карте сейсмического районирования (СНиП II-7–81) сейсмичность территории 7 баллов? Есть ли в пределах разреза участки, где интенсивность сотрясений может быть 8 баллов? (приложение 7).

Задание 10

Определить количество и ориентировочную глубину буровых скважин при проведении инженерно-геологических изысканий при проектировании здания (сооружения) на стадии рабочей документации, используя СП 11-105–97 ч. 1. п. 8 (приложение 8, табл. 1). Варианты заданий приведены в таблице 10. Категорию сложности инженерно-геологических условий определить по Приложению 8.

Таблица 10

Варианты заданий

№ варианта	Инженерно-геологические условия в пределах площадки	Уровень ответственности	Нагрузка на фундамент, кН/м (этажность)	Размер в плане, м	Глубина залегания уровня грунтовых вод, м	Глубина заложения фундамента, м
Здание на ленточных фундаментах
	Горизонты подземных вод не выдержаны по мощности и простиранию, скальных грунтов нет.**	II	500 (6)	25*100	4,0	2,5
	Выделяется 6 различных по литологии слоев, скальных грунтов нет.*	I	1000 (16)	100*10	4,0	2,5
	Выделяется 5 различных по литологии слоев, скальных грунтов нет.**	I	2000 (20)	60*20	нет	4,5
	Горизонты подземных вод не выдержаны по мощности и простиранию, скальных грунтов нет.**	I	700 (10)	20*20	5,0	3,5
	Выделяется 5 различных по литологии слоев, скальных грунтов нет.*	II	500 (6)	100*100	нет	6,0
	Выделяется 6 различных по литологии слоев, скальных грунтов нет.**	I	1000 (16)	100*10	нет	2,5
	Выделяется 5 различных по литологии слоев, скальных грунтов нет.*	I	1000 (12)	60*10	4,5	3,0
	Выделяется 6 различных по литологии слоев, скальных грунтов нет.**	II	700 (10)	20*20	нет	3,0
	Выделяется 4 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	I	2000 (18)	30*10	4,0	2,5
	Горизонты подземных вод выдержаны по мощности и простиранию, скальных грунтов нет.**	I	1000 (14)	80*10	4,0	3,0
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	II	1000 (12)	80*20	нет	4,0
	Выделяется 4 литологических слоя, скальных грунтов нет.*	II	700 (9)	120*10	нет	3,0
	Горизонты подземных вод выдержаны по мощности и простиранию, скальных грунтов нет.*	I	2000 (18)	40*10	5,0	3,5
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	I	1000 (14)	90*30	нет	3,0
	Горизонты подземных вод не выдержаны по мощности и простиранию, скальных грунтов нет.**	II	1000 (12)	150*25	6,5	4,5
	Выделяется 4 литологических слоя, скальных грунтов нет.*	II	700 (9)	120*10	нет	3,0
Здание на отдельных опорах
	2 выдержанных горизонта подземных вод, скальных грунтов нет.*	II		10*100	6,0	2,5
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	I		90*30	нет	3,5
	2 выдержанных горизонта подземных вод, скальных грунтов нет.**	I		60*20	10,0	2,5
	Выделяется 4 литологических слоя, скальных грунтов нет.*	II		50*20	4,0	2,5
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	II		20*120	6,0	4,0
	2 выдержанных горизонта подземных вод, скальных грунтов нет.*	I		160*15	5,0	3,5
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	I		120*30	6,0	3,0
	Выделяется 5 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	I		20*20	5,5	4,5
	2 выдержанных горизонта подземных вод, скальных грунтов нет.**	I		90*30	4,0	2,5
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.*	I		80*40	5,0	3,0
	Выделяется 4 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	II		40*40	6,0	3,5
	2 выдержанных горизонта подземных вод, скальных грунтов нет.*	II		10*80	5,5	4,0
	Выделяется 3 литологических слоя, скальных грунтов нет.**	I		150*10	10,0	2,8
	Выделяется 6 литологических слоя, скальных грунтов нет.	I		20*60	10,0	3,2

*) в таблице 8.1 приложения 8 значения расстояний между скважинами следует применять для зданий и сооружений мало­чувствительных к неравномерным осадкам.

**) в таблице 8.1 приложения 8 значения расстояний между скважинами следует применять для зданий и сооружений для чувствительных к неравномерным осад­кам.

4. РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

Задание 1

Постройте геологическую колонку скважины, соответствующей номеру вашего варианта (табл. 11), используя описание буровых скважин (табл. 12). Изучите стратиграфическую колонку (рис. 5) и назовите относительный возраст горных пород, вскрытых скважиной. Пример построения геологической колонки по скважине приводится на рис. 6.

Таблица 11

Варианты заданий

Вариант	Номер скважины	Вариант	Номер скважины	Вариант	Номер скважины

Таблица 12

Описание буровых скважин

№ скважины и абсолютная отметка устья	№ слоя	Геологический возраст	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Глубина залегания уровня воды, м (дата замера 2011 г.)
появившегося	установившегося
102,3		aQ4	Супесь серая заторфованная, текучая	2,0	0,8 (06.01)	0,3 (18.09)
	аQ4	Ил серый текучий	5,9
	аQ4	Песок мелкий иловатый сред. плотности	10,1
	аQ3	Песок сред. крупности, сред. плотности	11,7
	C1	Известняк трещиноватый	25,0*
106,4		аQ4	Супесь серая, текучая	6,0	5,0 (10.01)	5,0 (18.09)
	аQ4	Песок мелкий иловатый, сред. плотности	14,0
	аQ3	Песок средней крупности, плотный	19,0
	C1	Известняк трещиноватый, закарстованный	34,9
	D3	Аргиллит серый	58,7	58,7 (18.01)	12,2 над устьем (19.01)
	γPR	Гранит крупнокристаллический трещиноватый, до глубины 2 м выветрелый	65,0
141,3		dаQ4 Сз C1 Dз γPR	Супесь серая заторфованная, пластичная Глина черная плотная, твердая Известняк трещиноватый Аргиллит серый Гранит крупнокристаллический	2,2 8,8 69,8 89,3 92,0	0,6 (10.01)   40,1 (25.01)   89,3 (28.01)	0,6 (18.09)   40,7 (18.09)   22,6 (29.01)
144,1		daQ4 С3 C1	Супесь серая заторфованная, пластичная Глина черная твердая Известняк трещиноватый, закарстованный	3,1 11,3 72,8	0,6 (10.01)   45,0 (06.02)	0,6 (18.09)   45,6 (18.09)
	D3	Аргиллит серый	97,9
	γPR	Гранит трещиноватый крупнокристаллический, выветрелый до 98,2 м	99,6	97,9 (11.02)	25,8 (12.02)
144,6		еQ4	Супесь серая заторфованная, пластичная	3,5	0.4 (15.02)	0,0 (18.09)
	С3	Глина черная полутвердая	12,1
	C1	Известняк трещиноватый	73,2	46,2 (17.02)	46,8 (18.09)
	D3	Аргиллит серый	94,9
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый до 95,5м	97,4	94,9 (11.02)	26,1 (21.02)
116,7		аQ3	Суглинок бурый полутвердый	4,7
	аQ3	Супесь желтая пластичная	13,9
	аQ3	Песок средней крупности плотный	20,8	15,8 (13.03)	16,2 (18.09)
	C1	Известняк трещиноватый закарстованный	45,4
	D3	Аргиллит серый слаботрещиноватый	65,2
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый	67,0	65,2 (18.03)	1,3 (19.03)
101,1		аQ4	Песок мелкий с глыбами известняка и дресвой, рыхлый	3,8	1,9 (21.03)	1,5 (18.09)
	аQ3	Песок средней крупности плотный	5,3
	fgQ1	Песок крупный средней плотности	6,4
	C1	Известняк трещиноватый, закарстованный	29,6
	D3	Аргиллит серый	65,2		6,5 над устьем (29.03)
	γPR	Гранит трещиноватый крупнокристаллический, выветрелый до 71 м	70,0	65,2 (28.03)
94,6		аQ4 аQ4 fgQ1 D3 γPR	Песок мелкий рыхлый Песок сред. крупности, сред. плотности Песок крупный, средней плотности Аргиллит серый Гранит трещиноватый, выветрелый до 47,1 м	5,1 14,6 25,0 44,6 48,0	4,9 (18.02)	5,2 (18.09)   19,8 над устьем (27.02)
44,6 (26,02)
98,2		аQ4 аQ4 аQ3 fgQ1 С1 D3 γPR	Песок мелкий рыхлый Песок крупный с гравием, рыхлый Песок сред. крупности, сред. плотности Песок крупный, средней плотности Известняк трещиноватый закарстованный Аргиллит серый Гранит трещиноватый выветрелый до 42 м	8,7 10,7 17,1 22,3 27,0 38,8 46,0	1,9 (05.03)	2,2 (18.09)
	15,1 над устьем (09.03)
38,8 (08.03)
96,9		аQ4 аQ3 fgQ1 D3	Песок мелкий рыхлый Песок средней крупности плотный Песок крупный средней плотности Аргиллит серый	12,0 20,1 33,6 35,0	2,6 (27.02)	2,9 (18.09)
105,0		аQ4	Супесь бурая текучая	5,8	4,1 (02.04)	4,6 (18.09)
	аQ4	Песок мелкий кварцевый, рыхлый	14,3
	аQ3	Песок средней крупности, плотный	24,6
	fgQ1	Песок крупный, средней плотности	32,5
	С1	Известняк трещиноватый	33,9		7,8 над устьем (09.04)
	D3	Аргиллит серый	52,2
	γPR	Гранит трещиноватый выветрелый до 54 м	61,0	52,2 (08.04)
106,0		аQ4	Супесь бурая пластичная	7,2	4,9 (11.04)	5,5 (18.09)
	аQ4	Песок мелкий рыхлый	14,7
	аQ3	Песок средней крупности плотный	26,0
	fgQ1	Песок крупный	32,6
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	34,8		9,4 над устьем (19.04)
	D3	Аргиллит серый	61,6
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый до 63м	66,0	61,6 (19.04)
107,9		pQ4	Щебень известняка с суглинистым заполнителем	2,3
	аQ4	Суглинок бурый полутвердый	9,6
	аQ3	Песок средней крупности плотный	28,3	9,6 (23.04)	5,5 (18.09)
	fgQ1	Песок крупный кварцевый, средней плотности	42,0
	D3	Аргиллит серый	56,0		5,7 над устьем (29.04)
	γPR	Гранит крупнокристаллический трещиноватый, выветрелый до 58м	59,0	56,0 (28.04)
106,6		pQ4	Щебень известняка с суглинистым заполнителем	2,3
	аQ4	Песок мелкий рыхлый	12,8	4,6 (04.05)	5,1 (18.09)
	аQ3	Песок средней крупности плотный	25,9
	fgQ1	Песок крупный с гравием ср. плотности	41,5		4,1 над устьем (12.05)
	D3	Аргиллит серый	45,4
	γPR	Гранит трещиноватый выветрелый до 48 м	52,0	45,4 (11.05)
116,5		аQ3	Суглинок бурый полутвердый	5,1
	аQ3	Супесь желтая, пластичная	11,9
	аQ3	Песок средней крупности плотный	35,2	14,8 (15.05)	15,2 (18.09)
	fgQ1	Песок крупный с гравием ср. плотности	48,3
	D3	Аргиллит серый	53,7
	γPR	Гранит крупнокристаллический выветрелый до глубины 54,2 м	58,0	53,7 (20.05)	4,6 (21.05)
115,6		аQ3	Суглинок бурый полутвердый	6,3
	аQ3	Супесь желтая пластичная	13,5
	аQ3	Песок средней крупности плотный	35,7	14,1 (24.05)	14,5 (18.09)
	fgQ1	Песок крупный с гравием ср. плотности	48,0
	D3	Аргиллит серый	52,0
112,8		аQ3	Суглинок бурый пластичный	10,4	10,9 (03.06)	11,4 (18.09)
	аQ3	Песок средней крупности плотный	32,0
	fgQ1	Песок крупный с гравием и галькой, средней плотности	47,9
	D3	Аргиллит серый	64,6		1,4 над устьем (11.06)
	γPR	Гранит трещиноватый и выветрелый до 66,6 м	70,0	64,6 (10.06)
116,2		аQ3	Суглинок бурый полутвердый	10,5
	аQ3	Песок средней крупности	26,3	11,7 (14.06)	12,2 (18.09)
	fgQ1	Песок крупный кварцевый γPR средней плотности	42,4
	С1	Известняк трещиноватый, закарстованный	44,7
	D3	Аргиллит серый	51,8
117,1		аQ3	Суглинок бурый полутвердый	5,4
	аQ3	Супесь желтая пластичная	12,6
	аQ3	Песок средней крупности плотный	34,7	14,1 (24.06)	14,6 (18.09)
	fgQ1	Песок крупный средней плотности	38,3
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	46,1
	D3	Аргиллит серый	55,3
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый до глубины 57,5 м	60,0	55,3 (28.06)	3,9 (29.06)
116,0		аQ3	Суглинок бурый полутвердый	4,1
	аQ3	Супесь желтая пластичная	14,9	13,2 (02.07)	13,8 (18.09)
	аQ3	Песок средней крупности плотный	32,8
	fgQ1	Песок крупный средней плотности	38,1
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	44,6
	D3	Аргиллит серый	62,2
	γPR	Гранит трещиноватый крупнокристаллический, до гл. 62,5 м выветрелый	70,0	62,2 (10.07)	2,5 (11.07)
114,5		аQ3	Суглинок бурый иловатый тугопластичный	4,4	11,8 (13.07)	11,9 (18.09)
	аQ3	Супесь желтая пластичная	13,2
	аQ3	Песок средней крупности плотный	32,2
	fgQ1	Песок крупный с гравием ср. плотности	38,1
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	45,5
	D3	Аргиллит серый	67,3
	γPR	Гранит крупнокристаллический трещиноватый, до гл. 74,0 м выветрелый	76,0	67,3 (19.07)	0,2 (20.07)
118,6		dQ4	Суглинок серый со щебнем известняка мягкопластичный	1,6
	аQ3	Суглинок бурый мягкопластичный	6,2
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	47,1	11,8 (22.07)	12,2 (18.09)
	D3	Аргиллит серый	93,4
	γPR	Гранит трещиноватый крупнокристаллический, выветрелый до 94,0 м	95,0	93,4 (28.07)	1,3 (29.07)
118,4		dQ4	Песок пылеватый рыхлый	1,2
	аQ3	Суглинок бурый мягкопластичный	8,3
	аQ3	Супесь желтая пластичная	14,6	10,9 (02.08)	11,3 (18.09)
	аQ3	Песок средней крупности ср. плотности	18,9
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	47,1
	D3	Аргиллит серый	57,4
	γPR	Гранит трещиноватый выветрелый до 58 м	62,0	57,4 (08.08)	2,7 (09.08)
144,3		еdQ4	Супесь заторфованная пластичная	2,6	0,4 (10.08)	0,6 (18.09)
	С3	Глина черная плотная пластичная	11,9
	С1	Известняк трещиноватый	73,0	45,8 (15.08)	45,5 (18.09)
	D3	Аргиллит серый	94,5
	γPR	Гранит трещиноватый крупнокристаллический, выветрелый на глубину до 94,8 м	99,0	94,5 (22.08)	29,1 (23.08)
129,2		dQ4	Супесь серая со щебнем известняка пластичная	2,5
	С1	Известняк закарстованный	58,5	30,3 (28.08)	30,0 (18.09)
	D3	Аргиллит серый	72,4
	γPR	Гранит выветрелый на глубину до 74,0 м	75,0	72,4 (04.09)	13,0 (05.09)
131,0		dQ4	Суглинок с обломками известняка мягкопластичный	3,4
	С1	Известняк закарстованный	59,5	24,8 (08.09)	24,7 (18.09)
	D3	Аргиллит серый	78,6
	γPR	Гранит крупнокристаллический трещиноватый	80,0	78,6 (12.09)	16,2 (13.09)
107,5		аQ4	Песок пылеватый средней плотности	2,6
	аQ4	Супесь бурая пластичная	8,4	5,7 (14.09)	5,7 (18.09)
	аQ4	Песок мелкий рыхлый	18,9
	аQ3	Песок средней крупности плотный	22,2
	С1	Известняк трещиноватый закарстованный	36,0
	D3	Аргиллит серый	53,6		7,1 над устьем (18.09)
	γPR	Гранит трещиноватый крупнокристаллический выветрелый до 55,8 м	59,4	53,6 (17.09)

 

Таблица 13

Описание буровой скважины

Абсолютная отметка устья	№ слоя	Геологический возраст	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Глубина залегания уровня воды, м (дата замера 2005 г.)
появившегося	установившегося
117,0		aQ3	Суглинок бурый полутвердый	5,0
	aQ3	Супесь желтая пластичная	13,5
	aQ3	Песок средней крупности, плотный	20,8	16,1 (25.01)	16,5(10.09)
	C1	Известняк трещиноватый, закарстованный	45,4
	D3	Аргиллит серый слаботрещиноватый	65,0	65,0 (30.01)	1,6(31.01)
	γPR	Гранит трещиноватый	67,2*

* – Последняя цифра по скважине означает глубину до забоя скважины. Подошва последнего слоя проходит ниже забоя скважины.

Рис. 5. Стратиграфическая колонка

Рис. 6. Геологическая клонка скважины. Масштаб 1:500

Пример геологической колонки скважины показан на рис. 6. Масштаб колонки принимаем 1:500. В графе 1 проставляем в заданном масштабе шкалу глубин, считая началом устье скважины (точку пересечения ствола скважины с поверхностью Земли). Затем по данным гр. 5 табл. 5 откладываем на шкале глубин глубину залегания подошвы каждого слоя и через полученные точки проводим горизонтальные линии. Мощность первого слоя (гр. 4) равна глубине залегания его подошвы. Мощность остальных слоев вычисляем как разность глубин залегания подошв последующего и предыдущего слоев. Например, для слоя 3 мощность равна 20,8–13,5 = 7,3 м. Абсолютные отметки подошв слоев определяем как разность абсолютной отметки устья скважины и глубины залегания подошвы соответствующего слоя. Например, для слоя 3 абсолютная отметка подошвы равна 117,0 – 20,8 = 96,2 м. В середине гр. 6 двумя тонкими линиями рисуем ствол скважины и с обеих сторон от ствола показываем условными обозначениями литологический состав пород каждого слоя. Эти обозначения берем из стратиграфической колонки (рис. 5). Стволы скважин в интервалах развития водоносных слоев затемняем. В гр. 7 проставляем абсолютные отметки установившегося уровня грунтовых вод и обоих уровней напорных вод. Вертикальной линией со стрелкой на конце показываем высоту подъема напорных вод. Из описания видно, что скважиной вскрыты (сверху вниз) верхнечетвертичные отложения, представленные тремя слоями: суглинком бурым плотным, супесью желтой и песком средней крупности. Ниже лежат нижнекаменноугольные трещиноватые известняки, подстилаемые верхнедевонскими серыми аргиллитами. Под аргиллитами встречены протерозойские трещиноватые граниты.

Грунтовые воды встречены в песках средней крупности на отметке 100,9 м, установившийся уровень зафиксирован в меженный период на отметке 100.5 м. Напорные воды связаны с протерозойскими трещиноватыми гранитами и встречены отметке 52,0 м., пьезометрический уровень зафиксирован на отметке 115,4 м.

Задание 2

Постройте геологический разрез по линии, соответствующей номеру вашего варианта, с использованием геологической карты, стратиграфической колонки и описания буровых скважин (выдается преподавателем старосте группы). Охарактеризуйте в общих чертах историю геологического развития района, вытекающую из анализа стратиграфической колонки и разреза. Для построения разреза принимают горизонтальный масштаб 1:10000, вертикальный 1:1000.

Пример построения геологического разреза по геологической карте, стратиграфической колонке и описанию буровых скважин

Построим геологический разрез по линии I–I на геологической карте (рис. 7), с использованием стратиграфической колонки (рис. 5) и описания буровых скважин (табл. 6). На основании анализа стратиграфической колонки и разреза попытаемся восстановить историю геологического развития района.

Рис. 7. Геологическая карта:

1 – граница стратиграфического несогласия; 2 – оползни; 3 – буровая скважина и ее номер; 4 – болото; 5 – карстовая воронка; 6 – линия разреза и ее номер

Таблица 14

Описание буровых скважин к геологической карте

Номер скважины Абс. отметка устья	Номер слоя	Геологический возраст	Описание горных пород	Глубина залегания подошвы слоя, м	Глубина залегания уровня воды, м (дата 2011г)
Появление	Установление
107, 2		aQ4	Супесь серая, текучая	7,2	6,0 (15.01)	6,0 (10.9)
	aQ4	Песок мелкий иловатый	13,9		11.4 над устьем (24.01)
	aQ3	Песок средней крупности, плотный	19.0
	C1	Известняк трещиноватый, закарстованный	35,0
	D3	Аргиллит серый	58,8
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый до гл. 61 м	65,0*	58.8 (23.01)
117,0		aQ3	Суглинок бурый твердый	5,0
	aQ3	Супесь желтая пластичная	13,5
	aQ3	Песок средней крупности, плотный	20,8	16,1 (25.01)	16,5 (10.9)
	C1	Известняк трещиноватый, закарстованный	45,4
	D3	Аргиллит серый	65,0
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый	67,2	65,0 (30.01)	1,6 (31.01)
104.8		aQ4	Супесь бурая текучая	5.6	3,9 (02.02)	4,4 (10.09)
	aQ4	Песок мелкий, рыхлый	14,2		8,0 над устьем (08.02)
	aQ3	Песок средней крупности, плотный	24,4
	fgQ1	Песок гравелистый средней плотности	32,7
	C1	Известняк трещиноватый	34,1
	D3	Аргиллит серый	52,0
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый	61,2	52,0 (07.02)
115,4		aQ3	Суглинок бурый полутвердый	6,1
	aQ3	Супесь желтая пластичная	13,3
	aQ3	Песок средней крупности, плотный	35,5	13,9 (10.02)	14,4 (10.9)
	fgQ1	Песок гравелистый средней плотности	47,8
	D3	Аргиллит серый	52,2
115,8		aQ3	Суглинок коричневый твердый	7,9	13,0 (15.02)	13,6 (10.9)
	aQ3	Супесь желтая пластичная	15,0
	aQ3	Песок средней крупности, плотный	32,7
	fgQ1	Песок гравелистый средней плотности	38,0
	C1	Известняк трещиноватый	44,4
	D3	Аргиллит серый	62,0
	γPR	Гранит трещиноватый, выветрелый до гл. 63,0 м	70,2	62,0 (22.02)	2,3 (23.02)

* – Последняя цифра по скважине означает глубину до забоя скважины. Подошва последнего слоя проходит ниже забоя скважины.

Пример построения геологического разреза по линии I–I на геологической карте (рис. 7) в уменьшенном масштабе приведен на рис. 8.

Для построения разреза принимаем горизонтальный масштаб 1:10000, вертикальный 1:1000. Строить разрез рекомендуется на миллиметровой бумаге в следующем порядке. В нижней части листа делаем три строки для характеристики скважин и указания расстояний между ними. Намечаем начало и откладываем вправо длину разреза в масштабе 1: 10000. У начала разреза строим шкалу абсолютных отметок с таким расчетом, чтобы максимальная отметка была несколько выше верхней точки рельефа, а минимальная ниже забоя самой глубокой скважины.

Далее приступаем к построению топографического профиля. От левой шкалы в горизонтальном направлении откладываем в заданном масштабе расстояния от начала разреза до его пересечения с каждой горизонталью. Точками отмечаем абсолютные отметки соответствующих горизонталей. После этого откладываем от начала разреза расстояния до каждой скважины и проводим вертикальный штрих в верхней строке. Под штрихами указываем номера скважин, а ниже – абсолютные отметки их устьев, которые дают дополнительные точки для построения профиля. Соединив все точки плавными линиями, получаем топографический профиль поверхности земли по линии I–I.

На построенный профиль наносим колонки буровых скважин. При крупном масштабе разреза ствол скважины обозначают двумя вертикальными отрезками, в остальных случаях одним. На нижнем конце отрезка, соответствующем глубине пробуренной скважины (забою), ставим короткий поперечный штрих. Справа от штриха записываем глубину скважины.

Рис. 8. Геологический разрез по линии I–I

Вдоль линии скважины размечаем границы слоев и проставляем глубину залегания каждого слоя. В интервале каждого слоя (на полосе шириной 1–2 см) условными обозначениями, взятыми из стратиграфической колонки, отмечаем карандашом состав и относительный возраст пород. Далее на топографический профиль переносим с карты точки пересечения разреза со стратиграфическими границами и карандашом справа и слева от точек отмечаем относительный возраст пород. Например, левее скважины 2 на профиле отмечаем границу между нижнекаменноугольными известняками С₁ и верхнечетвертичными отложениями (Q₃).

Прежде чем проводить границы слоев на разрезе, восстановим в общих чертах историю геологического развития изучаемого участка. Рассматривая стратиграфическую колонку и колонки скважин на разрезе, видим, что наиболее древними породами, вскрытыми скважинами, являются протерозойские граниты. Между ними и залегающими выше верхнедевонскими аргиллитами имеется стратиграфический перерыв, во время которого происходило разрушение гранитов, и формировался рельеф, поверхность которого могла иметь сложную форму. Это подтверждается тем, что кровля гранитов в скважинах 1, 2, 3, 5, попавших в разрез, вскрыта на разных абсолютных отметках (48,4; 52,0; 52,8; 53,8 м). На верхнедевонских аргиллитах залегают нижнекаменноугольные известняки. Граница между ними почти горизонтальна. В послекаменноугольное время вплоть до начала четвертичного периода осадконакопления на данном участке не происходило. В нижнечетвертичное время по пониженным частям рассматриваемой территории проходил поток, частично размывший нижнекаменноугольные известняки и верхнедевонские аргиллиты. Он выработал долину реки и оставил свои отложения в виде гравелистых песков с галькой (fgQ₁). В верхнечетвертичное время река частично размыла флювиогляциальные отложения (образованные в результате таяния ледников), а затем оставила свои (аQ₃). Позже уровень реки несколько раз менялся, в результате чего были частично размыты верхнечетвертичные осадки, затем отложены современные (aQ₄).

Сделав этот анализ, на разрезе проводим возрастные границы, то есть, выделяем площади с одноименными индексами. Проще всего ограничить слой D₃, сложнее оконтурить линзу Q₃. В последнем случае пользуемся точками на профиле, снесенными с карты и точками на колонках скважин. Только после проведения возрастных границ проводим границы между слоями различных пород строго внутри возрастного комплекса.

После этого вычисляем абсолютные отметки уровней подземных вод как разность между абсолютной отметкой устья скважины и глубиной залегания соответствующего уровня. Если напорный уровень выше устья, то берется не разность, а сумма. Например, для скважины 1 абсолютная отметка уровня грунтовых вод равна 107,2–6,0=101,2 м, а абсолютная отметка напорного уровня равна 107,2 +11,4=118,6 м. Вычисленные отметки записываем справа от линии скважины и проводим уровни грунтовых вод пунктирной, а напорных — штрихпунктирной линиями (рис. 8).

Задание 3.

При выполнении разведочных работ пробурено 12 скважин, расположенных в плане в углах квадратной сетки на расстоянии 25 м друг от друга. В табл. 15 приведены абсолютные отметки устьев скважин (в числителе) и результаты одновременного замера глубин залегания уровней грунтовых вод (в знаменателе). Используя эти данные, постройте на топографической основе карту гидроизогипс масштаба 1:500, приняв сечение горизонталей и гидроизогипс через 1 м. На карте покажите направление потока и выделите участки с глубиной залегания уровня грунтовых вод менее 2 м.

Таблица 15

Абсолютные отметки устьев скважин (в числителе) и глубины залегания

уровней грунтовых вод (в знаменателе)

Варианты	Номер скважины
	14,3 4,0	13,9 4,2	12,8 5,5	12,0 1,9	15,1 3,7	14,6 2,6	13,9 2,1	13,4 1,5	17,3 3,3	16,5 3,3	15,7 0,8	14,7 0,5
	12,4 3,9	11,3 2,4	10,6 1,5	10,5 1,8	13,0 3,2	12,5 2,0	12,3 1,7	12,4 2,8	15,3 3,2	14,2 1,3	13,7 0,4	13,3 2,3
	13,6 3,6	13,1 2,8	12,5 2,0	12,4 1,7	16,7 3,6	15,1 3,2	14,4 1,1	13,5 0,4	18,2 1,3	18,3 4,2	18,2 3,1	17,0 2,0
	13,2 4,1	12,5 2,9	12,0 2,4	11,7 3,5	15,2 4,2	14,0 2,0	13,6 1,2	13,3 3,3	18,8 5,0	18,0 4,2	17,3 3,6	17,2 5,2
	10,3 4,2	9,1 4,3	8,4 2,6	7,5 2,0	10,6 3,8	10,3 3,4	9,5 2,3	9,1 1,5	13,3 3,6	12,2 3,2	11,2 1,3	10,5 0,2
	9,1 4,3	8,2 2,5	7,6 1,6	7,5 2,0	10,1 3,2	9,5 2,4	9,4 1,8	9,2 2,5	12,0 3,2	11,3 1,7	10,5 0,8	10,3 2,3
	10,6 3,6	10,1 3,0	9,5 2,3	9,6 1,5	13,2 3,5	12,4 3,2	11,5 1,1	10,5 0,2	15,6 3,3	15,3 4,0	15,1 2,9	14,3 2,4
	10,1 3,6	9,5 2,1	9,4 1,5	9,6 2,5	11,2 3,3	12,3 0,9	10,5 0,2	10,3 2,3	15,3 4,2	15,4 3,2	14,3 1,9	14,4 4,1
	15,2 3,5	15,7 2,5	16,7 3,6	17,5 5,4	14,2 4,1	14,3 2,2	15,4 3,0	15,0 4,4	10,3 2,2	10,5 0,3	11,2 1,4	12,3 3,2
	14,7 0,5	15,7 0,8	16,5 3,3	17,3 3,3	13,4 1,5	13,9 2,1	14,6 2,6	15,1 3,7	12,0 1,9	12,8 5,5	13,9 4,2	14,3 4,0
	13,3 2,3	13,7 0,4	14,2 1,3	15,3 3,2	12,4 2,8	12,3 1,7	12,5 2,0	13,0 3,2	10,5 1,8	10,6 1,5	11,3 2,4	12,4 3,9
	17,0 2,0	18,2 3,1	18,3 4,2	18,2 1,3	13,5 0,4	14,4 1,1	15,1 3,2	16,7 3,6	12,4 1,7	12,5 2,0	13,1 2,8	13,6 3,6
	17,2 5,2	17,3 3,6	18,0 4,2	18,8 5,0	13,3 3,3	13,6 1,2	14,0 2,0	15,2 4,2	11,7 3,5	12,0 2,4	12,5 2,9	13,2 4,1
	10,5 0,2	11,2 1,3	12,2 3,2	13,3 3,6	9,1 1,5	9,5 2,3	10,3 3,4	10,6 3,8	7,5 2,0	8,4 2,6	9,1 4,3	10,3 4,2
	10,3 2,3	10,5 0,8	11,3 1,7	12,0 3,2	9,2 2,5	9,4 1,8	9,5 2,4	10,1 3,2	7,5 2,0	7,6 1,6	8,2 2,5	9,1 4,3
	14,3 2,4	15,1 2,9	15,3 4,0	15,6 3,3	10,5 0,2	11,5 1,1	12,4 3,2	13,2 3,5	9,6 1,5	9,5 2,3	10,1 3,0	10,6 3,6
	14,4 4,1	14,3 1,9	15,4 3,2	15,3 4,2	10,3 2,3	10,5 0,2	12,3 0,9	11,2 3,3	9,6 2,5	9,4 1,5	9,5 2,1	10,1 3,6
	12,3 3,2	11,2 1,4	10,5 0,3	10,3 2,2	15,0 4,4	15,4 3,0	14,3 2,2	14,2 4,1	17,5 5,4	16,7 3,6	15,7 2,5	15,2 3,5
	15,7 2,2	16,6 3,7	17,5 5,3	18,2 5,4	13,3 2,1	15,0 2,8	15,2 4,4	15,4 3,3	10,5 0,2	11,2 0,9	12,3 3,2	13,4 3,5
	17,3 3,3	16,5 3,3	15,7 0,8	14,7 0,5	15,1 3,7	14,6 2,6	13,9 2,1	13,4 1,5	14,3 4,0	13,9 4,2	12,8 5,5	12,0 1,9
	15,3 3,2	14,2 1,3	13,7 0,4	13,3 2,3	13,0 3,2	12,5 2,0	12,3 1,7	12,4 2,8	12,4 3,9	11,3 2,4	10,6 1,5	10,5 1,8
	18,2 1,3	18,3 4,2	18,2 3,1	17,0 2,0	16,7 3,6	15,1 3,2	14,4 1,1	13,5 0,4	13,6 3,6	13,1 2,8	12,5 2,0	12,4 1,7
	18,8 5,0	18,0 4,2	17,3 3,6	17,2 5,2	15,2 4,2	14,0 2,0	13,6 1,2	13,3 3,3	13,2 4,1	12,5 2,9	12,0 2,4	11,7 3,5
	13,3 3,6	12,2 3,2	11,2 1,3	10,5 0,2	10,6 3,8	10,3 3,4	9,5 2,3	9,1 1,5	10,3 4,2	9,1 4,3	8,4 2,6	7,5 2,0
	12,0 3,2	11,3 1,7	10,5 0,8	10,3 2,3	10,1 3,2	9,5 2,4	9,4 1,8	9,2 2,5	9,1 4,3	8,2 2,5	7,6 1,6	7,5 2,0
	15,6 3,3	15,3 4,0	15,1 2,9	14,3 2,4	13,2 3,5	12,4 3,2	11,5 1,1	10,5 0,2	10,6 3,6	10,1 3,0	9,5 2,3	9,6 1,5
	15,3 4,2	15,4 3,2	14,3 1,9	14,4 4,1	11,2 3,3	12,3 0,9	10,5 0,2	10,3 2,3	10,1 3,6	9,5 2,1	9,4 1,5	9,6 2,5
	10,3 2,2	10,5 0,3	11,2 1,4	12,3 3,2	14,2 4,1	14,3 2,2	15,4 3,0	15,0 4,4	15,2 3,5	15,7 2,5	16,7 3,6	17,5 5,4
	6,9 2,2	8,1 3,3	10,2 4,3	9,5 3,8	5,9 4,6	6,3 4,7	6,7 2,4	7,9 1,3	4,5 3,7	4,8 2,6	3,2 1,5	6,5 1,4
	6,5 1,4	3,2 1,5	4,8 2,6	4,5 3,7	7,9 1,3	6,7 2,4	6,3 4,7	5,9 4,6	9,5 3,8	10,2 4,3	8,1 3,3	6,9 2,2

Пример построения карты гидроизогипс

Построим карту гидроизогипс, пользуясь планом расположения скважин, их абсолютными отметками и глубиной залегания грунтовых вод.

На рис. 9 показано расположение 12 скважин в углах квадратной сетки на расстоянии 25 м друг от друга. В таблице 16 приведены абсолютные отметки устьев скважин и результаты одновременного замера глубин залегания уровня грунтовых вод. Используя эти данные, построим топографическую основу и карту гидроизогипс масштаба 1:500, приняв сечение горизонталей и гидроизогипс через 1 м. На карте укажем направление потока и выделим участки с глубиной залегания уровня грунтовых вод менее 2 м.

Таблица 16

Абсолютные отметки устьев скважин и результаты одновременного замера глубин залегания уровня грунтовых вод

Номер скважины
Абс. отм. скв.	13,1	12,7	11,6	10,8	13,9	13,4	12,7	12,2	16,1	15,3	14,5	13,5
Глубина залегания УГВ	4,1	4,4	5,9	1,7	3,9	2,8	2,2	1,6	3,5	3,2	0,7	0,3

В заданном масштабе наносим план расположения скважин, обозначая их кружками диаметром 2 мм. Слева от каждой скважины записывается ее номер, справа в числителе – абсолютная отметка устья, в знаменателе – абсолютная отметка уровня грунтовых вод (УГВ). Абсолютную отметку УГВ в каждой скважине вычисляем как разность между отметкой устья и глубиной залегания УГВ.

Н_а= Н_з–h, (1)

где Н_а – абсолютная отметка УГВ; Н_з – абсолютная отметка поверхности земли; h – глубина залегания подземных вод.

Находим далее путем интерполяции между абсолютными отметками устьев скважин точки с абсолютными отметками, равными целому числу (сечение горизонталей и гидроизогипс через 1 м). Соединив точки с одинаковыми отметками плавными линиями, получаем горизонтали рельефа (на рисунке обозначены тонкими линиями). Аналогично путем интерполяции находим точки с абсолютными отметками УГВ. Соединив точки с одинаковыми отметками УГВ плавными линиями, получим гидроизогипсы (на рис. 9 – жирные линии).

Палетка (рис. 10а) накладывается на одну из точек таким образом, чтобы отметка на палетке и отметка точки совпадали. Эта точка фиксируется путем прокола иголкой. Далее палетка поворачивается вокруг иголки до тех пор, пока отметка второй точки не совпадет с отметкой по палетке. На пересечении отрезка, соединяющего точки с масштабной сеткой палетки, находят искомые точки (рис. 10б). Целесообразно производить интерполяцию, соединяя ближайшие точки отрезками так, чтобы последние образовывали в плане треугольники или четырехугольники (в данном случае – квадраты).

Определим направление движения потока. Направление определяется по нормали к гидроизогипсе, проведенной к точке, где нужно определить направление потока. Направление потока устанавливаем по всему изучаемому участку, особо обращается внимание на зоны, где направление потока изменяется.

Для выделения участков с глубиной залегания УГВ менее 2 м находим точки пересечения горизонталей и гидроизогипс с разностью отметок 2 м. Линия, проведенная через эти точки (гидроизобата), будет границей участка. На рис. 5 гидроизобата показана пунктирной линией, а участок с глубиной залегания УГВ менее 2 м заштрихован.

Рис. 9. Пример построения карты гидроизогипс

Рис. 10. Палетка для интерполяции (а) и схема интерполяции (б).

5. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Целью выполнения контрольной работы является проверка знаний студентов по диагностике образцов минералов и горных пород, приобретенных при самостоятельной работе на кафедре с коллекциями образцов.

Контрольная работа предполагает диагностирование студентом 7 образцов горных пород и минералов. В задании 2 образца породообразующих минерала, 2 образца осадочных горных пород, 1образец метаморфической горной породы, 1образец вулканической (эффузивной) горной породы и 1образец плутонической (интрузивной) горной породы.

Для породообразующих минералов необходимо определить: оптические свойства (прозрачность, цвет минерала, цвет черты, блеск); механические свойства (спайность, излом, твердость); удельный вес и прочие физические свойства (магнитность, вкус, реакцию с соляной кислотой).

Для горных пород необходимо определить: генезис, структуру и текстуру, название.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Относительная устойчивость главных породообразующих минералов при выветривании и характеристика растворимости

Приложение 2

Геохронологическая таблица

Эра	Период и его обозначение	Цветное обозначение
Кайнозойская KZ	Четвертичный (квартер) Q Неогеновый (неоген) N Палеогеновый (палеоген)	Желтовато-серый Лимонно-желтый Оранжево-желтый
Мезозойская MZ	Меловой (мел) К Юрский (юра) J Триасовый (триас) Т	Зеленый Синий Фиолетовый
Палеозойская PZ	Пермский (пермь) Р Каменноугольный (карбон) С Девонский (девон) D Силурийский (силур) S Ордовикский (ордовик) О Кембрийский (кембрий) Є	Оранжево-коричневый Серый Коричневый Серо-зеленый светлый Оливковый Голубовато-зеленый
Протерозойская PR		Розовый
Архейская AR		Сиреневато-розовый

Примечания. 1. Геологическое время разделяется на эры и периоды, а толща горных пород – на соответствующие группы и системы. Названия групп и систем повторяют названия эр и периодов: палеозойская, квартер и т.д. 2. Периоды (системы) подразделяются на эпохи (отделы); квартер на четыре, неогеновый, меловой, пермский, девонский и силурийский – на две (два), остальные – на три. Эпохам даются названия: ранняя, средняя и поздняя при делении периода на три эпохи или ранняя и поздняя при выделении двух эпох. Отделы соответственно именуются: нижний, средний, верхний или нижний и верхний. Самая молодая эпоха (отдел) квартера называется голоцен или современная (современный), эпохи (отделы) обозначаются арабскими цифрами. Например индекс К₂ означает, что порода образовалась в позднемеловую эпоху мелового периода и относится к верхнемеловому отделу меловой системы. 3. Эпохи подразделяются на века (ярусы). Более мелкие подразделения не рассматриваем.

Приложение 3

Условные обозначения генетических типов четвертичных отложений

Приложение 4

Классификация скальных грунтов (ГОСТ 25100–95)

А. По пределу прочности на одноосное сжатие (МПа):

· Очень прочные R_c>120,

· прочные 120≥R_c >50,

· средней прочности 50≥R_c >15,

· мало прочные 50≥R_c >5,

· пониженной прочности 5≥R_c >3,

· низкой прочности 3≥R_c >1,

· очень низкой прочности R_c<1.

Б. По степени выветрелости:

· невыветрелые (монолитные) К_ws =1,

· слабовыветрелые 1≥К_ws>0,9,

· выветрелые 0,9≥К_ws>0,8,

· сильновыветрелые (рухляки) К_ws<0,8.

В. По коэффициенту размягчаемости:

· неразмягчаемые К_sof>0,75;

· размягчаемые К_sof<0,75.

Приложение 5

Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов (ГОСТ 25100–95)

По зерновому составу

5.2. По степени влажности крупнообломочные и песчаные грунты различают: · насыщенные водой Sr≥0,8; · средней степени насыщения 0,8>Sr>0,5;

Приложение 6

Классификация глинистых связных грунтов по ГОСТ 25100–95)

6.1. По числу пластичностиI_P:

Разновидность глинистых грунтов	Число пластичности, IP
Супесь	1–7
Суглинок	7–17
Глина	>17

Примечание: Илы подразделяются по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.

6.2. По показателю текучести I_L:

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести, IL
Супесь: – твердая – пластичная – текучая	<0 0–1 >1
Суглинки и глины: – твердые – полутвердые – тугопластичные – мягкопластичные – текучепластичные – текучие	<0 0–0,25 0,25–0,50 0,50–0,75 0,75–1,00 >1,00

6.3. По относительной деформации набухания без нагрузки ε_sw:

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация набухания без нагрузки εsw
Не набухающий Слабо набухающий Средне набухающий Сильно набухающий	<0,04 0,04–0,08 0,08–0,12 >0,12

6.4. По относительной деформации просадочности ε_sl:

· просадочные ε_sl ≥0,01

· непросадочные ε_sl <0,01.

6.5. По относительной деформации пучения ε_fh:

Разновидность грунтов	Относительная деформация пучения εfh	Наименование грунтов
Практически не пучинистый	<0,01	Глины, суглинки, супеси твердые IL ≤0. Пески гравелистые, крупные, средней крупности; пески мелкие и пылеватые при коэффициенте водонасыщения Sr≤0,6, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельче 0,05 мм (независимо от Sr); Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %.
Слабопучинистый	0,01–0,035	Глинистые при 0<Iр <0,25. Пески пылеватые и мелкие при 0,6<Sr <0,8. Крупнообломочные грунты с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) от 10 до 30 % по массе.
Среднепучинистый	0,035–0,07	Глинистые при 0,25<Iр <0,5. Пески пылеватые и мелкие при 0,8<Sr <0,95. Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком пылеватым или мелким) более 30 % по массе.
Сильнопучинистый и чрезмернопучинистый	> 0,07	Глины и суглинки при Iр > 0,5 (мягко- и текучепластичные, текучие). Супеси пластичные (Iр > 0,5) и текучие. Пески пылеватые и мелкие водонасыщенные Sr > 0,95

Приложение 7.

Определение сейсмичности площадок по инженерно-геологическим

Условиям

Примечания: 1. В случае неоднородного состава грунты площадки строительства относятся к более неблагоприятной категории грунта по сейсмическим… Для участков, сложенных рыхлыми, увлажненными грунтами исходные баллы,… На территориях, где сила землетрясений не превышает 7 баллов, основания зданий и сооружений проектируют без учета…

Приложение 9

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Архангельский, А.Л. Минералы и горные породы : учебное пособие / А.Л. Архангельский, Б.В. Баранов. – Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2004. – 85 с. Баранов, Б.В. Определитель горных пород : учебное пособие / Б.В. Баранов. –… Белый, Л.Д. Инженерная геология: учеб. пособие для вузов / Л.Д. Белый, В.В. Попов. – М. : Стройиздат, 1975. – 312 с. …