Влияние залегания горных пород на строительство автомобильных дорог

Влияние условий залегания скальных и полускальных пород на оценку условий строительства на них сооружений

Условия залегания горных пород имеют исключительно важное значение для инженерно-геологической оценки любой строительной территории, площадки или участка. Они определяются формой залегания пород, выдержанностью их мощности и простирания, соотношением с другими породами и степенью нарушенности первоначального залегания тектоническими движениями. Условия залегания пород определяют геологическое строение, структуру и однородность условий того или иного участка и оснований отдельных сооружений, влияют на устойчивость горных пород на склонах, в откосах, в горных выработках; часто они определяют условия залегания, движения и разгрузки подземных вод.

На платформах породы залегают спокойно, почти горизонтально пли образуют складки со сравнительно пологими крыльями. Наряду с этим здесь породы менее уплотнены и менее прочны; встречаются рыхлые песчаные, а также пластичные глинистые разности, причем не только среди палеоген-неогено-вых или мезозойских отложений, но и среди палеозойских. Так, например, в Ленинградской области широко распространены сравнительно слабые, мягкие и даже пластичные рифейско-кембрийские глины (вендско-валдайского комплекса и балтийской серии); в пределах Главного девонского поля среди верхнедевонских отложений встречаются рыхлые пески и мягкие пластичные глины; в толще угленосных отложений нижнего карбона Подмосковного бассейна распространены мягкие пластичные глины и рыхлые пески, часто находящиеся в плывунном состоянии.

В складчатых областях все породы обычно сильно дислоцированы, здесь широко распространены различные виды нарушений сплошности пород — сбросы, сдвиги, сопровождающиеся раздробленностью, трещиноватостью пород, тектоническими брекчиями, милонитами и т. д. Однако на участках, не нарушенных разрывами, породы отличаются большой плотностью, прочностью, жесткостью и напряженностью.

Следовательно, в разных тектонических областях условия залегания горных пород, так же как их физическое состояние и прочность, различны. Все это необходимо учитывать при определении методики геологических и строительных работ. Только при детальном изучении условий залегания пород можно составить достаточно достоверные геологические разрезы и карты, являющиеся исходным материалом для выбора и оценки строительной площадки, для определения компоновки сооружений и конструирования отдельных их элементов (фундаменты, откосы и т. д.). Вот почему при инженерно-геологических исследованиях необходимо детально изучать условия залегания пород.

Скальные и полускальные горные породы в зависимости от условий образования могут иметь разные формы залегания. Они могут образовывать различные по размерам и форме массивы, дайки, штоки, жилы, покровы, потоки, купола, толщи, пачки, слои или залежи различной мощности и выдержанности по простиранию.
Магматические глубинные и полуглубинные породы образуют в большинстве случаев крупные или сравнительно крупные интрузивные тела — массивы, батолиты, лакколиты и др. При таких размерах и формах залегания пород на них могут полностью размещаться крупные сооружения. Так, например, одна из крупнейших гидроэлектростанций в мире — Красноярская— полностью расположена на гранитном массиве (рис. II-3); на гранитах также полностью размещена Днепровская гидроэлектростанция, а Кременчугская и Днепродзержинская — частично.
Излившиеся породы образуют покровы, потоки, купола, пластовые залежи, переслаивающиеся с осадочными и эффузивноосадочными породами. Так, например, в основании русловой бетонной плотины Братской ГЭС залегают диабазы (рис. II-4) в виде пластовой залежи мощностью от 50 м у левого берега до 33 м у правого, подстилающиеся толщей песчаников с прослоями алевролитов и аргиллитов общей мощностью около 135 м. Иногда эффузивные породы образуют потоки или покровы, перекрывающие слабые отложения четвертичного возраста. Примером этому может служить район Арзнинекоп ГЭС на р. Раздане, где в основании бетонной плотины залегают четвертичные андезито-базальты разданского потока, которые переслаиваются с образованиями вулканических выбросов, состоящих из щебня и дресвы базальта с песчано-галечным заполнителем, а подстилаются древнеаллювиальными глинами и песками с обломками и щебнем (рис. II-5).
Условия залегания метаморфических пород, как уже было отмечено, зависят в значительной степени от условий залегания исходных пород, из которых они образовались. При региональном метаморфизме, захватывающем значительные площади, образуются толщи большой мощности; на них могут размещаться крупные сооружения. При локальном метаморфизме наблюдается быстрая смена различных типов пород с разным физическим состоянием. В этих случаях на небольших площадях геологические условия могут оказаться неоднородными и сложными, что надо учитывать при размещении сооружений.

Осадочным породам в зависимости от условий отложения свойственны различные формы залегания. Так, например, морские отложения обычно имеют выдержанное по простиранию региональное распространение, залегают в виде толщ и свит, мощность которых часто достигает сотен и даже тысяч метров. Лагунные отложения имеют также сравнительно широкое региональное распространение и залегают в виде толщ, мощность которых измеряется десятками или сотнями метров. Однако мощность этих отложений более изменчива, чем мощность пород морского происхождения. Для лагунных отложений характерен сложный геологический разрез (рис. II-6), обусловленный частым и неправильным (по простиранию и мощности) переслаиванием пород различного петрографического состава, среди которых нередко встречаются породы неустойчивые, растворимые (гипсы, ангидриты, гипсоносные породы и др.).
Континентальные отложения в целом но сравнению с морскими характеризуются еще большей невыдержанностью распространения и изменчивой мощностью. Они залегают в виде покровов, толщ, слоев, пластообразных залежей, линз, гнезд и т. д. Поэтому разведка участков, сложенных породами континентального происхождения, при размещении на них сооружений должна быть детальной.

Для геологического строения осадочных толщ в целом одним из наиболее общих правил является слоистое строение, образование структур напластования. При описании и оценке таких структур важно различать смену петрографического состава пород в вертикальном разрезе и образование разделов между слоями. Оба эти признака в инженерно-геологическом отношении имеют исключительно важное значение. Они указывают на неоднородность, т. е. на распространение в разрезе осадочных пород не одного рода по составу, строению, физическому состоянию и свойствам, а часто и по внешнему виду и окраске, а также на наличие в них поверхностей раздела — зон, слойков, прослойков и слоев слабых пород, т. е. поверхностей ослабления. Такие поверхности раздела нередко подчеркиваются появлением трещин напластования, ориентированных по плоскостям слоистости. Все это влияет на прочность и устойчивость горных пород, особенно когда они обнажаются в котлованах, выемках, откосах, так как показывает направления, по которым возможны пониженные сопротивления их скалыванию или сдвигу, а в подземных выработках, кроме того, отслаивание и обрушение.

В геологической практике изучению слоистости, структур напластования уделяется очень большое внимание, так как слоистость наряду с гранулометрическим составом пород является главным признаком, указывающим на условия их образования. В инженерной геологии этим вопросам до сих пор уделялось недостаточно внимания, чаще всего они рассматривались при оценке устойчивости и «обрушаемости» пород в горных выработках, в откосах и на оползневых склонах.

Источник

Особенности проектирования автомобильных дорог в горной местности

В: горных районах в связи с трудностью постройки развитой сети железных дорог основной объем перевозок осуществляется по автомобильным дорогам.

Значительный объем земляных работ при постройке дорог в горных районах выполняют в скальных грунтах, широко используя взрывные методы. Земляное полотно на крутых склоках на большом протяжении приходится строить с подпорными стенами.

Сильно расчлененный рельеф горных склонов вызывает необходимость постройки большого числа сооружений на пересечениях многочисленных водотоков и сухих лощин. В связи с большими продольными уклонами, даже щи малых, водосборных бассейнах, ливневые потоки несут с собой камни. Поэтому требуются специальные меры для защиты сооружений от размыва и разрушения. Трудность выполнения строительных работ на горных склонах и высокая их стоимость требуют рассмотрения ряда вариантов проложения трассы в целях нахождения наиболее оптимального решения.

На перевальных участках особенно сильно проявляются климатические особенности высокогорных районов. Перед началом проектирования должны быть установлены уровни и сроки опускания ледников и снеговой линии, места устойчивых туманов и другие характеристики, позволяющие наметить целесообразную высоту расположения тоннельных вариантов, а также оценить транспортные качества будущей дороги с учетом особенностей работы двигателей в высокогорных условиях.

Для пересечения горных хребтов выбирают перевалы с наименьшей высотой, расположенные близко к заданному направлению трассы и имеющие удобные подходы, позволяющие развить трассу.

Основная особенность перевальных ходов — необходимость искусственного удлинения (развития) трассы, вызванная тем, что уклон местности по прямому направлению обычно превышает заданный предельный уклон.

Трассирование дороги на перевальных участках ведут от перевала к долине.

Земляное полотно горных дорог на большей части их протяжения сооружают на косогорах. Для устойчивости насыпей против сползания при поперечном уклоне местности 1:5 на косогорах после удаления дерна делают уступы 1-4 м. Наиболее распространенные виды поперечных профилей дорог: полунасыпь-полувыемка.

При трассировании дороги по долинам горных рек приходится пересекать насыпи — отложения мелкообломочных продуктов распада горных пород, сильно подверженных выветриванию. Осыпи скапливаются у подошвы крутых склонов в виде валов или конусов, состоящих из природного щебня с небольшой примесью грунтовых частиц.

В зависимости от интенсивности поступления материала различают осыпи действующие, рост которых продолжается, затухающие и затухшие.

Осыпи с коэффициентами менее 0,5 могут быть использованы для размещения в их низшей части земляного полотна и невысоких насыпях без дополнительных сооружений. Подвижные осыпи при трассировании дороги и следует обходить.

Спускающиеся в реку шлейфы осыпей, сложенных из крупнообломочного материала, хорошо фильтрующего, можно пересекать дорогой. При действующей осыпи, когда происходит накопление отложений, перед дорогой возводят улавливающую стенку для задерживания и накапливания осыпей обломков. Стенки устраивают из сухой кладки высотой 1,5-2 м, шириной 0,8-1 м при глубине заложения не менее 0,5 м.

При малом поступлении материала осыпи стенку периодически наращивают и строят дополнительные стены на массиве осыпи.

Материалы осыпей можно успешно использовать для отсыпки насыпей, а если они удовлетворяют требованиям к прочности каменных материалов, то и для устройства дорожной одежды и приготовления бетона.

Для защиты от крупных камней около дороги устраивают улавливающие рвы с валом или улавливающие стенки. На дорогах с интенсивным движением на участках с камнепадами в некоторых случаях приходится строить защитные галереи.

Большие массы разрушенных рыхлых и малосвязанных горных пород, накапливающиеся на крутых склонах и на дне ущелий, при интенсивных ливнях или при прорыве расположенных в верховьях ледниковых озер могут образовывать кратковременные грязевые или грязекаменные потоки, называемые селями. Селевые потоки — это смесь воды, грунта и камней с плотностью 1,2—1,9 т/м , стекающая после ливней по сухим долинам и руслам горных рек со скоростью до 5-6 м/с.

Наиболее целесообразно пересекать селевые потоки в пределах транзитного русла, где имеются устойчивые скальные берега и русло потока, как правило, жестко фиксировано. Водоток перекрывают одним пролетом моста с возвышением низа пролетного строения над горизонтом селевого потока не менее 1 м.

Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; Нарушение авторского права страницы

Источник

Контрольная работа по «Геология»

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 18 Декабря 2013 в 23:40, контрольная работа

Краткое описание

Геологическая работа моря приводит к образованию всех типов осадочных горных пород. При этом в разных зонах накапливаются осадки определенного типа.
У самого берега накапливаются наиболее крупные обломки – валуны, галька, гравий. На шельфе продолжается поступление обломочного материала, все более мелкого с увеличением глубины. Эта зона насыщена флорой и фауной, при отмирании которой накапливаются органогеновые осадки. В итоге здесь формируются пески, песчаники, илы, синие и черные глины, известняки.

Содержание

Задание 1. 3
Задание 2. Определение полного наименования песчаного грунта. 5
Задание 3. Определение полного наименования глинистого грунта. 6
Задание 4. Дать описание строительных свойств отложений. 7
Задание 5. Описать формы дислокаций пород. 8
Задание 6. Грунтово-геологический разрез. 9
Задание 7. Описание процесса внешней динамики земли. 11
Задание 8. Описание состояния и условий залегания воды в горных породах. 12
Задание 9. Характеристика минералов. 13
Задание 10. Описание горных пород. 14
Задание 11. Подсчет запаса месторождения строительных материалов и вскрыши среднеарифметическим способом на участке. 15
Вопрос 1. Значение геологии в дорожном строительстве. 16
Вопрос 40. Пучины и пучинообразование на дорогах. Меры борьбы с пучинообразованием. 17
Литература. 18

Вложенные файлы: 1 файл

контрольная работа.docx

Плотность – 2,7-2,8 т/м3.

Цвет – белый, желтоватый, серый, зеленоватый.

Твердость по шкале Маоса – 1.

Блеск – перламутровый, стеклянный.

Цвет черты – белая, землистая.

Характер излома – занозистый;

Устойчивость к выветриванию – поддается выветриванию.

Практическое применение – керамика.

Задание 10. Описание горных пород.

Происхождение – эффузивная горная порода.

Минералогический состав – Плагиоклаз, вкрапленники полевых шпатов, роговой обманки, биотита.

Структура – порфировая или гиалопилитовая.

Текстура – Плотная или пористая, часто флюидальная.

Цвет – тёмно-серый или почти чёрный.

Практическое применение – кислотостойкий материал и для специальных облицовок.

Происхождение – осадочная горная порода

Минералогический состав – каолинит, его состав: 47 % (мас) оксида кремния (IV) (SiO2), 39 % оксида алюминия (Al2О3) и 14 % воды (Н20). Al2O3 и SiO2.

Структура – алевропелитовая, псаммопелитовая структура.

Текстура – массивные неслоистые глины и разные типы слоистости. Слоистость обычно горизонтальная, реже волнистая, сплошная или прерывистая.

Практическое применение — гончарное производство, техническая керамика, производство цемента

Происхождение – магматическая горная порода.

Минералогический состав – полевые шпаты — 60-65% (ортоклаз и плагиоклаз, причем первый преобладает), кварц — 25-30% и темноцветные минералы — 5-10% (главным образом биотит, значительно реже роговая обманка).

Структура – крупнокристаллические зерна в мелкозернистом кристаллическом агрегате

Практическое применение — Используется для получения щебня (в дорожном строительстве), брусков, меньше — в качестве отделочного материала.

Задание 11. Подсчет запаса месторождения строительных материалов и вскрыши среднеарифметическим способом на участке.

Запас месторождения строительных материалов:

V=((2,87+3,05+3,05+4,12+2,88+ 2,95)/6)*108*205=69815 м3.

V=((0,16+0,18+0,18+0,23+0,31+ 0,09)/6)*108*205=4244 м3.

Вопрос 1. Значение геологии в дорожном строительстве.

Строительство современных автомобильных дорог требует устройства земляного полотна и дорожных одежд, возведения мостов, труб, жилых, служебных и промышленных зданий, а иногда и тоннелей. Все эти сооружения закладываются на поверхности земной коры или в ее толще. При этом возникает необходимость в возведении высоких насыпей или закладке глубоких выемок с проведением мероприятий, обеспечивающих устойчивость откосов. Естественно, что при постройке дорог строителю важно знать, какие горные породы будут служить основанием для сооружений, как они залегают, как изменяются их свойства, устойчивость, будет ли встречена при закладке оснований вода и на какой глубине.

Земная кора состоит из большого количества самых разнообразных горных пород. Одни из них прочны и устойчивы, другие же при передаче на них давления выдавливаются или сжимаются, вызывая осадку сооружений. Некоторые горные породы, как, например, глины и другие грунты, при малой их влажности и большом уплотнении устойчивы в основании сооружений, при насыщении же водой они размокают и становятся неустойчивыми. На устойчивость сооружений сильно влияют условия залегания пластов горных пород (т. е. будут ли они залегать горизонтально, наклонно или вертикально). В практике известно немало случаев сползания одного пласта по другому, что влекло за собой разрушение сооружений.
Стремление придать дорожным сооружениям высокую прочность и долговечность при минимальных расходах средств и материалов требует тщательного и всестороннего изучения геологических условий места строительства и учета их при проектировании и постройке.
Для этого при изыскании автомобильных дорог ведутся инженерно-геологические обследования по всей трассе дороги с более подробным изучением мест глубоких выемок, крутых косогоров, переходов через реки и болота, т. е. мест, где инженерно-геологические условия могут оказать наибольшее влияние на сооружение.

Весьма большое значение имеет знание геологического строения местности в разрешении вопроса о наличии дорожно-строительных материалов. Для строительства только 1 км автомагистрали I—II технической категории обычно требуется завозить 3—6 тыс. м 3 материалов — камня, песка, гравия и др. Изыскания местных материалов вблизи дорог и их использование позволяют значительно экономить народные средства.

Недоучет геологических условий и их влияния сильно осложняет производство работ, удорожает строительство и часто приводит к излишним расходам на ремонты и переустройства инженерных сооружений в процессе их эксплуатации. Поэтому при проектировании и строительстве автомобильных дорог необходимо в максимальной степени всесторонне учитывать и использовать весь комплекс природных условий района, где строится дорога.

Вопрос 40. Пучины и пучинообразование на дорогах. Меры борьбы с пучинообразованием.

Пучинами называют деформации дорожных одежд и земляного полотна, проявляющиеся зимой во взбугривании и потере ровности покрытия, а в период оттаивания при проезде автомобилем — в проломах одежды, вызванных снижением прочности переувлажненных грунтов.

Внешними признаками пучинистых мест в зимний период являются неравномерное поднятие участков покрытия, взбугривания отдельных мест покрытия или образование группы взбугриваний, развитых по площади проезжей части с различной степенью интенсивности. Значительная часть из них, как правило, имеет сетку трещин, концентрирующуюся у вершины бугров пучения, которые разрубают покрытие на отдельные куски различной величины и формы. Образование пучин может развиваться как по ширине проезжей части, так и вдоль нее. Иногда пучины в большей степени развиваются на обочинах, и их поднятие может оказаться большим, чем в зоне проезжей части. В весенний период после схода снега на пучинистых участках могут появляться влажные пятна, наблюдается иногда выход вместе с водой мелких частиц дренирующего слоя или грунта земляного полотна, а также волнообразные колебания дорожной конструкции при наезде транспортных средств. Эти участки имеют, как правило, значительно пониженную прочность и интенсивно разрушаются (образование выбоин, просадок и т.д.).

— увеличение высоты насыпи.

— калилляропрерывающие прослойки в основании насыпи.

— дренирующие прослойки в дорожной одежде или верхней части насыпи.

— усиление конструкции дорожной одежды, в том числе армирование

— теплоизолирующие прослойки в дорожной одежде или верхней части насыпи.

— введение солей, понижающих температуру замерзания и препятствующих перераспределению влаги при замерзании.

— уборка снега с обочин.

— дренаж верхней части земляного полотна.

— очистка и планировка кюветов, устройство отводных канав.

— гидроизоляция нижней или верхней частей насыпи

Литература.

1. Безрук В.М. Геология и грунтоведение, М., «Недра».
2. Попова З.А. Исследование грунтов для дорожного строительства, М., Транспорт 1985г.

Источник