ОСНОВЫ ГРУНТОВЕДЕНИЯ Грунтоведение является одним из разделов инженерной геологии. Слово «грунт» означает основу (немецкое слово « grund » - дно, основание). При строительстве горные породы, современные осадки и почвы используются в качестве оснований сооружений (гражданские и промышленные здания), среды, в которой находятся сооружения (тоннели, линии метрополитена), или материалы, из которого они строятся (земляные плотины, дамбы).

Геология почвоведение. В учебнике описаны теоретике-методические основы грунтоведения, его положение в системе геологических наук, состав и строение, химические, физико-химические, физические, биотические и физико-механические. И учебные пособия. Учебнике 'Грунтоведение.

Во всех этих случаях они называются грунтами. Таким образом, под грунтом понимается любая горная порода, современный осадок или почва, если они служат основанием, средой или материалом для каких-либо инженерных сооружений. По определению Е.М.

Сергеева, грунты - это любые горные породы или почвы, которые изучаются как многокомпонентные системы, изменяющиеся во времени, с целью познания их как объекта инженерной деятельности человека. Главное направление при изучении грунтов - познание их свойств (прежде всего физико-механических, таких, как прочность, деформируемость) и изменчивости свойств во времени под воздействием инженерных сооружений и природных факторов. Грунты представляют собой многокомпонентные системы, которые состоят из четырех компонентов - твердого минерального, газообразного, порового водного раствора и микроорганизмов.

Грунты изучают в лаборатории (в образцах) и в полевых условиях, т.е. В условиях их естественного залегания (в шурфах, шахтах, скважинах большого диаметра, в котлованах). Свойства грунтов зависят, прежде всего, от условий их образования. Эти условия в природе весьма разнообразны, поэтому грунты имеют различные свойства. Например, при остывании магмы формируются наиболее прочные скальные грунты, а при отложении частиц минералов и горных пород различного размера и формы в воздушной или водной среде формируются менее прочные, мягкие связные или рыхлые несвязные грунты.

На формирование и изменение свойств грунтов большое влияние оказывают процессы превращения осадков в горные породы (диагенез). В результате этих процессов могут измениться минеральный состав, пористость, плотность, другие свойства грунтов, при этом они обычно улучшаются. В дальнейшем свойства грунтов изменяются под влиянием среды, в которой они находятся.

При этом изменения свойств будут тем значительнее, чем больше различие между термодинамическими и химическими условиями формирования грунтов и условиями среды, в которой они находятся в дальнейшем. Например, на поверхности суши метаморфические породы (гнейсы, сланцы), сформировавшиеся при высоких давлениях и температурах, будут подвергаться изменениям в большей степени, чем пески, образовавшиеся в условиях, близких к условиям среды их существования. Свойства грунтов могут изменяться также вследствие тектонических процессов (поднятия, опускания, смятия в складки). Если условия залегания грунтов изменяются и в них появляются трещины, то свойства их ухудшаются. Таким образом, при оценке свойств грунтов следует учитывать их происхождение (генезис), в том числе процессы диагенеза, а также условия залегания и условия среды, в которой они находятся и находились со времени образования.

Горные породы и другие образования как грунты изучаются на разных уровнях - молекулярном, структурном и макроструктурном. Бустер плюреаль инструкция.. Для понимания природы структурных связей между компонентами грунта и оценки прочности и устойчивости грунты изучают на молекулярном уровне. На структурном уровне определяют структуру, текстуру, минеральный и петрографический состав грунтов. Это позволяет установить условия формирования физико-механических свойств грунтов. При исследованиях на макроструктурном уровне выделяют в разрезе различные по петрографическому составу грунты, определяют размеры и условия залегания образуемых ими геологических тел. Количественная оценка состава, состояния и свойств грунтов производится с помощью показателей, которые часто делят на три группы: классификационные, косвенные и прямые расчетные.

Первые используются на предварительных стадиях изучения для определения названия горных пород, их распространения и составления инженер но -геологических карт. Обычно их определяют в полевых условиях непосредственно у скважин (шурфов или обнажений) простыми, нередко визуальными способами или с помощью полевой инженерно-геологической лаборатории. К классификационным показателям относятся цвет, минеральный состав, структура, текстура, консистенция, пластичность, водопроницаемость, размокаемость и набухание грунта. Косвенные расчетные показатели определяются в полевых и стационарных инженерно-геологических лабораториях. Они используются на первых стадиях проектирования для оценки возможного поведения грунтов при взаимодействии с сооружениями, при наличии коррелятивной связи с прямыми расчетными показателями. Используются они и для получения прямых расчетных показателей. К косвенным расчетным показателям относятся обычно плотность грунта, плотность минеральных частиц, пористость, гранулометрический состав (процентное содержание частиц различного диаметра, т.е.

Фракций), влажность, пределы пластичности, число пластичности и др. Прямые расчетные показатели используют для расчетов при проектировании сооружений. Они определяются с помощью различных приборов и установок в лабораторных и полевых условиях на образцах или непосредственно в массиве грунтов.

К прямым расчетным показателям относятся коэффициент уплотнения (коэффициент компрессии), модуль компрессии, модуль общей деформации, модуль упругости, временное сопротивление сжатию, коэффициент трения, угол внутреннего трения, коэффициент сдвига, угол сдвига, сцепление, угол естественного откоса, коэффициент фильтрации, коэффициент водоотдачи, высота капиллярного поднятия, относительная просадочность, условная просадочность. Приведенное деление показателей применительно к некоторым из них является условным; например, такие классификационные показатели, как плотность грунта и плотность минеральных частиц, содержание воднорастворимых солей и др., могут быть использованы при расчетах как косвенные и прямые расчетные. Это зависит от стадии проектирования, типа грунтов (горных пород) и типа сооружения.

Изложены основные сведения из инженерной петрографии (грунтоведения): характеристики состава, строения, состояния и свойств горных пород и грунтов. Рассмотрены современные представления об особенностях массива горных пород и методах его исследования. Приведена методика изучения инженерно-геологических условий территорий освоения, а также технические характеристики современного оборудования, используемого для данных целей. Проанализированы характерные этапы составления прогнозных оценок условий разработки месторождений полезных ископаемых и строительства подземных сооружений.

Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки «Горное дело». В связи с необходимостью решения задач нефтегазовой отрасли, в последние годы вырос интерес к изучению геологического строения в пределах мелководных акваторий, особенно в криолитозоне. Одной из них является инженерно-геокриологическое и инженерно-геологическое обеспечение строительства и функционирования инфраструктуры месторождений углеводородного сырья на мелководной части шельфа арктических морей. При освоении этих месторождений и их разработке возникает необходимость строительства крупных инженерных объектов – морских портов, терминалов, наземных и подводных трубопроводов и др., – расположенных в береговой зоне арктических морей. Освоение и использование подземного пространства (ПП) Санкт-Петербурга, в том числе строительство новых сооружений, сохранение и реконструкция старинных зданий и архитектурно-исторических памятников должны базироваться на учете его пяти компонентов: грунты, подземные воды, микробиота, газы и подземные конструкции. Динамичность преобразования компонентов подземной среды определяет сложность инженерно-геологических и гидрогеологических условий, скорость их преобразования во времени и пространстве при техногенном воздействии: изменении напряженно-деформированного состояния (НДС) пород, трансформации окислительно-восстановительной и кислотно-щелочной обстановок, деятельности природной и привнесенной микробиоты, развитии и/или активизации природно-техногенных процессов. Уровень опасности возможных трансформаций компонентов ПП должен быть проанализирован в зависимости от особенностей взаимодействия подземной среды с проектируемыми и/или реконструируемыми сооружениями, принимая во внимание степень их ответственности и класс капитальности.

При этом особое значение приобретает длительность контаминации подземных вод, грунтов и конструкций, исторический аспект которой имеет особую важность при инженерно-геологическом анализе и оценке состояния компонентов ПП старинных городов, насчитывающих сотни лет своего существования. Освоение и использование подземного пространства (ПП) Санкт-Петербурга, в том числе строительство новых сооружений, сохранение иреконструкция старинных зданий и архитектурно-исторических памятников должны базироваться на учете его пяти компонентов: грунты, подземные воды, микробиота, газы и подземные конструкции. Динамичность преобразования компонентов подземной среды определяет сложность инженерно-геологических и гидрогеологических условий, скорость их преобразования во времени и пространстве при техногенном воздействии: изменении напряженно-деформированного состояния (НДС) пород, трансформации окислительно-восстановительной и кислотно-щелочной обстановок, деятельности природной и привнесенной микробиоты, развитии и/или активизации природно-техногенных процессов. Уровень опасности возможных трансформаций компонентов ПП должен быть проанализирован в зависимости от особенностей взаимодействия подземной среды с проектируемыми и/или реконструируемыми сооружениями, принимая во внимание степень их ответственности и класс капитальности.

При этом особое значение приобретает длительность контаминации подземных вод, грунтов и конструкций, исторический аспект которой имеет особую важность при инженерно-геологическом анализе и оценке состояния компонентов ПП старинных городов, насчитывающих сотни лет своего существования. Рассмотрены основные теоретические положения региональной инженерной геологии, наиболее важные определения и понятия, структура дисциплины, принципы и подходы к изучению инженерно-геологических объектов. Показана дискуссионность изучаемых вопросов. Учебное пособие предназначено для студентов специальности 080300 «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания». Оно может быть использовано также магистрантами и инженерами-геологами в их научно-исследовательской и практической работе. В последние годы благодаря расширению сотрудничества российских проектно-изыскательских и строительных организаций с зарубежными инвесторами и строительными фирмами, а также в связи с заметным участием российских специалистов в международных симпозиумах, конференциях и научно-технических публикациях возникла необходимость обновления и уточнения профессиональной терминологической базы, обеспечивающей удобство и быстроту перевода изыскательских материалов и статей с одного языка на другой, часто без помощи переводчика.

Особенности предлагаемого словаря состоят в следующем.