Задание 1. Составление инженерно-геокриологического разреза

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное

Учреждение высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра «Гидрогеология и инженерная геология»

ИНЖЕНЕРНОЕ МЕРЗЛОТОВЕДЕНИЕ

Методические указания к лабораторным работам для студентов специализации 130101.65 «Поиски и разведка подземных вод и

инженерно-геологические изыскания»

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

УДК 551.34

ИНЖЕНЕРНОЕ МЕРЗЛОТОВЕДЕНИЕ: Методические указания к лабораторным работам / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Сост.: В.А. Усов, Т.Н. Николаева. СПб, 2013. 51 с.

Указания предназначены для студентов направления подготовки 130101.65 «Прикладная геология» специализации «Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания», изучающих курс «Инженерное мерзлотоведение». Приведены задания для выполнения лабораторных работ, которые сопровождаются теоретическим материалом, изложенным в конспективном виде.

Табл. 11. Ил. 3. Библиогр.7:

Научный редактор проф. И.П. Иванов

ISBN 978-5-94211-581-4

Ó Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», 2013

ВВЕДЕНИЕ

Целью инженерного мерзлотоведения (геокриологии) является изучение инженерно-геологических условий в районах развития многолетнемерзлых пород (ММП) и прогноз их изменений в процессе хозяйственного освоения территории. Инженерно-геокриологические исследования включают ряд этапов, удельный вес которых зависит от стадии и направленности изысканий: собственно инженерно-геокриологическую съемку с составлением карт и разрезов, характеризующих естественные мерзлотные условия; выявление опасных криогенных процессов, характерных для данного района; теплофизические расчеты, позволяющие прогнозировать динамику этих процессов, изменение параметров ММП, сезонно-талых и сезонно-мерзлых слоев (СТС, СМС) в связи с нарушением природных условий и во взаимодействии с проектируемыми инженерными сооружениями.

В настоящем учебном издании результаты полевых работ представлены в виде гипсометрических карт и описания скважин по 16 профилям-вариантам, а мерзлые горные породы, кроме того, охарактеризованы физическими свойствами, полученными в полевых условиях: суммарной влажностью, плотностью, криогенной текстурой. Для дальнейших расчетов приводится необходимый минимум метеорологических данных.

Задание 1. Составление инженерно-геокриологического разреза

Основным таксоном инженерно-геологического разреза является инженерно-геологический элемент (ИГЭ), т.е. монопородное геологическое тело, в котором расчетные показатели (физико-механические свойства) статистически однородны или меняются в заданных интервалах. Мерзлые горные породы, неравномерно насыщенные льдом, характеризуются гораздо большей изменчивостью, чем талые, и могут быть описаны как псевдооднородные. Этим и отличается инженерно-геокриологический разрез от обычного инженерно-геологического. Кроме того, на нем специальными знаками наносятся криогенные текстуры и крупные залежи подземного льда.

Студент по выбранному варианту-профилю составляет литологический разрез, используя гипсометрическую карту (приложения 1-2) и описание скважин (приложения 3-4). При составлении литологической основы учитывается только наименование породы. Рекомендованные масштабы: горизонтальный – 1:5 000 (масштаб карт 1:10 000), вертикальный 1:100. На врезках-колонках внемасштабными знаками изображаются криогенные текстуры. Далее, в соответствии с приложениями 5-6 по скважинам разносятся данные о суммарной влажности (цифрами через 1 м), и внутри литологически однородных слоев дополнительно выделяются прослои, в пределах которых влажность колеблется в заданных интервалах. Выделенные ИГЭ нумеруются непосредственно на разрезах и в дальнейшем служат основой таблицы для расчетов. Особенности сложения и криогенного строения выделенных ИГЭ детализируются в тексте инженерно-геокриологического заключения.

При составлении разрезов следует учитывать, что отложения представлены прибрежно-морскими и аллювиальными фациями с резкими, иногда субвертикальными контактами. Тем более это относится к контактам между ИГЭ.

В нижней части разреза необходимо выделить две строки, в которых наносятся мощность мохового покрова, мощность и плотность снежного покрова. Данные снегомерной съемки приведены в описаниях скважин.

По данным разреза составляется таблица «Состав, строение и физические свойства ИГЭ» по следующей форме:

№ ИГЭ	Наименование грунта	Суммарная влажность, wtot, д.ед.	Плотность мерзлого грунта, r f, кг/м3	Плотность сухого грунта, r d,f, кг/м3	Криогенные текстуры	Экстремальные значения влажности

Значения плотности мерзлых грунтов принимаются в соответствии с приложением 7, ориентируясь на интервалы влажности в пределах данного ИГЭ. Плотность сухого грунта вычисляется по упрощенной формуле:

(1)