Кіріспе. Бұл әдістемелік нұсқау геотехника пәні бойынша орындалатын лабораториялық жұмыстар М

Бұл әдістемелік нұсқау геотехника пәні бойынша орындалатын лабораториялық жұмыстар М. Әуезов атындағы ОҚМУ құрылыс мамандығында оқитын студенттерге арналған.

Лабораториялық жұмыстардың мақсаты студенттерді әр түрлі ғимараттардың негіздері мен іргетастарын жобалағанда қолданатын грунттар мен тау жыныстарының геологиялық физикалық қасиеттерін анықтау, зерттеу әдістерімен таныстыру болып табылады.

Лабораториялық жұмыстар мүғалімнің басшылығында студенттер өздігінен орындайды. Ол үшін академиялық топ лабораториялық жұмысты орындау үшін бригадаларға бөлінеді. Әр бригадада 3-4 студент болады. Әрбір студент лаборатория жұмысын орындағанда олардың әр қайсысында журнал болып, ол журналда төмендегілер міндетті түрде жазылады:

1. Анықталатын қасиеттар туралы түсінік.

2. Анықталатын қасиеттердің практикалық маңызы.

3. Жұмысты орындау әдісі.

4. Жұмысты орындайтын құрал-саймандардың қысқаша сипаттамасы.

5. Орындалған лабораториялық жұмыстың нәтижелері.

6. Алынған нәтижелердің графиктері және т.б

Лабораториялық жұмысты орындаудан алдын студенттер лабораториялық жұмыс және қолданатын құрал-саймандармен танысып, үйреніп орындалатын жұмыстардың нәтижелерін жазатын таблицалар, графиктер, журналдар дайындау қажет.

Лабораториялық жұмысты орындағаннан кейін студенттер өздерінің жазған жазуларын оқытушыға көрсету қажет.

Лабораториялық жұмыстар төмендегі тәртіпте орындалады:

Жұмыстың реттік нөмірі	Жұмыстың мазмұны
	Кіріспе
	Үлгі бойынша жыныс түзгіш минералдарды анықтау және сипаттау
	Үлгі бойынша магмалық жыныстарды анықтау және сипаттау
	Үлгі бойынша тұнба жыныстарды анықтау және сипаттау
	Үлгі бойынша метаморфтық жыныстарды анықтау
	Топырақтың негізгі физикалық қасиетін анықтау (тығыздығы, ылғалдылығы)
	Топырақтың жіктеме көрсеткішін анықтау (сазды грунтардың ылғалдылығын сипаттау)
	Құмды грунттардың гранулометриялық құрамын елек әдісімен анықтау
	Грунттың қатты бөлшектерінің тығыздығын анықтау (СОҒЗЖ)
	Дисперсті грунттардың фазалық жағдайымен олардың негізгі құрамы (СОҒЗЖ)
	Грунттардың толық атын анықтау (СОҒЗЖ)
	Грунттың оптимал ылғалдығын анықтау (СОҒЗЖ)
	Құрылыс алаңының геологиялық қимасын құру және ондағы грунттардың шартты есептік кедергісін анықтау (СОҒЗЖ)
	Құмды топырақтың табиғи құлау бұрышын анықтау
	Компрессиондық әдісімен грунттың деформациялық қасиеттерін анықтау
	Бір жазықтықта қию приборында топырақтың беріктік қасиеттерін анықтау
	Сары топырақтың салыстырмалы шөгуді анықтау

Лабораториялық жұмыс № 1

Үлгі бойынша жыныс тузгіш минералдарды анықтау және сипаттау

Жұмыстың мақсаты: тау жыныстарын құрайтын минералдардің түрлері мен физикалық қасиеттерімен танысу

Теориялық бөлім

Жер қыртысының минералдарының жалпылай мәліметтер және олардың физикалық қасиеттері

Жер қыртысының үстіңгі қабаты әр түрлі тау жыныстарынан құралған болып, ол өз ретінде минералдардан тұрады.

Минералдар бұл табиғи зат, олар химиялық құрамы және физикалық қасиеттері бойынша бір түрлі болып жер қыртысындағы физикалық-химиялық процестердің нәтижесінде пайда болған. Осылардың ішінде құрылысқа керекті тау жыныстарын құрайтын минералдар небары 250-300. Осы тау жыныстарын құрайтын минералдар ішінде негізгі және екінші дәрежелі минералдар деп бөлуге болады.

Минералдың көпшілігі кристалдық заттардан тұрады. Олардың кристалындағы атомдар кеңістегі тордың түйінінде заңды түрде жайғасады. (1-сурет)

Сурет-1. Хлорлы натрий кристалының кеңістіктегі тор кестесі.

Жоғарыдағы жағдайға сәйкес көпшілік минералдардың кристалдары түзу көпбұрышты болып келеді (сурет-2).

Сурет-2 Кристалдың әртүрлі формасы

Минералдар химиялық құрамы бойынша классификацияланады. Бұл классификация бойынша минералдар 10 топқа бөлінеді. Олар төмендегілер:

1.Силикаттар

2.Карбонаттар

3.Тотықтар

4.Сутотықтар

5.Сульфидтер

6.Сульфаттар

7.Галоидтар

8.Фосфаттар

9.Вольфрамиттер

10.Өзінше пайда болған элементтер

Осы минералдардың ішінде ең көбі- силикаттар. Олар барлық минералдардың 2/3 бөлігінен артығын құрайды, яғни жер қыртысындағы минералдардың 85% шамасын құрайды.

Минералдарды бір-бірінен ажырату олардың физикалық қасиеттері бойынша анықталады: түсі, қаттылығы, біріктірілгендігі, жылтырақтығы, сынуы болып табылады.

Түсі. Минералдардың түсі олардың химиялық құрамына байланысты болады, бірақ кейбір кезде олардың түсі минералдардың ішіндегі қоспаға байланысты өзгеріп тұрады.

Минералдар түсі бойынша төмендегідей екі негізгі топқа бөлінеді:

1.Ақшыл минералдар, бұларға түссіз, ақшыл түстілер, ақ, боз сары, қызғылт түсті минералдар. Мысалы, кварц, гиппс, кальциттер.

2.Күңгірт минералдар, бұларға аз мөлдірлі-қара, қара-жасыл, қара-бозғылт, сары-құба минералдар. Мысалы, мүйізді алдаушы және т.б.

Қаттылығы. Бұл бір минералдың екінші минералды сызу қабілетіті арқылы анықталады. Минералдардың қаттылығы алдын ала белгілі минералдардың қаттылығымен салыстыру арқылы анықталады. Қаттылықты анықтағанда Моос шкаласынан пайдаланылады. (таб.1)

Кесте 1.

Моос шкаласы.

Қаттылық баллы	Минералдың аты	Дала кестесі (шкаласы)
	Тальк	Жұмсақ қалам сызат қалдырады, тырнақпен сызылады
	Гипс	Тырнақпен сызылады
	Кальций	Жезден жасалған монета сызат қалдырады
	Фелюрит	Пышақпен сызылады
	Апатит	Қалам шығаратын пышақ минералға сызат қалдырады. Әйнек сызат қалдырады.
	Дала сипаты	Пышақ әлсіз сызат қалдырады. әйнек сызат қалдырмайды
	Кварц	Пышақпен сызылмайды
	Топаз	Әйнекті кесу мүмкін. Кварц сызат қалдырады
	Корунд	Кварц сызат қалдырады
	Алмаз	--------------------------------------

Біріктірілген беріктік. Бұл кристалды минералдардың соққының салдарынан белгілі бағыт бойынша тік жатықтарға бөлінуі. Олар төмендегілерге бөлінеді:

1.Тым мүлтіксіз – мұнда минералдар жұқа күйтабақтарға оңай ажыралады. Мысалы слюда.

2.Мүлтіксіз – мұнда минералдар ажыралғанда олар сынады. Мысалы астұзы, ортаклаз.

3.Мүлтікті – мұнда бөлінген минералдарда кейбір жерлерінде тегіс жатықтықтарды көруге болады. Мысалы апатит.

4.Біріктірілгендігі жоқ. Мұнда соққының нәтижесінен минералдар майдаланып кетеді. Мысалы кварц.

Жалтырақтық. Жалтырақтық бұл минералдың жарық түскен салдарынан оның бетіндегі шағылысуы. Жалтырақтық төмендегі түрлерге бөлінеді: шыны тәрізді (кварц, дала шпаты), майлы (тальк), металл түсті (пирит), шайы тәрізді (гипс, селенит), інжу тәрізді (слюда, тальктің түрлері), ақшыл түсті (каолинит) және т.б.

Сыну. Мұнда әртүрлі минералдар, өздігінен бөлінуі, ажыралуы бойынша әртүрлі сынады. Сыну бойынша минералдар төмендегілерге бөлінеді: біріктірілуі бойынша (кальцит), ретсіз тәртіпсіз сыну (кварц), топырақ тәрізді сыну (каолинит) және т.б.

Негізгі тау жыныстарын құрайтын минералдар және оларды анықтау

Жер қыртысының негізгі тау жыныстарын құрайтын минералдар: бұл дала шпаты, ортаклаздар, плагиоклаздар, мүйіздік алдаушылар (роговая обманка), авгит, оливин, каолинит, доломит, қоңыр темір, пирит, сұр колчеган, гипс, слюда, хлорит, кварц және т.б.

Дала шпаты. Дала шпатының тобына химиялық құрамы тектес және физикалық қасиеттері жақын кристалдық минералдардың көбі кіреді. Дала шпаты қаттылығы Моос шкаласы бойынша 6 және өте жақсы біріккен шыны тәрізді жалтырақ.

Ортаклаздар. Ортаклаздар калий тұзымен бірге алюминий-кремний қышқылынан тұрады (К₂О Al₂ O₃6SiO₂). Олар қызғыш, от сияқты қызыл, сары немесе сұр-қызғыш түсті және ақ немесе сұр түсті болады.

Оның меншікті салмағы 2,5-2,6. Бұл бір-бірінен тура бұрыш бойынша екі бағытта жатақтылықпен бөлінеді.

Ортаклаз гранит, сионит және басқа тау жыныстарының құрамында үлкен мөлшерде жиі ұшырайды.

Плагиоклаз. Бұл натрий, калий тұзымен бірге алюмений, кремний қышқылынан тұрады. Мұнда натрий мен калийдің қатынастары әртүрлі СаО (Na₂OAl₂O₃-2SiO₂)Олар көлбеу бұрышпен бөлінеді, түсі көбінесе қара-сұр немес сұр: меншікті салмағы 2,2-2,6 г/см³.

Мүйіздік алдаушы және авгит. Бұл екі минерал күрделі силикатқа жатады (кремний қышқылының тұзы). Олардың құрамында темір, кальций және магний бар, Моос шкаласы бойынша 5-6 арасында. Меншікті салмағы 2,9-3,5 г/см3. Түсі қара жасылдан қараға дейін. Мүйізді алдаушы, граниттер, сиониттер, диориттер және басқа да тау жыныстарының бір бөлігі болып саналады.

Слюда. Бұның екі түрі бар: бірі биотит – қара слюда, екіншісі – ақ слюда. Биотит пен мусковит құрамында темір, магний және калий бар күрделі алюминий силикат қышқылына жатады. Слюданың бір айырмашылығы оның мүлтіксіз біріктілігі. Қаттылығы Моос шкаласы бойынша 2 -3, түсі шыны немесе інжу тәрізді, меншікті салмағы 2,7 -31 г/см³.

Оливин (перидот). Бұл темірлі магний мен орта кремний қышқылынан тұрады (MgFeSiO₂). Бұл оливково-жасыл кристалдық минерал болып, қаттылығы 6-7 аралығында, меншікті салмағы 3,2 – 3,6 г/см³. Оливин диабаз және базальт сияқты тау жыныстарының құрамына кіреді. Кейбір тау жыныстары толық оливеннен тұрады. Мысалы: дунит, перидотит.

Хлорит. Күрделі су силикатынан құралған. Бұл екінші дәрежелі минерал болып жоғарғы температура жән үлкен қысымның әсерінен слюда, мүйізді алдаушы немесе авгиттың бөлінуінен пайда болады. Мұнда температура минералдың балқуынан жетпейді. Хлорит үшін жасыл түс, қаттылығы үлкен емес. Моос шкаласы бойынша 2-3 және шыны тәрізді жапырақ. Меншікті салмағы 2,6-3, г/см3.

Каолинит. (2H₂OAl₂SiO₂). Бұл дала шпаты және басқа да алюминий силикаттарының мүжілуінен пайда болған. Топырақ түстес минерал. Түсі ақ немесе сарғыш түсті ақшыл жалтырақты. Қаттылығы Моос шкаласы бойынша 1 – 1,5 аралығында жататын минерал.

Химиялық құрамы бойынша – алюминий кремний қышқылынан тұрады. Таза күйінде каолинит басқа сазды грунттар сияқты аз жолығады.

Кальцит. Бұл екінші дәрежелі минерал болып карбонаттар тобына кіреді. Калцит көзге көрінетін кристалдан құралып соққының салдарынан ол біріккен жатықтықпен бөлінеді. Түсі ақ қаттылығы Моос шкаласы бойынша – 3. Кальцит табиғи жағдайда үлкен топталған күйде ұшырайды. Мысалы: мрамор және басқалар.

Кальцит көмірқышқылын шығарғандықтан 10 % НСL қайнағанда оны тез анықтауға болады.

СаСО_{3 +} 2НСL= CОCL₂+H₂O+CO₃

Кальцитке химиялық құрамы бойынша ең жақын минерал, бұл доломит, ол екі тұздан кальций мен магнийден құралған (CaCO₃ Mg Ca₃). Бұл кальцитке қарағанда біраз қаттылау. Моос шкаласы бойынша 3,5-4,0 және 10% HCl қайнайды.

Кварц. Екі тотықты кремнийге (SiO₂)жатады. Кварц тотықтар тобына жатады. Табиғатта көп ұшырайтын минерал. Көбінше ол түссіз немесе ақшыл түске ие, қаттылығы Моос шкаласы бойынша 7 жылтырлықғы шыны тәрізді, тәртіпсіз сынады, меншікті салмағы 2,6 г/ см³. таза күйінде кварц басқа тау жыныстарының ішінде кейбір кезде кездеседі.

Физикалық және химиялық жағынан кварц тұрақты өзгермейтін минералдарға жатады. Тынық күйіндегі кристалды кварцтарды хрусталь деп атайды. Таза кварцтан тыс тұнық көрінбейтін кварцтарда ұшырайды.

Құба темір немесе лимонит (2Fe₂O₃3H₂O). Топырақ түстес адыр –бұдырлы минерал. Бұл 4-ші топ су тотықтар (гидроокси) тобына жатады. Түсі құба – сарғыш, қызыл – құба, сарғыш, қаттылығы Моос шкаласы бойынша 1 – 5,5 аралығында, меншікті салмағы 3,4 – 3,5 г/ см³. Бұл екінші дәрежелі минерал болып магнитті темірдің ажырауынан пайда болған. Құба түстес темір табиғатта көп таралған минералдардың қатарына жатады. Ол таза топталған күйінде немесе тау жыныстарына ораласқан қоса күйінде жолығады.

Пирит немесе сұр колчеган (FeS₂). Сарғыш алтын тәрізді түске, ие, қаттылығы Моос шкаласы бойынша - 7 меншікті салмағы 5г/см³ , металл тәріздес. Ауа мен судың әсерінен пирит мүжіліп, күкірт қышқылы пайда болады. Пиритті ұзақ пайдаланатын құрылыс ғимараттарында пайдалануға болмайды, ол мүжіліп ғимараттың пайдалану мерзімін қысқартады.

Гипс (CaSO₄ 2H₂O). Бұл кристалдық минерал болып табылады, көбінесе ақ түсті немесе сарғыш, қызғыш түсті. Қаттылығы Моос шкаласы бойынша – 2 жалтырақтығы шыны тәрізді немесе інжу тәрізді. Меншікті салмағы – 2,3 г/см³.

Минералдарды анықтау. Минералдар оптикалық, химиялық және басқа да әдістермен анықталады. Минералды анықтау дала жағдайында көзбен көру макроскопиялық әдіс арқылы минералдардың физикалық қасиеттарін анықтау көп қолданылады. Минералдарды макроскопиялық әдіспен анықтауда қарапайым, құралдар мен реактивтер пайдаланылады. Бұлар балға, қалам шығаратын пышақ, лупа айна және 10% тұз қышқылы.

Осы құралдар бойынша минералдардың түсі, қаттылығы, біріктілігі, жалтырақтығы және сынуы анықталады.

Керекті материалдар мен құрал- саймандар: жер қыртысының минералдарын үйрену үшін, олардың қасиеттерін анықтау үшін арнайы геологиялық әдебиеттер керек.

Олар төмендегілер:

1. В.М.Безрук, М.Т.Кострико

«Геология және грунттану» Издательство «Недра» 1989г

2. Маслов.Н.Н.

«Инженерлік гоелогия» 1977

3.Коломенский.Н.В

«Арнайы геология» «Недра» 1969г

4.Ананьев.В.П, Передельский.Л.В

«Инженерлік геология және гидрогеология» «Высшая школа»

5.Зиангиров.Р.С, Быкова.В.С, Полтев.М.В

«Құрылыстағы инженерлік геология» 1989г

Бақылау сұрақтары

1. Минералдардың классификациясы

2. Минералдардың физикалық қасиеттері

3. Тау жыныстарын құрайтын негізгі минералдар

4. Минералдарды анықтау

Бақылау түрі

Сұрақ - жауап жазба түрде

Лабораториялық жұмыс № 2

Үлгі бойынша магмалық жыныстарды анықтау және сипаттау

Жұмыстың мақсаты: магматикалық тау жыныстарын үйрену және танысу

Жұмысты сипаттау

Грунттардың қасиеттері көбінше олардың пайда болу ата-тегіне байланысты болады. Геологияда тау жыныстары өзінің пайда болуы бойынша (генезисі) төмендегі негізгі үш геолого-генетикалық топқа бөлінеді: магматикалық, метаморфиялық және шөгінді.

Магматикалық топқа жердің ішкі жағынан, балқыған, (еріген) магманың жер бетіне атқылап шығуы, содан кейін бірте-бірте қатаюынан пайда болған тау жыныстары жатады (кесте1). Магма жердің терең қабатында газ араласқан силикатты сұйық пайда болып олар қысымы аз жерден (жарықтан) жер бетіне атқылап шығады. Бұларға мысал ретінде гранит, диорит, базальт, диабаздарды келтіруге болады.

Магматикалық тау жыныстарының қасиеттері олардың қатаюына, температурасына, қысымына және магманың құрамы мен қатаю жылдамдығына байланысты.

Магматикалық жыныстардың қасиетіне олардың химиялық және минералдық құрамдарының әсері үлкен. Магманың құрамында 80-85% SiO₂ бар. Осы SiO₂ құрамы бойынша магматикалық жыныстар төрт топқа бөлінеді:

1. Қышқылдар SiO₂>65% (граниттер, порфирлер, кварциттер және т.б)

2. Орташа SiO₂ -65-52% (сиониттер, диориттер, порфириттер және т.б)

3. Негізгілер SіО₂ -52-40% (габбро базальттар, диабаздар және т.б)

4. Күлгін негіздер SiO₂ <40% (пироксениттер, перидотиттер және т.б). Олардың мүжілуіне, беріктігіне және бірқатар басқа да қасиеттері осы химиялық құрамына байланысты.

Қажетті құрал - саймандар мен материалдар

Бұл жұмысты орындау үшін төмендегі арнайы әдебиеттер қажет:

1.Ананьев В.П, Коробкин В.И

Инженерлік геология. М., Высшая школа,1973

2.Ананьев В.П, Передельский Л.В

Инженерлік геология мен гидрогеология. М., Высшая школа,1980.

3.Зангиров Р.С, Быкова В.С, Полтев М.П.

Инженерлік геология құрылыста. М.,Строй издат 1986.

4.Маслов Н.Н

Грунттар механикасы мен инженерлік геологияның негіздері. М., Высшая школа.,1982.

Бақылау сұрақтары

1. Магматикалық жыныстардың пайда болуы

2. Магматикалық жыныстардың түрлері

3. Химиялық құрамы

Бақылау түрі

Сұрақ - жауап жазба түрде

Кесте 1

Минералдар және тау жыныстарының топы	Химиялық құрамы	Тау жынысы ның структурасы	Тау жынысы ның текстурасы	Тау массивітін структурасы
Қышқылдар (SiO2>65%)	Орташа (SiO2=52..65%)	Негізгілер (SiO2=40..52%)	Күлгін негізгілер (SiO2<40%)
Калилы	Кальцийлі Натрий
Интрузивтік	Гранит	Гранодиорит	Сиенит	Диорит	Габбро	Дунит, перидотит Пироксенит	Поликристалды Порфиртәрізді	Шомбалды Гнейсты	Батолиттер,шток лаколиттер, лакополиттер, факолиттер, дайкттер, силлар
Эффузивтік	Липарит Липариттік порфир	Дацит Дацитті порфир	Трахит Трахитті порфир	Андезит Андезитті порфир	Базальт долерит Базальтты порфир Диабаз		Толықсызкристалды Порфирлы Шынымақта	Шомбалды Көпіршікті Пористая	Жамылғыларкумбезді
Тау жыныстарын	Кварц, калилі дала шпаты, қышқылды плагиоклаз	Калийлі дала шпаты, орташа плагиоклаз	Орта плагиоклаз	Негізгі плагиоклаз	Пироксен дер, оливин	Ақшыл минералдар
Биотит, мүйезді алдаушы, пироксендер	Пироксендер, мүйізді алдаушы, оливин	Түсті минералдар

Лабораториялық жұмыс № 3

Үлгі бойынша тұнба жыныстарды анықтау және сипаттау

Жұмыстың мақсаты: шөгінді (тұнба) жыныстардың түрлерімен танысу және үйрену

Теориялық бөлім

Шөгінді тау жыныстары (кесте 1). Бұлар жер бетінде ең көп тараған және олар алуан түрде кездесіп, қасиеттері тез өзгеріп тұрады.

Шөгінді тау жыныстары ауа, сулар мен желдердің арқасында және олардың физикалық, химиялық мүжілуінен жерлерде топталып жиналуынан пайда болған заттар. Шөгінді тау жыныстарының көпшілігі екінші минералдардан немесе қырлы бұрышты немесе тегістелген сынықты бірінші минералдар мен тау жыныстарынан тұрады. Шөгінді тау жыныстарының көпшілігі аз қаттылыққа ие болып тұз қышқылында қайнайды. Шөгінді тау жыныстары өздерінің генезисі бойынша төмендегі алты топқа бөлінеді:

1. Сазды және шаңды.

2. Бір-бірімен бірікпеген және сынықты жыныстар.

3. Бір-бірімен біріккен сынықты.

4. Биогендік шөгінділер.

5. Айрықша құрамдағы жағдайлардағы және қасиетке ие шөгінділер

6. Тектогендік топталған жыныстар.

Академик Ф.П. Саваренскийдің ұсынысына сәйкес шөгінді жыныстар төмендегі классификацияға бөлінеді:

Осының нәтижесінде ірі сынақты тау жыныстары, құмдар, сазды грунтар қабаттары пайда болады, осындай шөгінді грунттардың өзен аңғарларында пайда болуы грунттардың алювиалдық тау шөгінділері деп аталады. Бұл шөгінді грунт өзеннің жоғарғы жағынан тыс барлық жерінде ұшырайды.

1. Мұздардың әрекетінен болған грунттар. Мұздар таулы және материктегі мұздар болып екіге бөлінеді. Биік тауларға жауған қарлар күннің көзінен еріп, түйіршігі мұзға айналып, қатты тығыздалып, қалыңдығы бірнеше жүз метрге айналған мұздар пайда болады. Жоғары биікте жатқан қабаттың қысымынан мұз қиялық бойынша қозғалып ери бастайды. Мұздар тәулігіне 0,2м және одан да көбірек жылжиды.

Мұздар жылжығанда үлкен қирату (бұзу) жұмыстарын орындайды. Ол жолындағы желдің салдарынан мүжілген бөлшектерді, тау жыныстарының шошиып шығып түрған жерлерін сындырып, үйкелістің салдарынан одан әрі майдаланған бөлшектерді мұз өзімен бірге алып кетеді.

Майдаланған көп бөлігі мұзбен бірге араласып қозғалып, төмен қарай қозғалады. Осы мұзбен бірге жылжитын материал осы қозғалатын массаның 50%-дейін құрайды.

Мұзбен келген майдаланған тау жыныстары және сазды грунттардың бөлшектерінің үлкен массасы келешекте теңіз шөгінділеріне айналады. Бұл шөгінділердің бір айырмашылығы олар ірілігіне қарамастан жайғасқан болады.

2.Көлдер және оларда пайда болған грунттар. Көл, бұл теңізбен байланысы жоқ тұйық қазан шұңқырдағы су массасы.

Үлкен көлдегі геологиялық шөгінділер, бұлар ірілігімен орналасқан өзен суларымен ағып келген минералдар мен тұздардан құралған.

Көлдерде пайда болған шөгінді тау жыныстары әртүрлі, олар көлге келіп түсетін материалға, көлдің үлкендігімен тереңдігіне, жергілікті климаттағы және басқа себептерге байланысты.

Әдетте көлдің жағалауына едәуір ірі аллювий жайғасады, шаңды сазды бөлшектер көлдің орта бөлігіне түбіне жайғасады. Кейбір кезде көлдің түбінде шөгінді грунттармен бірге өсімдік пен жануарлардың (жәндіктердің) қалдықтары үшырайды.

3.желдің әсерінен пайда болған грунттар. Желдің әсерінен пайда болған геологиялық процестер эоловиялық процестер деп аталады. Желдің әсерінен әдетте тау жыныстары мүжіле(бүзыла) бастайды.

Жел де су сияқты үлкен қирату жүмыстарымен бірге пайдалы жұмыстар істейді. Желдің қирату жұмысы - бұл жұқа мүжілген тау жыныстарынан пайда болған материалдарды жер-жерге таратып оларды механикалық түрде майдалап отырады. Желдің әсерінен жер-жерлерде пайда болған грунттарды эоловиялык грунттар деп атайды (мысалы, құмдар, кейбір сары топырақтар, лесстер).

Эоловиялық құмдар ТМД елдерінің шөлді аймақтарының үлкен аудандарын қамтиды.

4.Теңіз сулары әрекетінен пайда болған грунттар. Теңіз суларының толқындарынан тау жыныстары мүжіледі, нәтижесінде теңіз жағалаулары кеміріліп бұзылады.

Жоғарыдағы (таблицадағы) төрттік дәуірде пайда болғандардың ішіндегі ең көп таралғандары 1 мен 2 топтағы грунттар. Бұлардың өздері генетикалық типтеріне байланысты 9 топқа бөлінеді:

1.Элювиалдық грунттар. Бұлар тау жыныстарының мүжілуінен пайда болып, олар өздерінің негізгі жыныстарынан үзақта жатпайды. Бұл грунттар сол мүжілген тау жыныстарының құрамы мен түріне байланысты және олар

жоғары дәрежеде біртектес емес яғни әртүрлі құрамда болады.

2. Делювиалдық грунттар. Жаңбыр және қар суларының әсерінен
мүжілген^майда бөлшектер судың жылдамдығы азайған жерде тоқтап шөгебастайды (шөгіндіге айналады). Осының нәтижесінде біртіндеп грунттыңмайда бөлшектері жиналып, олардың үлкен жамылғы делювий қабаттарыпайда болады.

Сазды делювий грунттар құрамы бойыншабіртектесболмайды.
Әдетте делювий грунттар негізгі тау жыныстарын жауып жатады.

3. Коллювиалдық грүнттар. Бұл грунттар қиялықтардың гравитациялық процестерінен опырылып қүлауынан (көшуінен) жиналған(топталған) борпылдақ грунттар. Бұл грунттардың ірілік бойынша реттелуі әртүрлі. Опырылып құлаған грунттардың қалыңдығы онша үлкен болмайды.

4. Пролювиалдық грүнттар. Таулы жерлерде уақытша тасқын сулар (сел сулар) өзінің жолында әртүрлі тау жыныстарын соның ішінде майда саз бөлшектерімен бірге үлкен тастарға дейін ағызып кетеді. Осы ағызылған материалдар тау бөктерінде жиналады. Осының салдарынан әртүрлі материалдан, фракциядан құралған пролювиалдық шөгінді пайда болады.

5. .Аллювиалдық грунттар. Өзен суларының жылдамдығының
әртүрлілігіне байланысты. (әдетте қиялық жерде жылдамдық үлкен, тегіс жерде жылдамдық төмен), тау жыныстары өздерінің ірілігі бойынша іріктеліп

Осындай үлкен көп рет қайталанушы күштерге ешқандай тау жыныстары төтеп бере алмайды. Бұған мысал ретінде Қара теңіздің Шығыс жағалауын (Гагра қаласы аймағы) алсаң болады. Мұнда жеті жыл ішінде толқынның әсерінен 200м жағалау кеміріліп жуылып кеткен.

Осы мүжілуден пайда болған тау жыныстарының бөліктері одан әрі майдаланып, олар толқынның салдарынан бірнеше рет домаланып, бір-бірінің үйкелісінің нәтижесінде өте тегіс болады: уақыт өткен сайын осы бөлшектер азайып, бір бөлігі өте майда сазды грунттардың бөлшектеріне айналады. Олар өз ретінде теңіз суларының ағысымен теңіздің ұзақ жерлеріне барып жиналып, шөгінді өте әлсіз (лайлы) грунт қабатын пайда етеді.

Екінші жағынан теңіз суларында бөлшектелінген химиялық және органикалық тау жыныстары пайда болады.

Ірі тау жыныстары мен құмдарды теңіз жағалауларының барлық жерінен ұшыратуға болады, олар өте тегіс жылтыр.

Теңіз жағалауының бұзылуынан пайда болатын өте майда бөлшектер сумен бірге теңіз түбіне жиналады. Осының салдарынан әртүрлі теңіз шөгінділері, әртүрлі іріліктегі құмдар, лайлар, саздар және басқа да шөгінді грунттар пайда болады. Осы шөгінді грунттар тығыздалған кейін әк тастарға, доломиттермен қатты тығыздалған саздардың қабаттарына айналады.

Кесте 1

Шөгінді жыныстардың топтары	Генетикалық топтар	Генетикалық турлер	Фациялар
Теңізді	Неритті немесе 200м-гей дейін саяз судағы	Озен жағасында, шельфтегі	Жартас және тастар, жұмыр тастар, құмдар ұлутас
Батиалды 200…..3000м дейін	Терең шельфте (континенталдық қиялықта)	Көкшіл, жасыл, қызыл, көк, вулкандық және маржанды балшық
Абиссалды 3000м және оданда тереңдікте	Пелагиалық	Қызғыш терең судағы саздар, геобигериновалдық балшықтар
Континталь-теңізді	Атыраулық	Аллювиалдық, теңіздік, балшықтық	Құмды, балшықты, торфты
Лагундық (жоғары немесе төмен тузды)	Көлдегі неісе тоңіз көлдегі	Тұздар және ұлутас
Эстуармалық (қуйылыстағы)	Теніз-алювиалдық	Саз, балшық, үлутас
Континентальды	Элювиалдық	Жер үстіндегі делювий	Жұмыр, қой және малта тастар балшықты топырақ, қара торақ, қомір топырақ, сор топырақтар
Гравитациолық Сулы	Коллювиалдық, қүлаудан, опырылыстан. Илювиалдық үңгірдегі шөгінді. Делювиалдық, пролювиалдық. Аллювиалдық, теңіздегі алювиал	Иллювиалдық, криогенді үңгірлі шөгінділер. Делювиалдық, селден, қүры атырауда, Сары топырақтар, арналарда, жайылмадағы шөгінділер
Гляциалдық	Көл теңіздегі алювиал Муздан Флювиогляциалдық. Мұзды көлден Музды теңізден. Эоловиалды	Атырау шөгінділер. Тушысулардағы және тузды көлдегі. Мұзды, теңіз шөгінділер. Кесекші шөгінділер. Ленталы шөгінді. Айсбергті теңіздегі ленталы саздар. Қардан, метеориттен, вулкандық, эоловиялық қумдардан және Сары топырақ шөгінділер

Керекті құрал саймандар және материалдар

Бұл жұмысты орындау үшін төмендегі арнайы әдебиеттер қажет:

1.Ананьев В.П, Коробкин В.И

Инженерлік геология. М., Высшая школа,1973

2.Ананьев В.П, Передельский Л.В

Инженерлік геология мен гидрогеология. М., Высшая школа,1980.

3.Зангиров Р.С, Быкова В.С, Полтев М.П.

Инженерлік геология құрылыста. М.,Строй издат 1986.

4.Маслов Н.Н

Грунттар механикасы мен инженерлік геологияның негіздері. М., Высшая школа.,1982.

Бақылау сұрақтары

1. Шөгінді жыныстар қандай топтарға бөлінеді

2. Шөгінді жыныстардың типтері

3. Шөгінділердің пайда болуының негізгі түрлері

Бақылау түрі

Сұрақ – жауап жазба түрде

Лабораториялық жұмыс № 4

Үлгі бойынша метаморфтық жыныстарды анықтау

Жұмыстың мақсаты: метаморфиялық тау жыныстарымен танысу және оларды үйрену

Лабораториялық жұмысты сипаттау

Метаморфиялық тау жыныстары өздерінің пайда болу ата-тагі бойынша екінші дәрежелі тау жыныстары (кесте 1): бұл магматикалық және шөгінді тау жыныстарының үлкен температура мен қысымның арқасында өзгеруінен пайда болған. Үлкен қысымның арқасында жаңа минаралдар пайда болады. Қысымның пайда болу шарттарына байланысты тау жыныстарында негізгі өзгерістер болады. Бұлар көпшілік уақытта едәуір тереңдікте жатады. Метаморфиялық тау жыныстарына-гнейстер, кристалдық сланецтер, кварциттер, мраморлар және т.б жатады.

Кесте 1

Метаморфиалық жыныстарының топтары	Бастанқы тау жыныстары
Әк тас	Мергель	Сазды сланец	Құм тас	Гранит	Қышқыл вулкандық жыныстар	Негізгі және орта вулкандық жыныстар	Габбро, диорит	Күлгін негізгі жыныстар
Контакті Термалді-контакті	Мрамор	Пироксендплагиоклазді мүйіздік	Мүйіздік	-	-	Мүйздік	Пироксенді-плагиоклаздық мүйздік	-	-
Метасоматикалық-контакті	Скари	Скари	-	-	-	-	Скари	-	-
Автометаморфизм	-	-	-	-	Грейзен	Екінші дәрежелі кварцит	Пропилит	-	Серпетинит
Таралысқа жуық	Скари	Скари	-	-	»	Грейзен	-	-	Жапырақты тальк
Региолналдық Төменгі температурада	-	-	-	-	Филлонит	Кварцті-серицитолық сланец	Көк тасты жыныстар	-	-
Орташа температурада	Мрамор	Көк сланец	Слюдалық сланец	Кварцит	Слюдалық сланей, көзілдірікті гнейс	Кварцті-слюдалық сланец	Көк сланец, альбито-эпидотолық амфиболит	-	-
Жоғарғы температурада	»	Амфиболит	Гнейс	»	Гнейс, гранулит	Гнейс, гранулит	Амфиболит, эклогит	Амфиболит, эклогит	-
Плутоникалық немесеинъекциялық	-	-	Мигматит	-	Мигматит	Мигматит	-	-	-

Керекті материалдар мен кұрал саймандар

Жер қыртысының минералдарын үйрену үшін, олардың қасиеттерін

анықтау үшін арнайы геологиялық әдебиеттер керек.

Олар төмендегілер:

1.В.М.Безрук, М.Т.Кострико «Геология және грунттану» Издательство «Недра» 1989г

2. Маслов.Н.Н.«Инженерлік геология» 1977

3.Коломенский.Н.В «Арнайы геология» «Недра» 1969г

4.Ананьев.В.П, Передельский.Л.В «Инженерлік геология және гидрогеология» «Высшая школа» 1980г 5. Зиангиров.Р.С, Быкова.В.С, Полтев.М.В «Құрылыстағы инженерлік геология» 1989г

Бақылау сұрақтары

1. Метаморфиялық жыныстар қалай пайда болады

2. Метаморфиялық жыныстардың түрлері

3. Метаморфиялық жыныстардың басты қасиеттері

Бақылау түрі

Сұрақ – жауап жазба түрде

Лабораториялық жұмыс № 5

Топырақтың негізгі физикалық қасиетін анықтау (тығыздығы, ылғалдылығы)

Жұмыстың мақсаты: құмды сазды грунтардың тығыздығы мен оның ылғалдығын анықтау

Тығыздықты цилиндрлі кескші әдісімен анықтау

Грунттың тығыздығы деп толық массасының сол масса алып жатқан көлемге қатнасын айтады. Грунттың тығыздығын анықтаудың ең қарапайым әдісі кескін цилиндр әдісі.

Керекті құрал саймандар

Техникалық таразы әртүрлі тастармен кескіш цилиндрі бар грунт үлгісі алғаш тік жүздік пышақ 10-15 см өлшемдегі екі жазық шыны, техникалық вазема.

Анықтаудың әдісі

1. Кескіш цилинрдің ішкі қабырғасы вазелинмен майланып, оның массасы техникалық таразыда өлшенеді (д₀).

2. Тұтас грунт үлгісінің тегістелген бетіне кескіш цилиндр өткір бейімен қойылады да, грунт үлгіс алғыштық көмегімен грунтқа батырып өндіріледі.

3. Содан соң грунт грунтқа батырып өндірілген кескіш цилиндірдің төменгі жағы пышақпен кесіліп ол тұтас грунттан бөлінеді. Цилиндрден шығып тұрған артықша грунт пышақпен тегіс етіп кесіліп тасталынады. Егер құмды грунт болса цилиндрдің екі беті алдын ала мыналармен жабылады.

4. Осыдан кейін кесіп алынған грунтпен бірге цилиндрдің массасы таразыда өлшенеді (д_ә) (сурет – 1,2)

5. Тәжірибе нәтижелері тұр жазу түрінде кестеде орындалады.

Нәтижелерді жазу түрі және грунттың тығыздығын анықтау.

Тәж №	Грунт көлемі V, см3	Цилин -дірдің массасы д0, r	Цилиндрмен грунт үлгісінің массасы д2, r	Грунт массасы д1, r	Грунт тығыздығы ncм3
Тәжірибе нәти желері	Орташа мәні
			129,0		1,78
			131,0		1,82

тығыздықты анықтау:

Грунттың тығыздығын парафиндеу әдісімен анықтау

Грунтты парафиндеу әдісі ГОСТ 5180-84-ке сәйкес сазды грунттар мен әсіресе цилиндрмен кесуге болмайтын грунттар үшін ұсынылған.

Анықтау әдісі

1. Табиғи грунт үлгісін пышақпен дөңгелек пішінде келтіріп әдемі тегістеп кесіп оны таразыда оның массасын өлшейді. Бірақ бұл үлгінің көлемі кенінде 30 см³ аз болмауы керек.

2. Өлшеген грунт үлгісін 57-60⁰С температурада ерітілген парафинге батырып алады, одан кейін қалыңырақ парафиннен қабат пайда болу үшін грунт үлгісін еріген парафинге 2-3 рет батырып алады. Сонда грунт, грунт үлгінің сыртында 0,5-1 мм парафинның қабат пайда болады.

3. Парафиндеген грунт үлгісін техникалық таразыда өлшейді (д₁).

4. Парафинделген үлгіге жіп байлап бір ұшын таразының әпкішіне байлап стакандағы суға батырады. Осыдан кейін таразыда өлшейді (д_д) (сурет 1).

5. Осыдан кейін суға батырылған таразыда өлшенген грунт үлгісін судан шығарып фильтрлі қағазбен үлгіні құрытып, парафинделген үлгінің ауырлығын тексеру үшін таразыда қайта өлшенеді. Егер қайта өлшеген үлгінің салмағы алдыңғы салмақтан (д₁) ауыр болса онда тәрбие қайталанады.

6. Грунт үлгісінің ылғалдығы анықталады ол үшін үлгінің сыртындағы парафин қабаты алынып грунт үлгісін алдын ала салмағы белгілі салып құрытатын ликафты грунт үлгісін құртамыз. Құртылған грунт үлгісін таразыда өлшеп алғандықтан анықтаймыз.

7. Грунт үлгісінің массасы төмендегі формулада анықталады.

Мұнда: - парафинсіз грунт үлгісінің массасы г

- парафинделген үлгінің массасы, г

д_ә - суға батырылған үлгінің массасы, г

- парафиннің тығыздығы, г/ см³

- судың тығыздығы, г/см3

Ескерту. 1 парафиннің тығыздығы әдетте 0,9 г/см3, судың тығыздығы – 10 г/ см3.

8. Әрбір грунт үлгісін кемінде екі рет анықтап осылардың орташа мәні алынады. Әрбір қайтадан анықталған нәтижелер бір-бірінен 0,03 г/см³ ден аспауы керек.

9. Анықталған мәліметтер журналға жазылады. (Кесте - 1)

Груттың тығыздығын парафиндеу әдісімен анықтау туралы

Үлгі №	Парафинсіз грунт үлгісінің массасы г	Парафин делген грунт үлгісінің массасы г	Суға бойырылған және парафин делген грунт үлгісінің массасы г	Парафин делген үлгінің массасы контроль үлгі г	Үлгінің тығыз дығы г/см3	Грунт үлгісінің ылғал дығы, %
	60,00	68,00	28,00	68,01	1,92	16,7
	72,42	81,00	33,34	81,00	1,90	16,6

Темір пышақ: 0,5 л фарфор сыйымдылық, 100 см³ көлемдегі өлшегіш стакан, техникалық тарсы әртүрлі тастарымен, құрылатын шкаф термометрінен; таза парафин фильтрлі қағаз.

Құмды грунттардың тығыздығын анықтау

Үйінді немесе бұзылған құмды грунттардың тығыздығы екі жағдайда анықталады: борпылдақ және тығыз күйінде. Грунт мұндай жағдайда минимал және максимал мәнге ие болады.

борпылдақ жағдайда құмның тығыздығын анықтау:

1. Көлемі 50 см³, диаметрі 2-3 см шиша стакан таразыда өлшенеді.

2. Стаканда алдын ала құртылған құммен толтырады. Стаканға құмды май құйғышпен мұқият толтырылады.

3. Грунтпен толтырылған стакан таразыда өлшенеді.

4. Борпылдақ жағдайдағы құмның тығыздығы төмендегі формуламен анықталады:

ρ_min = (g₁ – g₀) / V, (г/см³)

Мұнда: g₀ – бас стакан массасы, г

g₁ – грунт толтырылған стакан массасы.

V – стакан көлемі, см³

5. Тәжірибе кемінде 3 рет қайталанады. Құмның борпылдақ күйінде мәні немесе осылардың орташа мәні алынады.

6. Тәжірибе нәтижелері журналған жазылады.

Құмның тығыздығын анықтау журналы

Тәжірибе №	Бос стакан массасы, т	Грунт толтырылған стаканның массасы, т	Стаканның көлемі, см3	Грунт тығыздығы, т/см3
Тәжірибе нәтижелері	Орташа мәні
g0	g1	V	ρ1max	ρ1min	ρ1max орm	ρ1min opm

Тығыз жағдайда

	137,20	519,20		1,91
	137,20	509,10		1,86		1,88
	137,20	494,90		1,79

Борпылдақ жағдайда

	32,30	107,80			1,51
	32,30	103,30			1,42		1,44
	32,30	105,30			1,46

Тығыз жағдайда құмның тығыздығын анықтау әдісі

1. Көлемі 200 см³, диаметрі 5 см³ құры метал стакан таразыда өлшенеді.

2. Стаканды құрытылған құммен толтырады. Құмды стаканды аз мөлшермен толтырып, оны ағаш тоқпақпен нығыздайды.

3. Грунтпен толтырылған стакан таразыда өлшенеді.

4. Нығыздалған құмның тығыздығы төмендегі формула арқылы анықталады:

ρ_max = (g₁ – g₀) / V ∙ (г/см³)

Мұнда: g₀ – бас стакан массасы, г

g₁ – грунт толтырылған стакан массасы.

V – стакан көлемі, см³

5. Тәжірибе кемінде 3 рет қайталанады. Құмның тығыз жағдайдағы мәні немесе осылардың орташа мәні алынады.

6. Тәжірибе нәтижелері журналған жазылады (кесте №1).

Қажетті құрал-саймандар: метал стакан сыйымдылығы 250 см³, диаметрі 5 см, көлемі 50 см³ шиша стакан; техникалық таразы әр түрлі тасымен, май құйғыш, ағаш тоқпақ.

Грунттың ылғалдылығын анықтау

Грунт ылғалдылығы деп оның құрамындағы судың массасының құрғақ (қатты түйіршіктер) массасына қатынасын айтады.

Қажетті құрал-саймандар:

Техникалық таразы әртүрлі тастарымен; құрытатын шкаф термометрімен, бюкстер, эксикатор.

Анықтау әдісі

1.Номері жазылған бюкс қақпағымен таразыда өлшенеді ()

2.Зерттелетін грунттан шамамен 10 г грунт үлгісін алып оны қақпалы бюкске орналастырамыз.

3.Грунт үлгісі бар бюкс таразыда өлшенеді (). Осыдан кейін қақпағы ашылған күйде құрытатын шкафқа жайғастырамыз. Шкафтың температурасы 100-105˚С температурасынан аспауы керек. Үлгіні жоғарыда көрсетілен температурада 5-6 сағат шкафта қалдырады.

4.Бюкс ішіндегі үлгі құрғаған соң оның массасы анықталады.

5.Грунттың ылғалдылығы төмендегі формуламен есептелінеді

Мұнда - грунт үлгісі мен қақпалы бюкстің массасы

- құйрытылған грунт үлгісінің массасы

- үлгісіз қақпалы бюкстың массасы

6. Осы өткізілген тәжірибелердің нәтижелері журналға жазылады.

кесте 1

Грунттың табиғи ылғалдылығын анықтау журналы

Бюкс №	Бюкстің массасы	Грунт үлгісімен бюкстің массасы г.	Құрытылған грунт үлгісімен бюкс массасы	Грунтың ылғалдылығы %
	85,11	96,21	94,76	94,70	94,70	15,9

1.Барлық үлгілер техникалық таразыда 0,01г анықтықта өлшенеді.

2.Әрбір грунт үлгісі кемінде 2 рет анықталынады, нәтижеде оның орташа мәні алынады.

3.Барлық мәліметтер, есептеулер журналына түсіріледі.

Бақылау сұрақтары

1. Грунттың тығыздығы дегеніміз не

2. Тығыздықты анықтаудың реттілігі

3. Парафиндеу әдісімен тығыздықты анықтаудың ерекшілігі

4. Құмды грунттарды тығыз және борпылдақ күйде анықтау

5. Грунттың ылағалдығы дегеніміз не

6. Ылғалдықты анықтаудың реттілігі

Бақылау түрі

Сұрақ жауап жазба түрінде

Лабораториялық жұмыс № 6

Топырақтың жіктеме көрсеткішін анықтау (сазды грунтардың ылғалдылығын сипаттау)

Жұмыстың мақсаты: сазды грунттардың жіктеме (характерлі) ылғалдықтарын анықтау

Грунттың илену шекарасындағы ылғалдылығын анықтау

Анықтау әдісі

1. Табиғи ылғалдықтағы грунттан шамамен 50 см көлемде үлгі алып оның қатқан бір-бірімен жабысқан бөлшектерін мұқият майдалап, саңлауы 1мм болған електен өткізіледі.

2. Електен