Введение
Цель геологической практики состоит в закреплении теоретических знаний, полученных студентами при изучении дисциплины «Геология», приобретении практических навыков ведения геологической документации и умении анализировать полученные результаты геологических, гидрогеологических и геоморфологических исследований.
Основными задачами геологической практики являются:
− изучение основ конкретных методик полевых геологических, геоморфологических и гидрогеологических наблюдений;
− отработка навыков по документированию полевых наблюдений, описанию обнажений горных пород, различных горных выработок, естественных и искусственных выходов подземных вод и других геологических объектов;
− закрепление навыков диагностики горных пород и минералов на естественных и искусственных обнажениях;
− обучение методике отбора образцов и проб различных горных пород, их упаковке и первичному описанию;
− обучение практическим навыкам работы с горным компасом при выполнении замеров элементов залегания горных пород;
− определение дебита источников грунтовых вод, скорости течения и расхода рек в разных сечениях;
− изучение влияния хозяйственной деятельности человека на формирование рельефа и экологию;
− оценка инженерно-геологических условий различных объектов;
− изучение сырьевой базы, основных технологических процессов и оборудования добычи горных пород, используемых для производства строительных материалов;
− обучение камеральной обработке собранных материалов в процессе проведения экскурсии, оформлению отчета по практике с необходимым набором иллюстрационных видео-фото, графических материалов.
1 Техника безопасности при проведении инженерно-геологических изысканий
Предприятия ежегодно представляют не позже чем за 1 месяц до начала работ в местные органы Госгортехнадзора России перечень объектов геологоразведочных работ, им подконтрольных.
Пуск в работу новых объектов, а также объектов после капитального ремонта или реконструкции производится после приемки их комиссией, назначаемой руководителем предприятия.
При приемке буровых установок для бурения на глубину более 1500 м, поверхностных комплексов разведочных шахт, шурфов глубиной более 30 м и штолен, в которых общая протяженность всех выработок составляет более 500 м, в составе комиссии обязательно участие представителя местного органа Госгортехнадзора России и технической инспекции труда.
О предстоящей приемке объекта местные органы Госгортехнадзора России и технической инспекции труда извещаются не менее чем за 5 дней. При неявке представителей указанных органов комиссия правомочна разрешить пуск объекта в эксплуатацию.
Прием в эксплуатацию самоходных и передвижных геологоразведочных установок, смонтированных на транспортных средствах, прицепах, санных основаниях, если при их перемещениях с одной точки работ на другую не требуется перемонтаж оборудования, производится с оформлением акта комиссией геологического предприятия перед началом полевых работ, после каждого капитального ремонта и реконсервации, но не реже 1 раза в год.
2 Изучение геологического строения района проведения практики
2.1. Стратификация и литология
Изыскательные работы проводились в Свердловской области, г Лесной.
Верхний ордовик. К этому возрасту в описываемом районе относится толща в разной степени изученных вулканогенных пород.
В своей первичной основе представляет собой единую толщу основных эффузивов с подчиненными им вулканическими брекчиями и туфами того же состава. Все эти породы в большей части изменены и превращены в порфиритоиды, зеленые сланцы, гнейсы и местами в роговики, кварцитовые слюдяные сланцы и мраморы.
Нижний силур. Ландоверийский ярус. К нему относится невьянская свита, состоящая из глинистых, глинисто-кремнистых, углисто-глинисто-кремнистых, филлитовых, графитисто-кварцитовых, хлорит- и слюдисто-кварцитовых сланцев и подчиненных им кварцито-песчаников, зеленых сланцев, порфиритоидов и порфиритов базальтового состава, реже диабазов, местами встречающихся прослоев мраморизованных известняков и маломощных пропластков гематит-магнетитовых кварцитов. Все перечисленные породы переслаиваются между собой и замещают друг друга.
Венлокский ярус. К нему силура относится кировоградская свита диабазов, порфиритов базальтового состава и кварцевых альбитофиров, их вулканических брекчий и туфов. Перечисленные вулканиты чаще в разной степени изменены и превращены в порфиритоиды и зеленые сланцы, порфироиды, кварц- хлорит- серициговые, кварц- серициговые сланцы, вторичные серициговые кварциты. В толще вулканитов местами встречаются маломощные (от 2-3 по 20-25 м) прослои глинистых, углисто-глинистых, кремнистых, углисто-глинисго-кремнистых и близких им по составу, нередко кварциговидных парасланцев.
3 Полевая работа
3.1. Рекогносцировка
Инженерно-геологическая рекогносцировка — комплексный метод получения информации о геологических условиях строительства Она выполняется с целью оценки качества накопленной инженерно-геологической информации в районе предполагаемого строительства и уточнения отдельных вопросов, оставшихся нерешенными; сравнительной оценки ннженерно-геологических условий намеченных вариантов; предварительного прогноза изменения геологической (природной) среды, обусловленного взаимодействием с проектируемыми сооружениями.
После получения технического задания на рекогносцировку производится сбор и обобщение накопленной информации о районе, на основе которой разрабатывается геологическая гипотеза и формулируются вопросы, которые должны быть решены в ходе рекогносцировки. После этого составляют программу работ, содержащую обоснование состава работ и объемов, а также смету и выполняют организационно-технические мероприятия, обеспечивающие проведение рекогносцировки. При обобщении накопленной информации в случае необходимости проводят дешифрирование аэрокосмофотоматериалов (АКФМ) и составляют предварительную схематическую инженерно-геологическую карту с разрезами.
Рекогносцировочное обследование территории начинают с аэровизуальных (облет территории) или наземных наблюдений (объезд на автомобиле). На основании полученных результатов намечают наземные маршруты. При проведении наземных маршрутов ведут наблюдения и описание свойств геологической среды — компонентов инженерно-геологических условий. Описание геологических условий строительства проводят и для отрезков маршрута, расположенных между точками наблюдений.
4 Методика описания геологических обнажений
4.1 Изучение карбонатных пород
Карбонатные породы представляют собой осадочные образования, сложенные на 50% и более карбонатными минералами. В число последних входят кальцит (и арагонит) — CaCO3, доломит — CaMg(CO3)2, а также значительно более редко встречаемые магнезит— MgCO3, анкерит — Fe, Ca (CO3)2, сидерит— FeCO3, стронцианит — SrCO3 и др.
Из этих карбонатных минералов широко распространены в природе только кальцит и доломит, остальные встречаются в виде рассеянных выделений, отдельных линз, гнезд, редко образуя более или менее значительные сплошные скопления. В этих случаях они имеют важное практическое значение как минеральное сырье, используемое во многих областях народного хозяйства.
Кальцит и доломит, являясь основными породообразующими карбонатными минералами, слагают известняки, доломиты и породы смешанного известково-доломитового состава. Эти породы встречаются в отложениях различных тектонических структур (платформенных и геосинклинальных) и самого различного возраста, от докембрия доныне. Доля их в общей массе осадочных образований земной коры оценивается по-разному. По всей вероятности, значения около 20 % являются наиболее реальными.
Несомненным является наличие в этих породах трех генетических карбонатных составляющих:
1) биогенного, точнее органогенного, карбоната, преимущественно СаСО3, в виде скелетных остатков различных организмов и водорослей;
2) хемогенного карбоната, осажденного непосредственно из водных растворов.
5 Роль процессов выветривания
Выветривание – открытая динамическая система механических, физических, химических и биологических преобразований и новообразования горных пород и осадков в условиях поверхностной части литосферы.
Изверженные горные породы в условиях земной поверхности (наличия свободного кислорода, воды, углекислоты и других агентов выветривания) переходят в устойчивые минеральные формы.
При выветривании изверженных пород основные изменения происходят за счет полевых шпатов с образованием скрыто- или тонкокристаллических минералов: серицита, каолина, соссюрита, цеолитов и пр. Хорошо известно изменение альбита (а) и анортита (б), сопровождающееся появлением каолинита:
а) 2NaAlSi3O8 + 3H2O + 2CO2 → Al2Si2O5(OH)4 + 2Na+ + 2HCO3 – +4SiO2 ;
б) CaAl2Si2O8 + 3H2O + 2CO2 → Al2Si2O5(OH)4 + Ca(HCO3)2.
Главной особенностью процесса выветривания является постепенное и постоянное разрушение верхних слоев литосферы. В результате; этого горные породы и материалы дробятся, изменяют свой химико-минеральный состав, вследствие чего ухудшаются их строительные свойства или они полностью разрушаются.
Интенсивность проявления выветривания зависит от многих причин — «мощи» агентов выветривания, состава пород, геологического строения местности и т. д. Наиболее сильно выветривание проявляется на поверхности земли, куда облегчен доступ агентам выветривания. Глубина проникновения в толщу земли агентов выветривания завис от степени трещиноватости пород, раскрытия и глубины трещин. Наиболее глубоко они проникают при наличии тектонических трещин и разломов. Область активного современного выветривания достиг; глубины 5—10 м.
6 Изучение геологической деятельности текучих вод
Под текучими водами понимают всю воду, стекающую по поверхности суши, начиная от мелких струек, возникающих во время дождей и таяния снега, до самых крупных рек, подобных Волге, Амуру, Амазонке. Текучие воды являются самым мощным из всех экзогенных факторов, преобразующих поверхность материков. Разрушая горные породы и перенося продукты их разрушения в виде гальки, песка, глины и растворённых веществ, текучие воды способны в течение миллионов лет срезать даже самые высокие хребты и сравнять их с прилегающими равнинами. В то же время вынесенные ими в моря и океаны продукты разрушения горных пород служат главным материалом, из которого возникают мощные толщи осадков.
Все реки земного шара выносят за год в море в растворённом и механически взвешенном состоянии около 17,5 млн. тонн вещества, полученного за счёт разрушения суши. Это равносильно общему понижению её поверхности со средней скоростью около 0,09 мм в год или 9 см в тысячелетие. Всю разрушительную работу текучих вод в целом называют эрозией (от лат. "разъедание"). Выделяются две формы её проявления, принципиально отличающиеся друг от друга по своим результатам. Первая из них - размыв (линейный размыв). Это разрушительная работа русловых водных потоков, то есть временных или постоянных ручьёв и рек. Все они стремятся врезать своё русло в поверхность Земли в виде более-менее глубокой рытвины, промоины, оврага. Совсем иной формой проявления разрушительной работы воды является смыв (площадной смыв, абляция). Под смывом понимают работу воды, стекающей по склонам во время дождей или таяния снегов. Этот временный склоновый сток выражается либо в виде сплошной тонкой пелены воды, двигающейся по пологому скату, либо в виде густой сети мелких струек, каждая из которых является как бы миниатюрным ручейком.
7 Изучение физических и водно-физических свойств горных пород
Основными водными свойствами горных пород, используемые при оценки строительных свойств горных пород, являются:
- влажность
- влагоемкость
- водоотдача
- водопроницаемость
Влажность.
В природных условиях горные породы в той или иной степени содержат воду.
Грунты по влажности бывают: маловлажные, влажные и насыщенные водой.
Различают также относительную влажность – отношение объема воды в образце к объему пор в нем и отражает долю заполнения пор водой. Влажность, соответствующая полному заполнению всех пор породы водой, называется влагоемкостью.
Влагоемкость.
Влагоемкость – способность горных пород принимать, вмещать и удерживать определённое количество воды. По видам воды в горных породах влагоемкость бывает: гигроскопическая, молекулярная, капиллярная, полная.
По степени влагоемкости различают породы:
- весьма влагоемкие (торф, глины, суглинки);
- слабо влагоемкие (мел, рыхлые песчаники):
- невлагоемкие (скальные породы, пески, галечники).
Водоотдача – способность водонасыщенной породы отдавать часть воды путем свободного стекания под действием силы тяжести, либо в результате воздействия (откачки и т.п.). Оценивается процентным отношением объема свободно вытекающей из горной породы воды к ее объему.
8 Изучение и описание геологических и инженерно-геологических явлений
Природные геологические процессы являются результатом геологической работы воды, льда, ветра, гравитации. Все геологические процессы, которые оказывают влияние на инженерные сооружения (на выбор конструкции и тип фундамента, на выбор способа производства работ) и, соответственно, влияние инженерных сооружений на существующую геологическую обстановку изучает наука геодинамика.
К опасным геологическим явлениям и процессам относятся землетрясения, активный вулканизм, наводнения, цунами, смерчи, карст, оползни, обвалы, многолетняя мерзлота, сейсмичность, сели, геохимические аномалии. В инженерно-геологической практике в первую очередь следует учитывать карст, оползни, обвалы, сели, изменения многолетней мерзлоты, промерзание, повышенную сейсмичность. Необходимо не только выявить и полно описать эти природные явления, но обязательно проанализировать их взаимовлияние при строительстве и во время эксплуатации дорог, зданий и сооружений.
Карст — это совокупность геологических процессов и созданных ими явлений в земной коре и на ее поверхности, вызванных растворением горных пород. Он обуславливает образование пустот, разрушение, изменение структуры и состояния пород, возникновение особого вида движения подземных вод, типичных депрессионных форм рельефа (воронки, провалы, поноры) и режиму рек (сухие части русел, сифоны и пр.). Карст наиболее неприемлем при возведении плотин, создании водохранилищ, каналов и туннелей. Защита от опасных последствий карста достигается созданием противофильтрационных завес, экранированием, искусственными кольматажами или приспособлением конструкции сооружений к природным условиям. Карстованию наиболее подвержены распространенные карбонатные породы и залежи каменных солей (соляной карст).
Заключение
В результате прохождения геологической практики мной :
− изучены способы и методы инженерно-геологических изысканий; законы геологии, гидрогеологии, генезис и классификации пород и грунтов; основные виды технологий производства строительных материалов; основные технологические процессы подготовки и переработки минерального сырья; уровень развития отечественных предприятий строительных материалов; законов взаимодействия между гидро-, атмо-, лито- и техносферами;
− приобретено умение обрабатывать и систематизировать исходную информацию; решать простейшие задачи инженерной геологии; читать геологическую графику.
− изучены методы ведения геологической разведки и анализа полученных результатов.
