Инженерная геология

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНАЯ АКАДЕМИЯ (СИБАДИ)»

 

Заочный факультет

Кафедра: «Инженерная геология, основания и фундаменты»

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Инженерная геология»

 

 

Выполнил: студент АДб-13zd1

Андаржанова П. 

  Шифр: АДб-13-155

Проверил: Коленченко К.Э.

 

 

 

 

 

Омск 2013

                                                                              ЗАДАЧА 1

Определить разновидность глинистого грунта, его консистенцию, а также вычислить коэффициент пористости е, пористость n, плотность скелета грунта ρd , удельный вес грунта γ, удельный вес частиц грунта γs, удельный вес грунта во взвешенном состоянии γв, полную влагоёмкость Wп, используя данные табл. 1. Установить пригодность грунта для дорожного строительства.

 

                                                                                                                                                                        Таблица 1

Исходные данные к  задаче 1

Плотность грунта ρ, г/см3	Плотность частиц грунта ρs, г/см3	Влажность грунта, %			Содержание песчаных частиц (2-0,05 мм), % по массе
		природная W	на границе
			текучести WL	раскатывания Wp
2,09	2,74	18,3	52,4	22,0	40,3

                                      

Вычисляем число пластичности по формуле (1)

=  52,4-22,0 = 30,4 %.

По таблице определяем разновидность грунта и его пригодность для дорожного строительства. При Jр  ,более 27 и содержании песчаных частиц > 40% по массе глинистый грунт называется глина тяжелая. Он не пригоден для возведения земляного полотна и укрепления его вяжущими.

 

                  Для определения консистенции грунта вычисляем показатель текучести по формуле (2):

JL = =  = - 0,12.

 

 

 

           По таблице при - 0,12< JL <0  – глина твердая.

Вычисляем коэффициент пористости по формуле (3):

                                           e = (1+W) – 1= (1+0,18) – 1= 0,55.                                  

Пористость грунта вычисляем по формуле (4):

n = = = 0,35.  

    Плотность сухого грунта  вычисляем по формуле (5):

= =1,77 г/см3.

Удельный вес грунта вычисляем по формуле  (6):

  = 2,09*9,81=20,50  кН/м3.

Удельный вес частиц грунта вычисляем по формуле (7):

          

=  2,74*9,81= 26,88 кН/м3.

       Удельный вес грунта во взвешенном состоянии вычисляем по формуле (8):

                

= =11,01 кН/м3 .

Полную влагоёмкость определяем по выражению (9):

       

100 = = 20,07 %.

 

 

 

ЗАДАЧА 2

   Определить разновидность  песка и степень неоднородности  гранулометрического состава по  данным, приведённым в таблице.

Таблица 2

                                                                       Исходные данные к  задаче 2                                                                                                                                                                                                           

Содержание фракций, %, размерами, мм
2,0-10,0	2,0-1,0	1,0-0,5	0,5-0,25	0,25-0,10	0,10-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	Менее 0,005
-	1,0	9,2	47,8	17,4	15,6	7,0	2,4	2,6

Последовательно суммируем  % содержание частиц разного размера                                                                                                                                                                                    

Таблица 3

Суммарное содержание фракций, %, размерами, мм
2,0-10,0	2,0-1,0	1,0-0,5	0,5-0,25	0,25-0,10	0,10-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	Менее 0,005
-	1,0	10,2	58	75,4	91	98	100,4	103

 

По суммарному содержанию частиц по таблице определяем наименование песка – песок крупный (содержание частиц размером более 0,5 мм составляет более 50%). Чтобы определить степень неоднородности гранулометрического состава песка, строим суммарную кривую гранулометрического состава.

Для определения разновидности песка и степени неоднородности гранулометрического состава этого последовательно суммируем значения % содержания, но в обратном порядке. 

Суммарное содержание фракций (в обр. порядке), %, размерами, мм
< 0,005	0.005-0.01	0.01-0.05	0.05-0.1	0.1-0.25	0.25-0.5	0.5-1.0	1-2	2-10
2,6	5	12	27,6	45	92,8	102	-	103

 

По суммарным значениям строим график на логарифмической сетке (рис.1)

 

 

 

 

 

По оси       

 

 

 

 

d60 =0,26;  d10 =0,03.

Показатель неоднородности гранулометрического состава песка определяем по формуле (10):

                                          CV = = =8,67.

        При CV>3 песок неоднородный.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                 ЗАДАЧА 3

         Определить коэффициент фильтрации водоносных песков по результатам откачки воды из опытного куста, состоящего из центральной скважины радиусом r=0,2 м и двух наблюдательных скважин, расположенных на одной прямой. Воды безнапорные. Статический уровень, т.е. уровень воды до откачки, находится на глубине 2 м от поверхности земли. Исходные данные приведены в табл. 4.

Таблица 4

Исходные данные к  задаче 3

Мощность водоносного пласта Н,  м	Дебит скважины Q, м3/сут	Понижение уровня воды в скважинах,  м			Расстояние наблюдательных скважин от центральной, м
		центральной S	наблюдательных
			№1, S1	№2, S2	№1, Х1	№2, Х2
8	226	4,0	1,0	0,5	3	10

Вычерчиваем расчётную схему к задаче 3 (см. рис. 2).

 

 

 

 

 

 

                Рис. 3.  Расчётная схема для определения коэффициента фильтрации водоносных песков:

ЦС – центральная скважина; 1 – наблюдательная скважина №1; 2 – наблюдательная скважина №2; 3 – уровень воды до откачки; 4 - депрессионная кривая;  5 – водоупор

Масштаб вертикальный 

 

Масштаб горизонтальный

 

Рассчитываем коэффициент фильтрации для участков:

  «Центральная скважина – наблюдательная скважина №1» по формуле (11):

Кф1=0,73Q

=0,73*226 =

=164,98 = =4,97 м/сут.

  «Центральная скважина – наблюдательная скважина №2» по формуле (12):   

Кф2=0,73Q =0,73*226 =

=164,98 = =6,41 м/сут.       

«Наблюдательная скважина №1 – наблюдательная скважина №2» по формуле (13):

Кф3=0,73Q =0,73*226 =

= =11,13 м/сут.                                      

 

Среднее значение коэффициента фильтрации вычисляем по формуле (14):

Кфср=(Кф1+Кф2+Кф3)/3= (4,97+6,41+11,13)/3 = 7,50 м/сут.

 

 

 

ЗАДАЧА 4

Определить приток воды к совершенной дренажной канаве с двух сторон. Воды безнапорные. Исходные данные в табл. 5.

Таблица 5

Исходные данные к  задаче 4

Абсолютные отметки, м			Глубина залегания уровня грунтовых вод Z, м	Длина дренажной канавы L, м	Коэффициент фильтрации водовмещающей породы Кф, м/сут
поверхности земли	динамического уровня при откачке	водоупора
83,9	80,2	76,0	1,70	90	14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3 Расчетная схема для определения притока воды 

к совершенной дренажной канаве

 

                      Масштаб вертикальный   

  

 

                   Масштаб горизонтальный

Вычисляем абсолютную отметку статического уровня воды:

83,9-1,7=82,2 м.

 

 

Определяем мощность водоносного пласта:

Н=82,2–76,0=6,2 м.

Вычисляем понижение уровня воды в канаве:

S=82,2–80,2=2 м.

 

Определяем                  h=6,2–2,0=4,5 м.

 

Вычисляем радиус депрессии по формуле (16):

R=2*S =2*2 =37 м.

Вычерчиваем расчётную схему (рис. 3).

 

Приток воды к дренажной канаве определяем по формуле (15):

Q=KфL =14*90 =708,3 м3/сут.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация: Межгосударственный стандарт. – М., 1996.
2. Определение гранулометрического состава, показателей физических свойств и консистенции грунтов/  Э.В. Костерин  , В.А. Гриценко, Е.В. Сикаченко.– Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. – 36 с.
3. Ананьев В.П. Инженерная геология: Учеб. для строит. спец. вузов/В.П. Ананьев, А.Д. Потапов. – 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. шк., 2002.-511 с.
4. Маслов Н.Н., Котов М.Ф. Инженерная геология. – М.,1971.– 342 с.