Київський національний університет імені Тараса Шевченка




Скачать 277.86 Kb.
НазваниеКиївський національний університет імені Тараса Шевченка
Дата10.02.2013
Размер277.86 Kb.
ТипДокументы
Київський національний університет імені Тараса Шевченка


Геологічний факультет


Кафедра гідрогеології та інженерної геології


Укладач: кандидат технічних наук, асистент

Шостак Андрій Володимирович


ІНЖЕНЕРНА ПЕТРОЛОГІЯ


Робоча навчальна програма

для студентів спеціальності 6.040103 – геологія


Затверджено

на засіданні кафедри гідрогеології

та інженерної геології

Протокол № 18

від «17» травня 2007 р.

Зав.кафедри

___________ Кошляков О.Є.


Декан геологічного факультету

___________ Вижва С.А.


Київ – 2007


Робоча навчальна програма з дисципліни «Інженерна петрологія».

Укладач: кандидат технічних наук, асистент Шостак Андрій Володимирович.


Лектор: канд.техн. наук, ас. Шостак А.В.


Погоджено

з науково-методичною комісією

«15» червня 2007 р.


___________ _______________


ВСТУП


Дисципліна «Інженерна петрологія» є базовою спеціальною дисципліною для спеціальності «Гідрогеологія». Вона читається у четвертому семестрі в обсязі 1,5 кредиту, в тому числі 54 години аудиторних занять, із них 34 години лекцій і 20 годин самостійної роботи, без практичних робіт. Закінчується вивчення дисципліни заліком наприкінці 4 семестру.


Метою і завданням навчальної дисципліни «Інженерна петрологія» є: вивчення природи фізико-механічних властивостей різних генетичних і петрографічних типів гірських порід і просторової зміни цих властивостей; розробка теоретичних основ прогнозу фізико-механічних властивостей гірських порід на різних ділянках і горизонтах земної кори, методів їх польових і лабораторних досліджень та штучного покращання.


Предмет навчальної дисципліни «Інженерна петрологія» включає вивчення таких властивостей гірських порід, котрі в кінцевому рахунку визначають їхню міцність, деформаційність, стійкість і водопроникність. При цьому враховується також вплив на них штучних чинників, що виникають внаслідок будівництва різних споруд, викриття порід глибокими виїмками і підземними виробками, розвантаження, навантаження і додаткового ущільнення, осушення і зміни вологості, посилення чи послаблення впливу підземних і поверхневих вод, зміни температурного режиму гірських порід тощо.


Вимоги до знань та вмінь.

Студент повинен знати:

  • основні генетичні типи і ознаки скельних і напівскельних гірських порід

  • петрографічні принципи формування будови і фізико-механічних властивостей гірських порід;

  • характеристики і механізми впливу на властивості порід негативних природних і штучних чинників;

  • класифікацію гірських порід за літолого-петрографічними та фізико-механічними ознаками і показниками;

  • методи виявлення несприятливих чинників, дія котрих призводить до погіршення з інженерної точки зору властивостей порід;

  • нормативну і стандартизовану документацію, яка регламентує методики вивчення властивостей порід;

  • теоретичні основи вибору і застосування штучних методів покращання фізико-механічних властивостей гірських порід.

Студент повинен уміти:

  • аналізувати стан і основні властивості скельних і напівскельних гірських порід;

  • виявляти зв’язки між петрографічними особливостями та фізико-механічними і водними показниками скельних і напівскельних порід;

  • оцінювати гірські породи як середовище будівництва споруд;

  • самостійно і кваліфіковано приймати рішення щодо вибору раціональних і доцільних методів вивчення властивостей порід;

  • складати рекомендації стосовно забезпечення надійних умов будівництва і подальшої експлуатації інженерних споруд;

  • користуватися методичною, нормативною і законодавчою базою стосовно інженерно-геологічного забезпечення всіх стадій проектування, будівництва та експлуатації споруд.


Місце у структурно-логічній схемі спеціальності. Нормативна навчальна дисципліна «Інженерна петрологія є складовою циклу професійної підготовки фахівців освітньо-кваліфікаційного рівня «бакалавр». Вона є базовою для вивчення таких спеціальних дисциплін як «Інженерна геологія», «Регіональна інженерна геологія та інженерна геологія України», «Методика інженерно-геологічних досліджень»,


Система контролю та умови складання заліку. Навчальна дисципліна «Інженерна петрологія» оцінюється за модульно-рейтинговою системою. Вона складається з двох модулів. Результати навчальної діяльності студентів у семестрі оцінюються за 100-бальною шкалою.


Форми поточного контролю: студент може отримати максимально 10 балів за усні відповіді на питання, що стосуються самостійної роботи, у кожному зі змістових модулів.


Модульний контроль: 2 модульні контрольні роботи протягом семестру.

Модульна контрольна робота №1. Варіанти завдань:

1. Основні генетичні типи скельних і напівскельних гірських порід. Петрографічна характеристика магматичних, метаморфічних і осадочних порід.

2. Вплив речовинного складу, структури і текстури скельних і напівскельних порід на їх міцність, деформаційність і стійкість.

Модульна контрольна робота №2. Варіанти завдань:

1. Загальні уявлення про фізико-механічні властивості скельних і напівскельних порід. Фізичні і водні властивості порід.

2. Зміна фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід під впливом гідротермальних процесів та вивітрювання.


За результатами навчальної роботи в семестрі студент отримує підсумкову оцінку за 100-бальною системою, яка розраховується як накопичена з оцінок за кожен з обох модулів та оцінкою за залік у наступному вигляді.




Змістовий модуль1

Змістовий модуль 2

Залік

Разом (підсумкова оцінка)

Оцінка (бали)

30

30

40

100



При цьому кількість балів відповідає наступним оцінкам:

1-34 – «не зараховано» з обов’язковим повторним вивченням дисципліни;

35-59 – «не зараховано» з можливістю повторного складання;

60-64 – «зараховано» («достатньо»);

65-74 – «зараховано» («задовільно»);

75-84 – «зараховано» («добре»);

85-89 – «зараховано» («дуже добре»);

90-100 – «зараховано» («відмінно»).


НАВЧАЛЬНО-ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ЛЕКЦІЙ І ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ




те-ми

Назва теми

Кількість годин

Лекції

Практ.

Самостійна

робота

Змістовий модуль 1

1

Вступ. Місце інженерної петрології в загальному циклі геологічних наук. Інженерна петрологія як один із розділів інженерної геології.

1




1

2

Принципи вивчення гірських порід в інженерній петрології. Класифікація гірських порід в інженерній геології. Основи інженерно-геологічної класифікації гірських порід.

2




1

3

Основні генетичні типи скельних і напівскельних гірських порід. Петрографічна характеристика магматичних, метаморфічних і осадочних порід. Пірокластичні, уламкові, глинисті породи. Органогенні та хемогенні породи.

3




2

4

Вплив речовинного складу, структури і текстури скельних і напівскельних порід на їх міцність, деформаційність і стійкість.

2




1

5

Вплив умов залягання скельних і напівскельних порід на оцінку умов будівництва на них споруд.

2




1

6

Врахування напруженого стану скельних і напівскельних порід при їх інженерно-геологічній оцінці. Поняття про зовнішні та внутрішні напруження в породах. Стискаючі й дотичні напруження.

2




2

7

Тріщинуватість скельних і напівскельних порід та її врахування під час інженерно-геологічної оцінки.

3




2

Модульна контрольна робота 1

1







Змістовий модуль 2

8

Вплив вивітрювання на властивості скельних і напівскельних порід.

2




1

9

Загальні уявлення про фізико-механічні властивості скельних і напівскельних порід. Фізичні і водні властивості порід.

2




2

10

Механічні властивості скельних і напівскельних порід. Міцність порід, її природа і умови. Реологічні властивості.

2




2

11

Зміна міцності й деформаційності порід внаслідок високого всебічного тиску і температури.

2




1

12

Зміна фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід під впливом гідротермальних процесів та вивітрювання.

2




1

13

Додаткові спеціальні характеристики фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід.

2




1

14

Методи штучного покращання властивостей скельних і напівскельних порід.

3




2

Модульна контрольна робота 2

1







Всього

34




20


Загальний обсяг 54 год., в тому числі:

Лекції – 34 год.

Самостійна робота – 20 год.


Змістовий модуль 1


Тема 1. Вступ. Місце інженерної петрології в загальному циклі геологічних наук. Інженерна петрологія як один із розділів інженерної геології. Предмет і об’єкт науки (1 год.)

Лекція 1. Вступ. Місце інженерної петрології в загальному циклі геологічних наук. Інженерна петрологія як один із розділів інженерної геології. Предмет і об’єкт науки.

Вивчення гірських порід у петрології, його специфіка і особливості. Практичні завдання будівельної справи та їх зв’язок з петрологією. Гірські породи як об’єкт інженерної петрології. Основні завдання інженерної петрології (вивчення природи фізико-механічних властивостей різних генетичних і петрографічних типів гірських порід та просторової мінливості цих властивостей; розробка теоретичних основ прогнозування фізико-механічних властивостей гірських порід на різних ділянках і горизонтах земної кори, а також методів їх польових і лабораторних досліджень та штучного покращання).

Вплив природних геологічних факторів на ті особливості складу, будови і властивостей гірських порід, котрі визначають їхню міцність, деформаційність, стійкість і водопроникність.


Завдання для самостійної роботи (1 год)

Інженерна геологія як наука та її сучасний стан.

Література [3-5,8]


Контрольні запитання

1. Поясніть зв’язок інженерної петрології з іншими геологічними та природничими науками.

2. Що є об’єктом і предметом інженерної петрології?

3. Вкажіть основні завдання інженерної петрології.

4. Наведіть перелік основних властивостей гірських порід, які вивчає інженерна петрологія.


Тема 2. Принципи вивчення гірських порід в інженерній геології та петрології. Класифікація гірських порід в інженерній геології. Основи інженерно-геологічної класифікації гірських порід (2 год.)

Лекція 2. Принципи вивчення гірських порід в інженерній геології та петрології. Класифікація гірських порід в інженерній геології. Основи інженерно-геологічної класифікації гірських порід.

Молекулярний, мікро- і макроструктурний рівні вивчення гірських порід в інженерній геології. Методи вивчення гірських порід, спрямованість їхнього вивчення з інженерно-геологічних позицій. Залежність петрографічних досліджень порід від стадійності інженерно-геологічних вишукувань.

Перехід кількісних змін гірських порід у якісні. Класифікація гірських порід в інженерній геології, її обґрунтування. Загальні і спеціальні класифікації, їх призначення і використання (класифікації за стійкістю порід в укосах, за несучими здатностями порід, за способом і важкістю розробки гірських порід, за міцністю порід, за ступенем водопроникності або водопоглинення). Загальні класифікації гірських порід М.М.Маслова, Є.М.Сєргєєва та Ф.П.Саваренського. Основи інженерно-геологічної класифікації гірських порід.

Поєднання різних генетичних і петрографічних типів порід у певні групи за фізико-механічними властивостями (скельні; напівскельні; сипкі (пухкі) незв’язні та м’які зв’язні породи; породи, особливі за складом, станом і властивостями).


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

1.Гірські породи як багатокомпонентні системи.

2.Спеціальні класифікації гірських порід.

Література [1,2,3-5,8]


Контрольні запитання

1. На що спрямоване інженерно-геологічне вивчення гірських порід?

2. Якими завданнями характеризується попередня і детальна стадії інженерно-геологічних досліджень?

3. Наведіть приклади спеціальних класифікацій гірських порід у інженерній геології.

4. На які групи за фізико-механічними властивостями поділяються гірські породи?


Тема 3. Основні генетичні типи скельних і напівскельних гірських порід. Петрографічна характеристика магматичних, метаморфічних і осадочних порід. Пірокластичні, уламкові, глинисті породи. Органогенні та хемогенні породи (3 год.)

Лекція 3. Основні генетичні типи скельних і напівскельних гірських порід. Петрографічна характеристика магматичних, метаморфічних і осадочних порід.

Скельні гірські породи характеризуються високою міцністю, малими деформаційністю і водопроникністю, високою стійкістю і опором до впливу атмосферних чинників.

Генетичний поділ і порівняльна характеристика скельних і напівскельних гірських порід. Фази і термодинамічні умови формування кристалічних порід, їхні структурно-текстурні особливості. Умови утворення і формування властивостей метаморфічних порід, ступені метаморфізму.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

1.Фази і термодинамічні умови формування кристалічних порід, їхні структурно-текстурні особливості.

Література [2-7]


Контрольні запитання

1. Які різновиди порід належать до скельних і напівскельних?

2. Дайте порівняльну характеристику властивостей скельних і напівскельних порід.

3. Поясніть термодинамічні умови формування магматичних порід

4. Наведіть порівняльну характеристику ступенів метаморфізму порід за температурою.


Лекція 4. Пірокластичні, уламкові, глинисті породи. Органогенні та хемогенні породи.

Пірокластичні породи, умови їхнього утворення. Уламкові гірські породи, роль мінерального цементу в їх утворенні, види цементу в породах, його вплив на формування властивостей.

Літогенез осадків і осадочних порід та його етапи. Особливості стадії літифікації.

Загальна характеристика глинистих порід, їх структурно-текстурні особливості. Органогенні й хемогенні скельні й напівскельні породи (умови утворення і формування властивостей).


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Інженерно-геологічні особливості хемогенних та органогенних гірських порід.

Література [1,2,5,8]


Контрольні запитання

1. В чому полягає етапність літогенезу осадків?

2. Якою є послідовність утворення осадочної породи?

3. Яким чином відбувається утворення уламкових скельних і напівскельних порід?

4. Вкажіть типи цементації у породах.

5. Дайте загальну характеристику органогенних й хемогенних скельних і напівскельних порід.


Тема 4. Вплив речовинного складу, структури і текстури скельних і напівскельних порід на їх міцність, деформаційність і стійкість (2 год.)


Лекція 5. Вплив речовинного складу, структури і текстури скельних і напівскельних порід на їх міцність, деформаційність і стійкість.

Означення речовинного складу порід. Типи структурних зв’язків у кристалах мінералів. Гомодесмічні та гетеродесмічні сполуки. Порівняння основних типів кристалічних структур мінералів за щільністю та будовою кристалічної гратки. Основні типи недосконалості кристалічної гратки мінералів. Стійкість мінералів стосовно агентів вивітрювання як функція будови і енергії кристалічної гратки. Залежність щільності гірських порід від структури кристалічної гратки. Твердість і міцність порід і мінералів. Роль і значення домішок у формуванні властивостей порід. Структурно-текстурні особливості магматичних і метаморфічних порід.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Основні типи недосконалості кристалічної гратки мінералів (1 год.)

Література [1,2,5,7]


Контрольні запитання

1. Назвіть і охарактеризуйте типи структурних зв’язків у кристалах мінералів.

2. Якими є основні типи недосконалості кристалічної гратки мінералів?

3. Чим обумовлюється стійкість мінералів щодо вивітрювання?

4. Поясніть відмінності між міцністю і твердістю мінералів?

5. Від чого залежить щільність гірських порід?

6. Яким чином тип цементу впливає на властивості порід?


Тема 5. Вплив умов залягання скельних і напівскельних порід на оцінку умов будівництва на них споруд (2 год.)


Лекція 6. Вплив умов залягання скельних і напівскельних порід на оцінку умов будівництва на них споруд.

Форми залягання порід, витриманість їхньої потужності й простягання, співвідношення з іншими породами і ступінь порушеності початкового залягання тектонічними рухами.

Умови залягання порід на платформених і складчастих областях. Відмінності у складі порід, будові, формах порушень початкового залягання. Форми залягання скельних і напівскельних порід залежно від умов утворення (магматичних глибинних і напівглибинних, вивержених і метаморфічних, осадочних порід різного генезису). Структури нашарування в осадочних породах, вплив на їхні властивості.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Роль генезису і петрографічних особливостей порід у формуванні їхніх властивостей. Література [2-5,8]


Контрольні запитання

1. Чим відрізняються умови залягання порід на платформах та у складчастих областях?

2. Які форми залягання характерні для магматичних, метаморфічних і осадочних порід?

3. Дайте порівняльну характеристику залягання континентальних і морських відкладів.

4. Якими можуть бути структури нашарування в осадочних породах?

5. Поясніть залежність між умовами залягання порід і їхніми властивостями.


Тема 6. Врахування напруженого стану скельних і напівскельних порід при їх інженерно-геологічній оцінці. Поняття про зовнішні та внутрішні напруження в породах. Стискаючі й дотичні напруження (2 год.)


Лекція 7. Врахування напруженого стану скельних і напівскельних порід при їх інженерно-геологічній оцінці. Поняття про зовнішні та внутрішні напруження в породах. Стискаючі й дотичні напруження.

Природа утворення напруженого стану скельних і напівскельних порід: маса порід, які залягають вище; тектонічні рухи; температурні градієнти і геохімічні процеси. Механізм виникнення внутрішніх напружень. Роль контракційних, гравітаційних і тектонічних сил. Новітні й сучасні геологічні процеси та їхні прояви. Зональність проявів тектонічних і гравітаційних навантажень. Теорія поширення внутрішніх напружень у земній корі (теорія А.Гейма). Погляди О.М.Динника на виникнення горизонтальних напружень у твердих гірських породах. Зміни й перерозподіл напружень у гірських породах залежно від впливу розташування регіональних тектонічних порушень і розвантаження гірських порід, що виникає внаслідок процесів денудації, ерозійних врізань і при викритті їх гірничими виробками. Аномальний перерозподіл надлишкових горизонтальних напружень на різних регіональних ділянках земної кори (зони і осередки концентрації напружень та їх причини). Розподіл напружень у породах осадочного чохла та їх кореляція зі змінами властивостей порід.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

1.Поняття про зовнішні сили та внутрішні напруження в гірських породах.

2. Стискаючі й дотичні напруження.

Література [1,2,5,8]


Контрольні запитання

1. Чим обумовлюється напружений стан у масивах гірських порід?

2. Як міняються внутрішні напруження в масивах порід з глибиною?

3. Поясніть суть теорії утворення напружень за А.Геймом та О.М.Динником?

4. Що впливає на зміну і перерозподіл напружень у масиві гірських порід?

5. Поясніть мінливість властивостей осадочних порід залежно від глибини їх залягання.


Тема 7. Тріщинуватість скельних і напівскельних порід та її врахування під час інженерно-геологічної оцінки (3 год.)


Лекція 8. Походження тріщинуватості гірських порід і її вплив на основні процеси, явища і властивості.

Тріщинуватість скельних і напівскельних порід як один із вирішальних факторів під час їхньої інженерно-геологічної оцінки. Ступінь тріщинуватості гірських порід як ступінь їхнього руйнування. Тріщинуватість – характеристика тектонічної будови того чи іншого району або ділянки, просторової неоднорідності і анізотропності; визначник внутрішньої будову окремих блоків, складених твердими і відносно твердими гірськими породами. Вплив тріщинуватості на: міцність і стійкість гірських порід;

деформаційність, характер прояву деформацій та їх величину; водоносність, вологоємність, водопроникність і газопроникність; глибину проникнення агентів вивітрювання й інтенсивність розвитку процесів вивітрювання; розвиток корозійних і карстоутворюючих процесів і проникнення карсту на глибину; температурний режим порід; швидкість поширення сейсмічних хвиль і сейсмостійкість порід; міцність, важкість розробки й будівельну категорію порід; визначення потужності зони знімання при проектуванні споруд.

Завдання для самостійної роботи (1 год.)

1. Походження тріщин у гірських породах.

2. Вплив тріщинуватості на характер проникнення в породи агентів вивітрювання.

Література [1-5,8]


Контрольні запитання

1. Внаслідок чого може виникати тріщинуватість масиву гірських порід?

2. На які характеристики масиву порід впливає тріщинуватість?

3. Поясніть залежність між тріщинуватістю порід та їх просторовою неоднорідністю і анізотропністю.

4. Назвіть особливості будови масиву порід та його властивості, на які справляє свій вплив тріщинуватість


Лекція 9. Загальні особливості тектонічних і нетектонічних тріщин та їхнє врахування під час інженерно-геологічної оцінки порід.

Основні види тріщин за походженням. Тектонічні тріщини сколювання й відриву, діаклази і параклази. Загальні особливості й порівняльна характеристика тектонічних тріщин сколювання і тріщин відриву. Означення кліважу, його походження, види, прояви і особливості.

Загальні особливості нетектонічних тріщин. Групи нетектонічних тріщин, їх утворення і залежність від фізико-геологічних процесів і явищ.

Основні питання вивчення тріщинуватості скельних і напівскельних порід як інженерно-геологічного чинника.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Генезис нетектонічних тріщин і їх характеристика.

Література [1,2,5,8]


Контрольні запитання

1. Якими за походженням бувають тріщини в гірських породах?

2. Назвіть загальні особливості тектонічних тріщин.

3. Що таке кліваж і на які види він поділяється?

4. Якими бувають типи нетектонічних тріщин?

5. За якими напрямками оцінюється тріщинуватість скельних і напівскельних порід при її інженерно-геологічному вивченні?


Змістовий модуль 2


Тема 8. Вплив вивітрювання на властивості скельних і напівскельних порід (2 год.)

Лекція 10. Вплив вивітрювання на властивості скельних і напівскельних порід.

Умови втрати породами початкового природного фізичного стану (температурні, вологісні, фізико-механічні) як чинник вивітрювання й утворення елювіальної зони (зони вивітрілих порід). Складність процесу вивітрювання і зміни, яких зазнають породи внаслідок цього процесу (зовнішній вигляд; забарвлення; фізичний, мінеральний і хімічний стан; властивості). Основні агенти вивітрювання – температура, вода і водні розчини, рослинні й живі організми та ін. Залежність процесів вивітрювання від кліматичних умов і рельєфу (тектонічного режиму). Агенти хімічного вивітрювання та їхня роль у процесах розчинення, окислення, гідратації, заміщення й гідролізу (приклади процесів окислення і гідратації). Гідролітичне розкладення силікатів як основний процес їх хімічного руйнування.

Основні стадії вивітрювання гірських порід (за Б.Б.Полиновим) та їх суть. Показник ступеня вивітрілості порід і його визначення. Класифікація вивітрілих порід за показником ступеня вивітрілості.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Дія основних чинників вивітрювання гірських порід.

Література [1-5,8]


Контрольні запитання

1. На яких характеристиках порід позначаються процеси вивітрювання?

2. Чому і як саме кліматичні умови впливають на вивітрювання гірських порід?

3. В чому полягає суть фізичного вивітрювання?

4. Поясніть механізм хімічного вивітрювання.

5. Охарактеризуйте основні стадії вивітрювання порід (за Б.Б.Полиновим).

6. Як визначається показник ступеня вивітрілості порід?


Тема 9. Загальні уявлення про фізико-механічні властивості скельних і напівскельних порід. Фізичні і водні властивості порід (2 год.)


Лекція 11. Загальні уявлення про фізико-механічні властивості скельних і напівскельних порід. Фізичні і водні властивості порід.

Означення фізико-механічних властивостей гірських порід (фізичні, водні й механічні). Характеристики фізичних і механічних властивостей. Будова гірської породи (мінеральний скелет і поровий простір). Пористість, її роль у формуванні властивостей порід. Структурні зв’язки та їхній вплив на властивості скельних і напівскельних гірських порід. Взаємодія міжатомних сил у місцях контактів різних фаз, її характеристика для різних видів порід. Незворотність структурних зв’язків у скельних і напівскельних порід.

Фізичні властивості (щільність, пористість і вологість). Означення щільностей, які використовуються в інженерній геології, залежності між цими показниками. Порівняльна характеристика щільностей різних порід.

Поділ скельних порід за пористістю; первинна і вторинна пористість. Тріщинна і міжгранулярна пористість. Закономірності поширення пористості для порід різного походження. Ефективна пористість.

Водостійкість, вологоємність і водопроникність скельних і напівскельних гірських порід. Коефіцієнт розм’якливості, його визначення. Показники водопоглинання і водонасичення. Коефіцієнт водонасичення. Показники проникності і фільтрації, залежність між ними.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

1. Будова гірської породи.

2. Водні властивості скельних і напівскельних порід.

Література [1,2,3]


Контрольні запитання

1. Назвіть показники основних фізичних властивостей гірських порід.

2. Що таке водні властивості порід?

3. Які властивості порід належать до фізико-механічних?

4. Чим обумовлені структурні зв’язки між частками скельних і напівскельних порід?

5. Дайте означення щільності гірської породи, щільності часток породи і щільності сухої породи.

6. Якою буває пористість скельних і напівскельних гірських порід?


Тема 10. Механічні властивості скельних і напівскельних порід. Міцність порід, її природа і умови. Реологічні властивості (2 год.)


Лекція 12. Механічні властивості скельних і напівскельних порід. Міцність порід, її природа і умови. Реологічні властивості.

Міцність і деформаційність – механічні властивості гірських порід. Означення міцності і деформаційності. Оцінка міцності скельних і напівскельних порід за тимчасовим опором стисканню, розтягуванню, зсуву (сколюванню). Пружні і пластичні деформації у породах, співвідношення між ними. Залишкові деформації. Поняття про межу міцності породи, її визначення. Перший і другий граничний напружений стан скельних і напівскельних порід. Порівняльна характеристика тимчасового опору стисненню і сколюванню окремих різновидів порід. Вплив текстурних і структурних особливостей скельних і напівскельних порід на їхню міцність.

Умови міцності. Загальні, нормальні й дотичні внутрішні напруження. Головні напруження. Одновісний (лінійний), двовісний та об’ємний напружений стан. Умови утворення максимальних нормальних і дотичних напружень.


Завдання для самостійної роботи (2 год.)

Реологічні властивості гірських порід.

Література [1-5,8]


Контрольні запитання

1. Поясніть відмінності між міцністю і деформацією гірських порід.

2. За яких умов відбувається руйнування природної структури гірської породи?

3. В чому полягають відмінності між пружними і пластичними деформаціями у породах?

4. Який стан породи називається першим граничним напруженим?

5. Що таке другий граничний напружений стан?

6. Поясніть умови міцності гірської породи.


Тема 11. Зміна міцності й деформаційності порід внаслідок високого всебічного тиску і температури (2 год.)


Лекція 13. Зміна міцності й деформаційності порід внаслідок високого всебічного тиску і температури.

Термодинамічні умови залягання скельних і напівскельних порід на платформах і в геосинклінальних областях. Прояви пружної і залишкової зміни об’єму скельних і напівскельних гірських порід в умовах всебічного тиску. Коефіцієнт об’ємного стиснення породи та його визначення. Залежність стисливості гірських порід від їхнього мінерального складу і хімізму (структурні зв’язки у кислих породах більш податливі, ніж у основних). Вплив всебічного стиснення порід на їхні міцність, пружність і пластичність. Роль порової води у розвитку пластичних деформацій. Накладення додаткового орієнтованого тиску підвищує проникність порід, знижує температуру кристалізації мінералів і істотно впливає на зміну мікроструктури і текстури гірських порід. Прояви пластичних деформацій у різних мінералів і порід.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Поняття про напружений стан гірських порід.

Література [1,2,5,8]


Контрольні запитання

1. За яких умов породи перебувають під впливом об’ємних напружень?

2. Як проявляються пружні й залишкові об’ємні деформації у породах?

3. Що характеризує коефіцієнт об’ємного стиснення і як він визначається?

4. Дайте характеристику стисливості порід залежно від їхнього мінерального складу.

5. Яким чином всебічний тиск впливає на властивості гірських порід?


Тема 12. Зміна фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід під впливом гідротермальних процесів та вивітрювання (2 год.)


Лекція 14. Зміна фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід під впливом гідротермальних процесів та вивітрювання.

Поширення порід, змінених гідротермальними процесами. Подвійність і неоднозначність дії гідротермальних розчинів на властивості скельних і напівскельних порід. Розкладення порід, винесення нестійких компонентів, зміна мінерального складу внаслідок метасоматозу. Утворення ділянок і зон послаблених порід. Виникнення елювію різного складу внаслідок вивітрювання і гідротермального впливу.

Зміна щільності, пористості, водопоглинання, водопроникності, міцності, тривкості і деформаційності під дією вивітрювання. Деградація фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід у процесі вивітрювання. Водопоглинання як показник вивітрілості порід.

Комплексний підхід до вивчення будівельних властивостей вивітрілих і змінених порід.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Порова вода і вплив її на фізико-механічні властивості гірських порід.

Література [1,2,5,7,8]


Контрольні запитання

1. Вкажіть особливості поширення порід, змінених гідротермальними процесами.

2. Чим пояснюється утворення ділянок і зон послаблення скельних і напівскельних порід внаслідок гідротермальних процесів?

3. Як позначається дія гідротермальних розчинів на властивостях порід?

4. В чому проявляється вплив вивітрювання на властивості гірських порід?

5. Дайте пояснення ролі всіх видів води у процесах вивітрювання.


Тема 13. Додаткові спеціальні характеристики фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід (2 год.)


Лекція 15. Додаткові спеціальні характеристики фізико-механічних властивостей скельних і напівскельних порід.

Означення додаткових спеціальних характеристик фізико-механічних властивостей порід (виробничих, будівельних, геотехнічних або гірничотехнічних). Співвідношення між основними і додатковими характеристиками та їх застосування (тривкість порід, твердість, стиранність, знос і абразивність, розробність, буримість, опір вибухам і різанню, розпушуваність, морозостійкість). Означення всіх додаткових спеціальних характеристик скельних і напівскельних порід. Класифікація порід за тривкістю (за М.М.Протодьяконовим). Коефіцієнт тривкості порід, його визначення; чинники, які на нього впливають. Твердість порід та її визначення. Контактна міцність та її використання. Стиранність, знос і абразивність як опосередковані показники тривкості гірських порід. Методи визначення цих характеристик і вимоги до них.

Поділ порід на категорії за роздробністю. Показники буримості порід. Підривність гірських порід та її залежність від складу, будови, фізичного стану, міцності, тривкості та умов підривання. Опірність різанню скельних порід та їх розпушуваність. Морозостійкість порід як здатність їх до збереження фізичного стану і тривкості за впливу від’ємних температур. Критерії морозостійкості порід.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Морозостійкість і розробність гірських порід

Література [1,2,5,8]


Контрольні запитання

1. Які характеристики властивостей порід відносяться до додаткових?

2. Що називається тривкістю гірської породи і від чого вона залежить?

3. Як визначаються стиранність, знос і абразивність порід?

4. Що означає термін «розробність гірської породи»?

5. Дайте означення морозостійкості гірської породи.


Тема 14. Методи штучного покращання властивостей гірських порід (3 год.)


Лекція 16. Методи штучного покращання властивостей гірських порід. Цементація, глинизація, бітумізація, штучне заморожування.

Спрямування методів штучного покращання властивостей гірських порід. Суть методу цементації, межі його застосування. Випадки застосування методу. Залежність застосування методу цементації від розмірів тріщин.

Глинизація як метод зменшення водопроникності сильно тріщинуватих порід або порід із пустотами великих розмірів. Роль глинистої складової у процесах кольматації тріщин і пор у гірських породах.

Означення і мета бітумізації скельних і напівскельних порід. Бітумізація гаряча і холодна (бітумні емульсії, їхній склад і застосування, механізм дії на породи). Спільне застосування обох видів бітумізації порід. Межі використання гарячої та холодної бітумізації, їхні наслідки.

Штучне заморожування. Суть методу, межі і результати його застосування.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Порівняльна характеристика методів штучного покращання властивостей скельних і напівскельних порід.

Література [1-5,8]


Контрольні запитання

1. На покращання яких властивостей спрямовані вказані методи?

2. В чому полягає метод гарячої і холодної бітумізації порід?

3. Поясніть механізм дії методу глинизації на породи.

4. Які зміни відбуваються в породах при використанні штучного заморожування?


Лекція 17. Штучне осушення, механічне ущільнення, дворозчинна силікатизація, електроосмотичне осушення, електрохімічне і термічне закріплення сипких незв’язних порід.

Випадки застосування методу осушення порід (підвищення стійкості порід, запобігання спливанню, розрідженню, сповзання, розвитку суфозійних процесів; попередження зволоження, обводнення або засолення порід; захист котлованів, виїмок, кар’єрів, шахт і підземних споруд від затоплення підземними водами; захист підземних частин споруд від агресивної дії підземних вод. Дренажі та їх види.

Методи підвищення опору зсуву і стисканню порід шляхом укочування, трамбування або вібрації. Випадки застосування вказаного методу. Тампонування порід і кольматація глинистими розчинами. Покращання властивостей штучними добавками (підбір оптимального гранулометричного складу).

Суть дворозчинної силікатизації порід (шлях утворення гідрогелю кремнекислоти) та її наслідки.

Метод електроосмотичного осушення (поняття про електроосмос і електрофорез у глинистих породах). Процеси, що відбуваються внаслідок застосування методу. Електрохімічне закріплення порід. Термічне закріплення лесових порід з метою усунення просідних властивостей.


Завдання для самостійної роботи (1 год.)

Методи покращання властивостей м’яких зв’язних гірських порід.

Література [1-5,8]


Контрольні запитання

1. У яких випадках застосовується штучне осушення порід?

2. Вкажіть види дренажів за конструкцією, за розташуванням у масивах порід, за розташуванням у плані, за гідравлічними особливостями.

3. Для чого застосовуються методи штучного ущільнення і тампонування порід?

4. Поясніть суть дворозчинної силікатизації порід та її наслідки.

5. Як здійснюється електроосмотичне осушення порід?

6. Якими способами виконується термічне закріплення порід?


Список рекомендованої спеціальної літератури

  1. Грунтоведение. Под ред.акад. Е.М.Сергеева. – М.: Изд-во МГУ, 1983. – 392 с.
  2. Грунтоведение: Учебник/ Под ред. В.Т. Трофимова. — 6-е изд., переработ. и доп. — М.: Изд-во МГУ, 2005. — 1024 с.


  3. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. – М.:"Недра", т.2, 1977.– 478с.

  4. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. – М.:"Недра", т.3, 1978.– 496с.

  5. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. – Л.: Недра, 1984. – 511 с.
  6. Маракушев А.А., Бобров А.В. Метаморфическая петрология. Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 2005. — 256 с. :ил.

  7. Петрография и петрология магматических, метаморфических и метасоматических горных пород: Учебник /Под ред.: В.С. Попова, О.А.Богатикова. - М.: Логос, 2001. - 768 с.


  8. Сергеев Е.М. Инженерная геология. – М.: Изд-во МГУ, 1978.– 384 с.

Похожие:

Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський національний університет імені тараса шевченка
Затверджено вченою радою факультету психології Київського національного університету імені Тараса Шевченка
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський національний університет імені Тараса Шевченка юридичний факультет кафедра теорії та історії держави та права Укладачі
Робоча навчальна програма / М.І. Неліп, О. Б. Костенко, Н. А. Вангородська. – Київ нац ун-т імені Тараса Шевченка / юрид ф-т. – К.,...
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconГалузева цільова програма «підручник вищої школи» Галузь знань
Максимова Н. Ю., д психол н., проф., Київський національний університет імені Тараса Шевченка
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський університет імені тараса шевченка
Р. М. Трохимчук. Теорія графів навчальний посібник для студентів факультету кібернетики К.: Рвц “Київський університет”, 1998. 43...
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconИсследование окислительно-антиокислительных процессов в крови антарктических рыб
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, 0103, м. Київ, вул. Володимирська 64, e-mail: ua
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський національний університет імені тараса шевченка науково-дослідна робота в київському національному університеті імені тараса шевченка: підсумки за 2010 рік І завдання на 2011 рік київ – 2011
Аналітична доповідь "Науково-дослідна робота в Київському національному університеті імені Тараса Шевченка: підсумки за 2010 рік...
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський національний університет імені Тараса Шевченка на правах рукопису Каніщенко Наталія Генадіївна
Формування конкурентних переваг економічних суб'єктів під впливом кластеризації національних економік
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський національний університет імені тараса шевченка інститут журналістики кафедра реклами та зв’язків з громадськістю
Робоча навчальна програма з дисципліни «Реклама та зв’язки з громадськістю в Інтернеті»
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconКиївський національний університет імені Тараса Шевченка
України; Н. В. Костенко, д-р філол наук, проф.; Г. М. Штонь, д-р філол наук
Київський національний університет імені Тараса Шевченка iconСписок студентів, запрошених на науково-практичну конференцію з напряму «Біологічні науки», яка відбудеться ”13-16“ березня 2012 року
Київський національний університет імені Тараса Шевченка, навчально-науковий центр «Інститут біології»
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница