Всё для Учёбы — студенческий файлообменник
1 монета
doc

Студенческий документ № 020442 из ГЭИ

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"Кузбасский государственный технический университет"

Кафедра геологии

СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ МЕТАМОРФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе № 3

по курсу "Инженерная геология" для студентов специальностей 270115 "Экспертиза и управление недвижимостью", 270112

"Водоснабжение и водоотведение", 270102 "Промышленное и гражданское строительство", 270205 "Автомобильные дороги и аэродромы", по курсу "Геология" для студентов специальности 150402 "Горные машины и оборудование"

очной и заочной форм обучения

Составители Г. И. Грибанова

Л. С. Недосекина

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 7 от 09.06.2009 Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 270115 Протокол № 34 от 01.07.2009 Электронная копия находится в библиотеке ГУ КузГТУ

Кемерово 2009

Лабораторная работа № 3

Скальные грунты метаморфического происхождения

Введение

Лабораторный цикл "Скальные грунты" в составе курса "Инженерная геология" для студентов строительных специальностей общим объёмом 6 часов включает лабораторные работы:

1. Лабораторная работа № 1 "Скальные грунты магматического происхождения".

2. Лабораторная работа № 2 "Скальные грунты осадочного происхождения".

3. Лабораторная работа № 3 "Скальные грунты метаморфического происхождения".

Целью выполнения данной лабораторной работы является приобретение навыков по инженерно-геологической оценке скальных метаморфических грунтов (образец № 4).

Требуемые показатели физико-механических свойств грунтов в цифровом выражении для каждого варианта берутся из Альбома показателей физико-механических свойств грунтов задач по грунтоведению для студентов строительных специальностей [2].

Результаты выполнения лабораторной работы оформляются в табличной форме на двойном листе клетчатой бумаги, на внутреннем развороте. Пример оформления титульной страницы, а также форма и пример составления отчёта приведены в конце данных методических указаний (прил. 2, 3).

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Метаморфические породы образуются в результате глубоких изменений и преобразований магматических и осадочных пород в процессе метаморфизма - под влиянием высокой температуры, давления и химически активных веществ. Эти факторы метаморфизма вызывают изменения химического, минералогического состава, структуры, текстуры исходных пород. Все превращения при метаморфизме осуществляются в твёрдом состоянии.

Метаморфическим породам присущи кристаллическая структура и своеобразная текстура: сланцеватая, когда пластинчатые минералы типа слюд располагаются параллельно друг другу; гнейсовая - для которой характерно чередование сланцеватых и зернистых полос.

В зависимости от ведущего фактора метаморфизма различают следующие типы метаморфизма: динамический, контактовый, региональный.

а). Динамический (катакластический) - вызывается действием направленного давления в зонах тектонических разрывных нарушений.

б). Контактовый метаморфизм - развивается на контакте между внедрившейся магмой и вмещающими её горными породами. Воздействие высокой температуры, а также газов и магматических растворов ведёт к коренному изменению вмещающих пород.

в). Региональный метаморфизм - проявляется на больших площадях и в глубине земной коры. Сопровождает складчатообразующие процессы на заключительных этапах развития геосинклиналей, вызывается воздействием петростатического и направленного давления, температуры с участием растворов, играющих роль среды и катализатора химических реакций.

Метаморфические породы (грунты) классифицируются в зависимости от вида метаморфизма, следствием которого они являются.

Инженерно-геологическая классификация метаморфических грунтов включает следующие таксономические единицы (по ГОСТ 25100-95), выделяемые по группам признаков:

- класс - (по общему характеру структурных связей) - скальные с жёсткими кристаллизационными связями;

- группа - (по характеру структурных связей с учётом их прочности) - скальные;

- подгруппа - (по происхождению и условиям образования) - метаморфические;

- тип - (по вещественному составу) - силикатные, карбонатные, железистые;

- вид - (по наименованию грунтов) гнейсы, сланцы, кварциты, мраморы, роговики, скарны, железные руды;

- разновидности - (по количественным показателям физико-механических свойств, структуре, текстуре.

1.1. Структуры метаморфических пород

1.1.1. Структуры дробления. Различают брекчиевидную и милонитовую структуры. Первая характеризует начальную стадию дробления, вторая отличается появлением значительного количества перетёртого, развальцованного и мелкораздробленного материала, цементирующего обломки (рис. 1).

а) б)

Рис. 1. Структуры дробления

а) брекчиевидная

б) милонитовая

1.1.2. Структуры перекристаллизации (кристаллобластовые структуры). Кристаллобластовые структуры подразделяются по форме зёрен:

а) гранобластовая структура (характеризуется зёрнами, по форме близкими изометричным, рис. 2а), мелкозернистая (1 мм) разновидность такой структуры силикатных пород получила название роговиковой.

б) лепидобластовая структура (свойственна породам, состоящим из чешуйчатых и листоватых зёрен, рис. 2б);

в) нематобластовая структура (выделяется в породах, сложенных шестоватыми и игольчатыми зёрнами, рис. 2в).

а) б) в) г)

Рис. 2. Кристаллобластовые структуры: а) гранобластовая;

б) лепидобластовая; в) нематобластовая;

г) нематогранобластовая

Структуру пород, состоящих из зёрен разной формы, называют составным наименованием. Например, нематогранобластовая (выделяется в породах, сложенных изометричными и шестоватыми зёрнами, но с преобладанием первой) (рис. 2г).

1.1.3. Реликтовые структуры. Данная группа структур выделяется в породах, обнаруживающих наряду с начальными признаками дробления или перекристаллизации отчётливые реликты структуры материнской породы. При наименовании структур сохраняют название структуры материнской породы, но в начале названия добавляют приставку бласто- в случае начальной перекристаллизации и класто-начального дробления. Например, в известняке стенки раковин слагаются крупными кристаллами кальцита, такая структура называется бластобиоморфная.

1.2. Текстуры метаморфических пород

1.2.1. Текстуры по степени однородности:

а) однородная, б) неоднородная (пятнистая, полосчатая).

1.2.2. Текстуры по степени взаимоориентировки зёрен

Устанавливаются:

а) неориентированная

б) ориентированные (сланцеватая и гнейсовая) текстуры.

Сланцеватая текстура подразделяется на параллельно-сланцеватую, волнисто-сланцеватую, линейно-сланцеватую и линзовидную (рис. 3).

а) б) в) г)

Рис. 3. Сланцеватые текстуры: а) параллельносланцеватая,

б) волнистоланцеватая, в) линзовидносланцеватая,

г) линзовидная (очковая)

Гнейсовая ориентированная текстура выделяется в том случае, если наряду с ориентировкой зёрен в породе установлен определённый минеральный состав (кварц, полевые шпаты, темноцветные минералы), свойственный гнейсам.

1.2.3. Реликтовые текстуры выделяют в породах начального метаморфизма. Например, слоистая (наряду со сланцеватой) текстура в глинистых сланцах.

1.3. Минеральный состав метаморфических пород

Минеральный состав пород зависит от исходных пород и условий термодинамического воздействия, вызывающего последовательную смену ассоциаций минералов по мере повышения давления и температуры. Описание основных метаморфических пород приведено в прил. 1.

1.4. Разновидности скальных грунтов метаморфического происхождения

Согласно инженерно-геологической классификации, утвержденной ГОСТ 25100-95, метаморфические грунты подразделяются на следующие разновидности:

а) - по пределу прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии , МПа:

очень прочный > 120

прочный скальные 120-50

средней прочности 50-15

малопрочный 15-5

б) - по плотности скелета (Pd, г/см3) грунты подразделяются:

очень плотный > 2,50

плотный 2,50-2,10

в) - по коэффициенту выветрелости (Kwt, д. е.) грунты подразделяются:

невыветрелые 1

слабовыветрелые 1-0,90

выветрелые 0,90-0,80

сильновыветрелые < 0,80

г) - по степени размягчаемости в воде, характеризуемой коэффициентом размягчаемости () грунты подразделяются:

неразмягчаемый ? 0,75

размягчаемый < 0,75

где Rw - предел прочности на одноосное сжатие в воздушно-сухом состоянии;

Rc - предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии.

2. ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

1. Эталонные коллекции горных пород.

2. Рабочие коллекции горных работ.

3. Определитель минералов:

а) шкала Мооса;

б) пластинка фарфоровая;

в) пластинка стеклянная;

г) 10 % соляная кислота;

д) лупа ? 60 мм;

е) намагниченная стрелка компаса.

4. Схема химической классификации минералов.

5. Схема диаграммы Даминовой А. М.

6. Номенклатурные схемы горных пород.

7. Схемы трафаретов Швецова М. С.

8. Форма отчетной таблицы.

3. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. На грунтах эталонной коллекции необходимо познакомиться с основными представителями метаморфических пород, их структурно-текстурными особенностями, петрографическими наименованиями, минеральным составом.

3.2. Определить структуру грунта индивидуального задания, руководствуясь признаками, изложенными в общих положениях (п. 1.1) и лекциях, заполнить графу 2 отчётной таблицы.

3.3. Определить текстуру грунта, руководствуясь рекомендациями, изложенными в общих положениях (п. 1.2). Заполнить графу 3 отчётной таблицы.

3.4. Определить цвет образца, заполнить графу 4 отчётной таблицы.

3.5. Определить минеральный состав грунта, используя методические указания [3, 4, 5]. Результаты занести в графу 5 отчетной таблицы.

3.6. Используя описание структуры и текстуры, по табл. 1 определить вид метаморфизма грунта. Заполнить графу 6 отчётной таблицы.

Таблица 1

Вид метаморфизма Структуры Текстуры Динамический

(катаклистический) структуры дробления

(брекчиевидные,

милонитовые) текстуры неоднородные,

неориентированные,

реже сланцеватые Контактовый

(термальный) структуры перекристаллизации, разнозернистые, роговиковые неоднородные,

неориентированные Региональный структуры перекристаллиции однородные, полосчатые, сланцеватые и гнейсовые

3.7. Определить петрографическое наименование грунта, используя данные прил. 1, заполнить графу 7 отчётной таблицы.

3.8. Определить таксономические единицы: класс, группу, подгруппу, тип и вид согласно инженерно-геологической классификации грунтов, утверждённой ГОСТ 25100-95 [1]. Результаты занести в графы 8, 9, 10, 11, 12.

3.9. В графу 13 отчётной таблицы выписать наименования оценочных показателей разновидностей грунта в следующем порядке:

- структура;

- текстура;

- Rc - предел прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии, МПа;

- Pd - плотность скелета грунта, г/см3;

- kwt - коэффициент выветрелости грунта, (д. е.);

- ksaf - коэффициент размягчаемости грунта в воде, (д. е.).

3.10. С четвёртой горизонтальной строки Альбома показателей физико-механических свойств грунтов задач по грунтоведению для студентов строительных специальностей [2] в графу 13 отчётной таблицы выписать значения показателей физико-меха-нических свойств данного грунта (ksaf , Rc, Pd, kwt).

3.11. В графу 14 выписать наименование разновидности грунта согласно конкретным значениям показателей физико-механических свойств грунта по таблицам Б1, Б2, Б3, Б4, Б9 ГОСТ 25100-95 [1].

3.12. Сделать вывод по результатам работы. Вывод представляет собой полную инженерно-геологическую характеристику грунта, которая заключается в точном наименовании грунта и таксономической оценке [6]. Пример заполнения отчётной таблицы и вывода приведены в прил. 2.

3.13. Оформить титульный лист. Образец оформления приведён в прил. 3.

Приложение 1

Номенклатура, состав и особенности строения пород метаморфического происхождения

Вид метаморфизма Названия пород Минеральный состав Структура Текстура Примечание Динамический тектонические брекчии; милониты порода состоит из обломков исходной породы брекчиевидная или милонитовая пятнистая, неориентированная, иногда сланцеватая Контактовый Роговики; скарны кварц, полевой шпат, эпидот, авгит, роговая обманка, биотит, кальцит, гранаты кристаллобластовая мелкозернистая и скрытозернистая, роговиковая неориентированная, пятнистая Региональный

а) осадочно-метаморфические породы глинистые

сланцы глинистые минералы, хлорит, примесь кварц-полевошпатового

алевритового материала бластопелитовая,

бластоалевропелитовая с признаками лепидобластовой структуры сланцеватая и реликтовая слоистая рассланцованные алевролиты и песчаники в обломочной части кварц, полевые шпаты, в цементе гидрослюды, хлорит, серицит алевритовая или

псаммитовая реликтовая слоистая и метаморфическая сланцеватая б) метаморфические сланцы-филлиты серицит, хлорит, тальк лепидобластовая сланцеватая конкретное название сланцу даётся по 1-2 преобладающим минералам кристаллические сланцы мусковит, биотит, хлорит, актинолит, кварц, дистен, турмалин, гранаты и др. кристаллобластовая сланцеватая гнейсы кварц, полевой шпат, биотит, роговая обманка, редко

дистен, гранаты лепидогранобластовая или нематогранобластовая гнейсовая различают роговообманковый и биотитовый гнейсы амфиболиты роговая обманка нематобластовая сланцеватая кварциты кварц гранобластовая однородная, неориентированная мраморы кальцит, примесь хлорита,

гематита и др. гранобластовая неориентированная, однородная, пятнистая, полосчатая Приложение 2

Форма отчёта задач по грунтоведению и пример их решения по скальным метаморфическим грунтам (горным породам)

№ варианта, задачи, образца породы (грунта) Петрография структура текстура цвет минеральный состав вид метаморфизма наименование породы 1 2 3 4 5 6 7 1-4 лепидогранобластовая гнейсовая светло-

серый кварц, биотит динамотермальный биотит-кварцевый, гнейс

Продолжение прил. 2

Таксономические подразделения по ГОСТ 25100-95 класс группа подгруппа тип вид разновидности показатели физико-механических свойств наименование

разновидностей 8 9 10 11 12 13 14 скальные скальные метаморфические силикатные гнейс Структура

текстура

Rc = 70

Pd = 2,44 Kwt = 0,87

Ksaf = 0,85 лепидогранобластовая

гнейсовая

прочный

плотный

выветрелый

неразмягчаемый

Вывод: Образец ? грунт скальный, метаморфический, силикатный, биотит-кварцевый гнейс лепидогранобластовой структуры, гнейсовой текстуры; прочный, плотный, выветрелый, неразмягчаемый.

Приложение 3

Пример оформления титульного листа отчёта

по лабораторной работе № 3

"Скальные грунты метаморфического происхождения"

Федеральное агентство по образованию

ГУ "Кузбасский государственный технический университет"

Кафедра геологии

Отчёт по лабораторной работе № 3

"Скальные грунты метаморфического происхождения"

Выполнил _______________

_______________

Проверил _______________

_______________

Кемерово 2009

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация, МНТКС. М. : 1995. 30 с.

2. Альбом показателей физико-механических свойств грунтов задач по грунтоведению для студентов строительных специальностей (приложение к методическим указаниям к лабораторным работам по курсу "Общая и инженерная геология") / сост. : Г. И. Грибанова, Л. С. Недосекина ; КузГТУ, Кемерово, 2008.

3. Минералогия. Диагностические свойства минералов: метод. указания к лабораторным работам по разделу "Минералогия" для подготовки студентов направления 130400 "Горное дело" специальностей 130402, 130404, 130405, 130406, 130403, 270112, 270115 / сост. : А. А. Возная; КузГТУ, Кемерово, 2009.

4. 4. Минералогические таблицы: метод. указания к лабораторной работе по разделу "Минералогия" для подготовки студентов направления 550600 "Горное дело" и специальностей 130402, 130403, 130404, 130405, 130406, 270112, 270115 / сост. : А. А. Возная ; ГУ КузГТУ. Кемерово, 2009.

5. Миловский А. В. Минералогия и петрография. - М. : Недра, 1979, 435 с.

6. Определение таксономических подразделений природных скальных и дисперсных грунтов: метод. указания к лабораторным работам по дисциплине "Инженерная геология" для подготовки студентов специальностей 270102 "Промышленное и гражданское строительство", 270205 "Автомобильные дороги и аэродромы", 270115 "Экспертиза и управление недвижимостью", 270112 "Водоснабжение и водоотведение", по курсу "Геология" для студентов специальностей 150402 "Горные машины и оборудование" / сост. : М. Д. Скурский, Л. С. Недосекина, Г. И. Грибанова; КузГТУ. Кемерово, 2009.

Составители

Галия Ибрагимовна Грибанова

Людмила Семёновна Недосекина

СКАЛЬНЫЕ ГРУНТЫ

МЕТАМОРФИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Методические указания к лабораторной работе № 3

по курсу "Инженерная геология" для студентов специальностей

270115 "Экспертиза и управление недвижимостью",

270112 "Водоснабжение и водоотведение", 270102 "Промышленное и гражданское строительство", 270205 "Автомобильные дороги и аэродромы", по курсу "Геология" для студентов специальности 150402 "Горные

машины и оборудование" очной и заочной форм обучения.

Печатается в авторской редакции

Подписано в печать 18.09.2009. Формат 60?84/16.

Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 0,7.

Тираж 210 экз. Заказ

ГУ КузГТУ.

650000, Кемерово, ул. Весенняя, 28.

Типография ГУ КузГТУ.

650000, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4 А.

Показать полностью… https://vk.com/doc34388879_131858304
159 Кб, 27 сентября 2012 в 12:18 - Россия, Москва, ГЭИ, 2012 г., doc
Рекомендуемые документы в приложении