Учебная геологическая практика

Изыскательская практика для бакалавров состоит из двух частей:
1. Геологическая практика (зачет) проходит на кафедре «Геотехника, тоннели и метрополитены»
2. Геодезическая практика (общий зачет) проходит на кафедре « Инженерная геодезия»
Геологическая практика проходит в период
с 28 июня по 3 июля 2021

Полевая учебная геологическая практика студентов направления подготовки «Строительство» проводится в долине р. Иня в окрестностях учебного полигона СГУПСа, остановочная платформа «Геодезическая».
В задачу практики входит закрепление теоретических знаний, полученных студентами при изучении курса геологии, и приобретение ими навыков ориентации в природной обстановке территории строительства: строительных площадок ПГС, трассы автодороги, определение условий залегания подземных вод и оценка источников водоснабжения.

Инженерно-геологические изыскания.
Инженерно-геологическое картирование.
Геофизические методы исследования в инженерной геологии, гидрогеологии и геокриологии

Состав и объем инженерно-геологических изысканий.
Задача инженерно-геологических изысканий состоит в комплексном изучение инженерно-геологических условий территории строительства и эксплуатации инженерных сооружений :
- геологического строения;
- геоморфологических условий (рельеф);
- физико-механических свойств грунтов;
- гидрогеологических условий (глубины залегания подземных вод, химического состава);
-природных и инженерно-геологических процессов, осложняющих строительство и эксплуатацию сооружений.
Система инженерных изысканий должна гарантировать строительство от различных геологических неожиданностей, которые могут вызвать необходимость изменения проекта, сроков строительства и стоимости сооружений.

Организация инженерно-геологических изысканий
Инженерно-геологические изыскания регламентируются основным нормативным документом в строительстве:
СП 11-105- 97. Свод правил. Инженерно-геологические изыскания для строительства.
Программа изысканий - основной документ при проведении изыскательских работ, при внутреннем контроле качества приемки материалов изысканий и при экспертизе технического отчета.
В программе изысканий устанавливаются состав и объемы инженерно-геологических работ на основе технического задания заказчика, исходя из:
1. этапа проектирования;
2. вида строительства;
3. категории сложность инженерно-геологических условий.

Категории сложности инженерно-геологических условий

Этапы изыскательских работ
1. Этап разработки предпроектной документации
2. Этап разработки проекта
3. Этап разработки рабочей документации
4. Этап строительства, эксплуатации и ликвидации сооружений
Надзор
В процессе строительства осуществляется геотехнический контроль за производством земляных работ и авторский надзор.
При отсыпке дорожных насыпей, обратных засыпок фундаментов зданий, станций метрополитенов, водопропускных труб контролируется плотность уплотняемого грунта, его влажность и ее соответствие значениям оптимальной влажности.

Виды инженерно-геологических работ
Инженерно-геологические работы выполняются в три периода: подготовительный, полевой, камеральный.
В подготовительный период проводится сбор и анализ материалов изысканий прошлых лет. Эта работа выполняется при инженерно-геологических изысканиях для каждой стадии разработки проектной документации.
В полевой период осуществляются основные виды работ:
− маршрутные наблюдения, инженерно-геологическая съемка;
− разведочные работы;
− геофизические исследования;
− опытные полевые исследования грунтов и подземных вод;
− стационарные наблюдения.
В камеральный период проводится окончательная обработка материалов инженерно- геологических работ и составляется отчет

Полевой период:
1. Маршрутные наблюдения выполняются на основе топографических планов или карт (нужного масшаба).
Определяют площади геоморфологических элементов рельефа, выполняют описание грунтов в естественных обнажениях и разведочных выработках, выходов подземных вод (родников, колодцев) и проявлений геологических процессов, производится отбор проб грунтов и воды для лабораторных исследований. Наибольшее внимание уделяется наиболее неблагоприятным для освоения участкам территории (с опасными геологическими процессами, слабоустойчивыми грунтами, с близким залеганием подземных вод).
Основным документом результатов инженерно-геологической съемки является инженерно-геологическая карта.

Масштаб 1:200 000

Инженерно-геологическое картирование.
Типы, масштабы и содержание инженерно-геологических карт
Инженерно-геологическая карта - уменьшенное отображение на плоскости факторов инженерно-геологических условий, отобранных и охарактеризованных для решения вопросов планирования, проектирования и строительства различных объектов.
По масштабам и назначению инженерно-геологические карты:
1. Мелкомасштабные (обзорные), меньше 1: 1 000 000.
Для планирования, размещения отраслей народного хозяйства, для составления региональных мероприятий решения экологических проблем, методологическое и учебное значение; для составления рабочих гипотез об инженерно-геологических условиях. Составляются по результатам камеральных исследований материалов.
2. Среднемасштабные (государственные), 1:200 000, 1:50 000. Составляется по результатам съемок. Назначение: решение вопросов планирования стадий ТЭО.
3. Крупномасштабные, 1:2000-1:5000 составляются по результатам съемки: выбор участков для привязки (размещения) сооружений на местности, для выбора типов фундаментов, размещения защитных мероприятий, решения вопросов стадии строительства.

На инженерно-геологических картах отражаются инженерно-геологические условия.
1. Горные породы со всеми их характеристиками (возраст, генезис, состав, строение разреза, условия залегания пород, состояние пород, физико-механические свойства).
2. Тектоника и неотектоника - характер структур (влияет на условия залегания пород, развитие процессов), режим неотектонических движений.
3. Геоморфологические условия - типы рельефа, характер, строение, возраст, происхождение.
4. Гидрогеологические условия - глубина залегания подземных вод, условия распространения, условия питания, режим, агрессивные свойства воды, минерализация, состав.
5. Современные геологические и инженерно-геологические процессы и явления.
Кроме того, на картах инженерно-геологических условий, должны быть показаны месторождения строительных материалов. Способы отображения условий различны.

Полевой период:
2. Разведочные работы заключаются в проходке разведочных выработок и отборе проб грунтов. К разведочным выработкам относятся: расчистка, закопушка, канава, шурф и буровые скважины.

Закопушка − квадратная выработка глубиной до 0,6 м, предназначенная для изучения грунтов, залегающих под почвой.
Канава (траншея) – узкая (до 0.8 м ) и неглубокая (до 2 м) выработка, предназначенная для изучения грунтов, лежащих под наносами.
Штольня – горизонтальная выработка, пройденная на склоне рельефа и вскрывающая толщу грунтов в глубине массива.
Шурф – вертикальная выработка прямоугольного сечения (1х 1,5 м) глубиной до 3−5 м (редко до 10м).
Скважина – вертикальная (наклонная) выработка круглого сечения. Диаметр скважин, используемых при инженерно-геологических изысканиях, обычно составляет 100-150 мм. Глубина определяется задачами строительства и составляет до 50 м. При изыскании горных тоннелей она может достигать несколько сотен метров.

Средняя глубина разведочных выработок при разведочных работах

При инженерно-геологических изысканиях обязателен отбор монолитов – проб грунта с сохранением их структуры и влажности. Особенно это важно при опробовании дисперсных грунтов (глин, суглинков, супесей). В шурфах и расчистках отбирают монолиты в виде куба 20х20х20 см, из скважин в виде цилиндров высотой 20-30 см. Монолиты консервируют путем обертывания слоем марли, пропитанной нагретой парафиногудронной смесью.
По результатам описания разведочных выработок оформляется ее графическая документация в виде геолого-литологической колонки , на которой видно, как залегают слои, их мощность, глубина залегания подземных вод, места отбора образцов грунтов.
Основным графическим документом разведочных работ является инженерно-геологический разрез, построенный по разведочным выработкам.

Монолиты грунта- образцы с ненарушенным сложением и естественной влажностью

Геолого - литологическая колонка скважины:
vQIII - IV - эоловые верхнечетвертичные - голоценовые грунты; lQIII - озёрные верхнечетвертичные грунты;
aQII - аллювиальные среднечетвертичные грунты.
Развёртка шурфа:
Шурф N местонахождение
1 - почвенно-растительный слой;
2 - супеси лессовая бурая, твердая;
3 - песок серый мелкозернистый;
4 - глина бурая пластичная;
N 1, 2, 3 - места отбора проб.

Инженерно-геологический разрез и инженерно-геологические элементы:
1 - торф болотный водонасыщенный bQIV; 2 - супесь лессовая просадочная
эоловая vQIII; 3 - суглинок полутвердый озерный lQIII; 4 - песок мелкий сухой аллювиальный аQIII; 5 - песок мелкий аллювиальный водонасыщенный
плывунный аQIII; 6 - глина полутвердая озерная набухающая lQII;
УГВ - уровень грунтовых вод.

Геологический разрез через долину р. Оби в г. Новосибирске
1 – торф; 2 – а) песок, б) галечник; 3 – супесь лессовая; 4 – суглинок; 5 – глина; 6 – гранит; 7 – глинистый сланец; 8 – песчаник, роговик; aQIV – пойма; a1QIII, a2QIII, a3QIII, a4QIII – номера надпойменных террас; saQIII – покровные лессовые отложения; saQI-IIkrd – отложения краснодубровской свиты; N2kc – отложения кочковской свиты

Площадь К.Марска
Площадь Калинина

В камеральный период осуществляется окончательная обработка материалов инженерно-геологических работ, и составляется отчет о результатах изысканий.
Отчет - итог инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий.
Содержание и объем отчетов зависит от задачи исследований, этапа проектирования и сложности проектируемых сооружений.
В состав отчета обычно входят :
Введение. В нем указываются цели и задачи исследований, объем выполненных работ, состав исполнителей, административное положение района.
Физико-географические условия.
1.1. Географическое положение района.
1.2. Климат: температурный режим, количество осадков, глубина сезонного промерзания, направление ветров.
1.3. Рельеф: тип рельефа, абсолютные отметки.
2. Геологическое строение.
Включает сведения о тектонике, сейсмичности района, возрасте горных пород, условиях залегания, их описание.
3. Гидрогеологические условия.
Подземные воды, условия их залегания и питания, химический состав, агрессивность по отношению к строительным конструкциям.

4. Природные геологические и инженерно-геологические процессы. Рассматриваются процессы, которые могут оказывать влияние на строительство и эксплуатацию сооружений.
5. Инженерно-геологические условия строительной площадки объекта проектирования (участка дорожной трассы, мостового перехода, строительной площадки ПГС). Включает детальную характеристику свойств грунтов, таблицы нормативных и расчетных характеристик инженерно-геологических элементов грунтов; прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий; рекомендации по проектированию и проведению строительных работ.
6. Естественные строительные материалы. Приводятся сведения о наличии местных строительных материалов, их качестве и запасах, условии залегания.
Основные графические приложения к техническому отчету:
1. Инженерно-геологическая карта района изысканий.
2. Инженерно-геологические разрезы по оси проектируемого сооружения: железно-дорожной трассы, мостового перехода, тоннеля и строительным площадкам ПГС.

На инженерно-геологических картах отражаются инженерно-геологические условия.
1. Горные породы со всеми их характеристиками (возраст, генезис, состав, строение разреза, условия залегания пород, состояние пород, физико-механические свойства).
2. Тектоника и неотектоника - характер структур (влияет на условия залегания пород, развитие процессов), режим неотектонических движений.
3. Геоморфологические условия - типы рельефа, характер, строение, возраст, происхождение.
4. Гидрогеологические условия - глубина залегания подземных вод, условия распространения, условия питания, режим, агрессивные свойства воды, минерализация, состав.
5. Современные геологические и инженерно-геологические процессы и явления.
Кроме того, на картах инженерно-геологических условий, должны быть показаны месторождения строительных материалов. Способы отображения условий различны.

«СОВРЕМЕННАЯ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
масштаба 1:2 500 000»
Научный руководитель: д.г.-м.н., профессор В.С.Круподеров
Ответственный исполнитель: Зав.сектором РИГ, к.г.-м.н. С.Н.Чекрыгина
В составлении карты принимали участие специалисты:
ВСЕГИНГЕО, МГУ, Института Мерзлотоведения СО РАН, ОАО Приморгеология, ООО Уральской гидрогеологической экспедиции, Московского отделения Института Криосферы Земли СО РАН.
пос.Зелёный, 2010 г.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЮ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ
ГИДРОГЕОЛОГИИ И ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ»
(ФГУП «ВСЕГИНГЕО»)

Инженерно-геологическая карта территории Российской Федерации масштаба 1:2500 000 в формате ГИС с объяснительной запиской и сопровождающей структурированной фактографической и картографической информацией
Инженерно-геологическая карта территории РФ масштаба 1:2500000 отражает основные закономерности изменения факторов инженерно-геологических условий и предназначена для решения стратегических вопросов размещения объектов экономики, планирования инженерно-геологических работ, оптимизации государственного мониторинга состояния недр

Состав современной инженерно-геологической карты территории
Российской Федерации масштаба 1:2500 000
Современная инженерно-геологическая карта территории
Российской Федерации масштаба 1:2500 000
Карта
инженерно-
геологических
условий территории
Российской Федерации
масштаба 1:2500 000
Карта
инженерно-
геологического
районирования
территории
Российской Федерации
масштаба 1:2500 000
Карта оценки
техногенных
воздействий на
инженерно-
геологические
условия территории
Российской Федерации
масштаба 1:2500 000
Карта оценки
техногенных
воздействий на
инженерно-
геологические условия
территории
Российской Федерации
масштаба 1:10 000 000
Карта оценки
интенсивности проявления
современных
геологических процессов
и геологических
опасностей освоения
территории
масштаба 1:2500 000
Структурированная
фактографическая и
картографическая
информация
Цифровая
инженерно-геологическая
информация
Каталог
физико-механических
свойств
горных пород
Картограммы
инженерно-геологической
изученности

Составленный комплект карт дает полноценную инженерно-геологическую характеристику территории России. Информационная полнота обеспечивается целевым назначением и едиными принципами составления карты ( с учетом природных региональных, зональных и антропогенных факторов формирования )
Инженерно-геологическая карта имеет многоцелевое назначение:
- перспективного экономического планирования и рационального размещения крупных народнохозяйственных объектов;
-для разработки программ дальнейших инженерно-геологических исследований;
- в качестве основы для оценки состояния и прогнозирования изменения геологической среды;
- в качестве основы для обоснования мероприятий по рациональному недропользованию и как учебное пособие в ВУЗах.
В целом составленный комплект карт предназначен для повышения информационного обеспечения и эффективного управления работами по геологическому изучению недр и управлению недропользованием на федеральном уровне

«Карта оценки техногенного воздействия на инженерно-геологические условия России»
масштаба 1:10 000 000
На карте отображены локальные и региональные источники (виды) техногенного воздействия, с оценкой степени их воздействия и интенсивности изменения ИГУ, выражающейся в активизации природных и развитии антропогенных геологических процессов

«Карта инженерно-геологического районирования территории Российской Федерации
масштаба 1: 2 500 000»
Последовательный учёт региональных и зональных факторов
Таксоны типологического районирования:
регионы → зоны → подзоны → области
Для территории России в таком масштабе составлена впервые
Основной объект картографирования – вещественное геологическое тело (грунтовая толща с определённым литологическим составом или характерное сочетание литологических разновидностей в разрезе и по площади, находящееся под воздействием определённых зональных факторов

Карта инженерно-геологического районирования территории Российской Федерации масштаба 1: 2 500 000

«Карта оценки интенсивности проявления современных геологических процессов и геологических опасностей освоения территорий масштаба 1:2500 000»
На карте отображены:
-состав и суммарная интенсивность проявления современных геологических процессов (как экзогенных, так и эндогенных);
-степень геологических опасностей для наиболее катастрофических ОГП – оползней, овражной и речной эрозии, абразии, селей, карста и землетрясений (сейсмичности), основанная на пораженности и активности проявления ОГП.
-крупные населенные пункты с развитыми в них комплексами ОГП.
Составлена краткая характеристика интенсивности и опасности проявления ОГП для инженерно-геологических регионов России.

Геофизические методы исследования в инженерной геологии, гидрогеологии и геокриологии
Геофизические методы в инженерно-геологических изысканиях активно применяются с 40 –50-ых годов XX века. Геофизические работы включают в состав инженерно-геологических изысканий для увеличения объёма информации о составе и свойствах грунтов и снижения затрат на буровые работы и лабораторные исследования.
Важнейшей особенностью геофизических методов является их дистанционность, то есть возможность изучать свойства геологических объектов без прямого контакта с ними.

При помощи геофизические методов можно решать следующие задачи:
картирования кровли скальных или многолетне-мёрзлых грунтов;
выделения глубины залегания грунтовых вод;
определения физико-механических свойств грунтов;
прогнозирования опасных геодинамических процессов—карста и оползней;
проведение сейсмического микрорайонирования.

Для реализации геофизических работ при инженерно-геологических изысканиях площадь объекта покрывается равномерной сетью профилей —прямых отрезков, вдоль которых выполняется геофизическая съёмка.
На протяжённых линейных объектах —ЛЭП, газопроводах, трассах автодорог и т.д. —геофизические работы проводятся в отдельных точках зондирования.

В геофизике применяются как естественные поля, непрерывно генерируемые самой геологической средой, таки и искусственные —возникающие при срабатывании управляемого геофизиком источника.
По типу применяемого поля выделяются:
сейсмические, электрические, магнитные, гравитационные, тепловые и радиометри-ческие методы.
Среди них наибольшей “популярностью” пользуются методы электроразведки, сейсморазведки и радиометрии.

Электроразведка основана на разделение грунтов по удельному электрическому сопротивлению, удельной проводимости или диэлектрической проницаемости.
В качестве источника поля применяются генераторы постоянного и переменного тока и заземлённые электроды, а принимающего устройства —высокоточный вольтметр.
Современные томографические модификации классических методов электроразведки применяются при необходимости подробного изучения непрерывного распределения электрических свойств в разрезе

Электротомографический разрез. Цветной заливкой показаны разные значения удельного электрического сопротивления

Георадиолокация основана на излучении и регистрации высокочастотного электромагнитного поля.
Электромагнитные волны, отражённые от границ грунтов с различной диэлектрической проницаемостью, фиксируются приёмной антенной и представляются в виде геологического изображения.
Георадарные наблюдения отличаются высочайшей разрешающей способностью и применяются для поиска техногенных объектов и различного рода локальных неоднородно-стей, например скрытых коммуникации или старинных фундаментов.
Объекты малого по сравнению с длиной э/м волн размера на георадиолокационных разрезах обнаруживаются по гиперболическим осям дифрагированных волн —“усам”

Разрез георадиолокации. Кружками выделены гиперболические
оси дифрагированных волн, связанных с локальными объектами.
Стрелкой показана отражающая граница

Сейсмические методы - базируются на возбуждении и приёме упругих волн, передающих механические колебательные движения частиц горных пород.
Скорость упругой волны определяется упругими модулями среды, в которой она перемещается.
Заметное изменение скорости волн происходит на сейсмических границах, где формируются отражённые и преломлённые волны.
Многоканальная сейсмическая аппаратура, состоящая из измерительной станции, нескольких десятков датчиков и соединительного кабеля, фиксирует колебания сейсмических волн и записывает их в виде сейсмограмм

Геофизические методы исследования в инженерной геологии, гидрогеологии и геокриологии
Сейсмограмма инженерной сейсморазведки. Прямыми линиями показаны участки предполагаемых тектонических нарушений

Путём обработки всех сейсмограмм, зафиксированных попрофилю, получают сейсмогеологические разрезы. В сейсморазведке применяют практически все волны, которые удаётся выделить на сейсмограммах —продольные, поперечные, обменные, прямые, преломлённые, отражённые, поверхностные и др.
Глубинный сейсмический разрез, построенный по отражённым волнам. Стрелкой показано вероятное нахождение карстовой полости