ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОВОГО ДЕЛА
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИГНД
_________ А.К. Мазуров
"____" __________ 2006 г.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Методические указания к курсовой работе для студентов
направления 130100 "Геология и разведка полезных ископаемых"
и специальности 130302 «Поиски и разведка подземных вод и
инженерно-геологические изыскания»
очное заочное
обучение обучение
Курс – 4 – 5
Семестр – 8 – 10
Дифференцированный зачет – в 8 сем – в 10 сем
Методические указания к ТПУ 7.1-21/01
курсовой работе
Методические указания рассмотрены, соответствуют действующему плану и рекомендованы к изданию методичес-ким семинаром кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии 19 мая 2006 г. протокол № 10.
Разработчик доцент, кафедры ГИГЭ ИГНД ТПУ, к. г. - м. н.
_____________Т.Я. Емельянова
Рецензент доцент, кафедры ГИГЭ ИГНД ТПУ, к. г. - м. н.
_____________О.Ф. Зятева
Заведующий кафедрой ГИГЭ,
профессор, доктор г. - м. н. _____________С. Л. Шварцев
Цель курсовой работы – закрепление и углубление знаний, полученных по дисциплине "Инженерно-геологические изыскания" на лекциях и лабораторных занятиях; приобретение навыков и умения проводить систематизацию, анализ и обобщение инженерно-геологических материалов по конкретным районам; умения целенаправленно работать с научной и нормативной литературой, составления программы инженерно-геологических исследований для решения народно-хозяйственных задач.
Курсовая работа выполняется студентом по индивидуальному заданию на одну из рекомендованных ниже тем.
1. Инженерно-геологические условия района (анализ инженерно-геологических карт, разрезов), обоснование выбора участка строительства рабочего поселка и обоснование комплекса методов исследований для генплана поселка.
2. Региональное инженерно-геологическое районирование территории, составление карты районирования масштаба 1:200 000 или более крупного, описание таксонов и рекомендации по рациональному планированию какого-либо вида строительства.
3. Определение размеров элементарной ПТГ, характеристика зон развития процессов и прогноз изменения инженерно-геологических условий в процессе эксплуатации сооружений.
4. Расчленение геологического разреза участка исследований на инженерно-геологические элементы статистическими расчетами на ЭВМ.
5. Задачи и методы инженерно-геологического изучения какого-либо современного процесса и явления (оползней, болотообразования и т.п.) для проектирования защитных мероприятий.
6. Пути оптимизации расчета СППИНФа (объема, параметров, типа).
7. Комплексирование методов получения инженерно-геологической информации.
8. Сравнительная оценка эффективности применения разных методов изучения одного и того же фактора инженерно-геологических условий или геологического параметра.
Для составления курсовой работы используются литературные источники, которые рекомендует преподаватель; фондовые материалы инженерно-геологических изысканий, которые студент может получить у преподавателя или в производственной организации, а также материалы учебно-производственной практики.
Курсовая работа составляется по следующему плану:
Введение
Основная часть
Заключение
Список использованной литературы (учебной, научной, нормативной, фондовой).
Во введении студент указывает, почему выбрал данную тему, ее актуальность и проблемы, какой материал использован для составления курсовой работы.
В основной части излагается решение темы курсовой работы.
Необходимо составить краткий план основной части и начать описание с формулировки основных задач работы.
В заключении приводятся выводы, отмечаются полученные результаты, что они дают в сравнении с известными результатами, положениями и сведениями по данной теме.
Ниже приводятся краткие пояснения к содержанию основной части курсовой работы по предложенным темам.
Тема 1. На основе анализа имеющегося материала – инженерно-геологической карты масштаба 1: 200 000 - 1: 50 000, инженерно-геологических разрезов или инженерно-геологических колонок скважин и схемы их расположения необходимо составить очерк "Инженерно-геологические условия участка" с подробной характеристикой всех факторов инженерно-геологических условий (рельеф и геоморфология, тектоника и неотектоника, горные породы: их возраст, генезис, состав, состояние, условия залегания, физико-механические свойства на изученную глубину, подземные воды, геологические процессы и явления), оценить, категорию. сложности, инженерно-геологических условий по данным табл. 1. Выбрать место строительства небольшого рабочего поселка и обосновать его благоприятность по инженерно-геологическим условиям.
Согласно схемы соотношения стадий планирования и проектирования промышленного и гражданского строительства и этапов инженерно-геологи-ческих изысканий (табл. 2) с учетом особенностей инженерно-геологических условий участка, обосновать этап изысканий, его цель и задачи для данного участка, характер необходимой для составления генплана поселка инженерно-геологической информации и комплекс методов для ее получения.
Тема 2. Основой для выполнения работы может быть любая карта инженерно-геологических условий указанного масштаба для районирования. Дать краткую характеристику основ инженерно-геологического районирования. На основе анализа инженерно-геологических условий необходимо территорию разделить на участки с однородными инженерно-геологическими условиями в пределах определенных границ и отличными от соседних участков. Выполнить региональное (индивидуальное) районирование. Составить таксономическую систему единиц районирования согласно [11] до уровня "районов" (возможно "участков") для данной территории. Выделенные таксоны показать на карте – схеме районирования и дать их инженерно-геологическую характеристику. Дать рекомендацию по рациональному, благоприятному размещению какого-либо строительства (поселка, дороги и т.п.).
Таблица 1
Категории сложности инженерно-геологических условий
(СП 11 – 105 – 97)
Факторы | I (простая) | II (средней сложности) | III (сложная) |
Геоморфологические условия | Площадка (участок) в пределах одного геоморфологического элемента. Поверхность горизонтальная, нерасчлененная | Площадка (участок) в пределах нескольких геоморфологических элементов одного генезиса. Поверхность наклонная, слабо расчлененная | Площадка (участок) в пределах нескольких геоморфологических элементов разного генезиса. Поверхность сильно расчлененная |
Геологические в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой | Не более двух различных по литологии слоев, залегающих горизонтально или слабо наклонно (уклон не более 0,1). Мощность выдержана по простиранию. Незначительная степень неоднородности слоев по показателям свойств грунтов, закономерно изменяю-щихся в плане и по глубине. Скальные гру-нты залегают с поверхности или перекрыты маломощным слоем нескальных грунтов | Не более четырех различных по литологии слоев, залегающих наклонно или с выклиниванием. Мощность изменяется закономерно. Существенное изменение характеристик свойств грунтов в плане или по глубине. Скальные грунты имеют неровную кровлю и перекрыты нескальными грунтами | Более четырех различных по литологии слоев. Мощность резко изменяется. Линзовидное залегание слоев. Значительная степень неоднородности по показателям свойств грунтов, изменяющихся в плане или по глубине. Скальные грунты имеют сильно расчлененную кровлю и перекрыты нескальными грунтами. Имеются разломы разного порядка |
Гидрогеологические в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой | Подземные воды отсутствуют или имеется один выдержанный горизонт подземных вод с однородным химическим составом | Два и более выдержанных горизонтов подземных вод, местами с неоднородным химическим составом или обладающих напором и содержащих загрязнение | Горизонты подземных вод не выдержаны по простиранию и мощности, с неоднородным химическим составом или разнообразным загрязнением. Местами сложное чередование водоносных и водоупорных пород. Напоры подземных вод и их гидравлическая связь изменяются по простиранию |
Продолжение табл. 1
Факторы | I (простая) | II (средней сложности) | III (сложная) |
Геологические и инженерно-геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений | Отсутствуют | Имеют ограниченное распространение и (или) не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов | Имеют широкое распространение и (или) оказывают решающее влияние на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов |
Специфические грунты в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой | Отсутствуют | Имеют ограниченное распространение и (или) не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений, строительство и эксплуатацию объектов | Имеют широкое распространение и (или) оказывают решающее влияние на выбор проектных решений, стро-ительство и эксплуатацию объектов |
Техногенные воздействия и изменения освоенных территорий | Незначительные и могут не учитываться при инженерно-геологи-ческих изысканиях и проектировании | Не оказывают существенного влияния на выбор проектных решений и проведение инженерно-геологических изысканий | Оказывают существенное влияние на выбор проектных решений и осложняют производство инженерно-геоло-гических изысканий в части увеличения их состава и объемов работ |
Примечание – Категории сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать по совокупности факторов, указанных в настоящем приложении. Если какой-либо отдельный фактор относится к более высокой категории сложности и является определяющим при принятии основных проектных решений, то категорию сложности инженерно-геологических условий следует устанавливать по этому фактору. В этом случае должны быть увеличены объемы или дополнительно предусмотрены только те виды работ, которые необходимы для обеспечения выяснения влияния на проектируемые здания и сооружения именно данного фактора.
Тема 3. Дать общую характеристику элементарной природно-технической геосистемы (ПТГ), цели и методов определения ее границ. На основе анализа фактического материала – инженерно-геологических разрезов какого-либо участка и характеристик предполагаемого к строительству здания или другого сооружения необходимо определить границы элементарной ПТГ. Для этого определить, какие процессы будут развиваться в элементарной ПТГ и определить границы их распространения расчетом при наличии необходимых данных (расчет осадки, просадки, карстовых провалов, зоны оттаивания мерзлых пород и т.п.).
Таблица 2
Стадии планирования, проектирования и этапы инженерно-геологических изысканий для промышленного и гражданского строительства (по СНиП 11–02–96)
Стадии планирования и проектирования строительства | Цель и содержание стадий | Этап и цель инженерно-геологических изысканий | |
Схема районной планировки строительства | Составление схемы застройки территории, ТЭО строительства (схемы развития и размещения отраслей народного хозяйства). | I этап. Выбор нескольких перспективных вариантов для строительства. | |
Предпроектная документация | 1. ТЭО строительства новых, расширения, реконструкция старых зданий и сооружений. 2. Составление генпланов городов, поселков и сельских населенных пунктов. 3. Проект детальной планировки районов города, поселков. | IIа этап. Изыскания на перспективных вариантах территорий для выбора оптимального варианта в инженерно-геологическом отношении. | |
Проект | Рабочий проект | 1. Составление детального проекта застройки – компоновка зданий и сооружений. 2. Проекты отдельных сооружений (предварительные расчеты) 3. Проект земляных работ. 4. Проект защитных мероприятий. | IIб этап. Изыскания на выбранной строительной площадке, для изучения инженерно-геологических условий (ИГУ) |
Рабочая документация | 1. Окончательный расчет оснований и фундаментов отдельных зданий и сооружений. 2. Расчет отдельных защитных мероприятий. 3. Проект строительных работ. | III этап. Изучение инженерно-геологических условий в предполагаемой сфере взаимодействия (СВ) | |
Для сложных ИГУ, ответственных, уникальных сооружений: | |||
Строительство | Корректировка рабочей документации. | IV этап. Изыскания в СВ, для проверки соответствия инженерно-геологической информации проекта действительной информации | |
Эксплуатация | Уточнение прогнозов, методов расчета устойчивости сооружений. | V этап. Изыскания в СВ, для получения информации о режиме инженерно-геологических процессов. |
При отсутствии данных для расчета определить размеры элементарной ПТГ согласно указаний СП 11.105–97, глава "Изыскания для рабочей документации". Составить качественный или количественный прогноз изменения инженерно-геологических условий в элементарной ПТГ в период эксплуатации сооружения. Материалами для составления курсовой работы могут быть результаты производственных изысканий в период работы или практики студента. При отсутствии таковых – материалы выдает преподаватель.
Тема 4. Описать необходимость расчленения изучаемого геологического разреза на объемы пород определенных инженерно-геологических категорий. Привести используемую в настоящее время при инженерно-геологических изысканиях классификацию горных пород. Дать определение инженерно-геологического элемента (ИГЭ), цель и методику его выделения.
По результатам лабораторных анализов определения показателей физико-механических свойств грунтов любой площадки инженерно-гео-логических изысканий согласно методики, изложенной в ГОСТ 20522–96 выполнить расчленение геологического разреза площадки на ИГЭ. Графические построения и расчеты провести на ЭВМ с помощью программных продуктов MS Excel и Statistica.
Тема 5. Дать краткую общую характеристику какого-нибудь геологического процесса и явления и более детально охарактеризовать этот процесс в конкретном районе изысканий по имеющимся у студента материалам. Описать тип, причины, факторы развития, характеристики процесса. Выбрать оптимальные мероприятия по борьбе с неблагоприятным влиянием данного процесса на территорию или сооружение. Отметить, какая инженерно-геологическая информация необходима для проектирования этих мероприятий, сформулировать задачи изысканий и выбрать методы для ее получения.
Тема 6. Необходимо дать определение СППИНФа, его типов, объема, параметров по источнику [2], перечислить методы определения его характеристик. Описать пути оптимизации (наилучший вариант из возможных, наиболее точный, обоснованный конкретными условиями инженерно-геологического разреза и требованиями строительства) расчета характеристик СППИНФа математическими методами согласно рекомендации источников [2, 9].
Тема 7. Дать характеристику комплексирования, совмещения частных экспериментальных методов получения инженерно-геологической информации с целью сокращения затрат времени и средств при условии сохранения необходимой точности и достоверности информации. Рекомендуется использовать источники [5, 6] и просмотр журнала "Геоэкология".
Тема 8. Описать методы изучения какого-либо одного фактора инженерно-геологических) условий или геологического параметра (например, характера геологического разреза, показателей состава пород, какого-либо свойства пород, геологических процессов и т.п.). Сравнить эти методы по следующим параметрам: точность получаемых результатов, стоимость, трудоемкость и затраты времени, условия применения. Рекомендовать применение наиболее оптимального метода по этим параметрам.
Общими требованиями, которые необходимо соблюдать при составлении курсовой работы, являются следующие:
- логическая последовательность изложения материала;
- убедительность аргументации;
- краткость и точность формулировок;
- конкретность изложения результатов;
- доказательность выводов и обоснованность рекомендаций.
При составлении курсовой работы желательно использование ЭВМ:
- при статистической обработке фактического материала;
- при составлении графиков, диаграмм, таблиц;
- при составлении количественных прогнозов и т.п.
Курсовая работа содержит элементы учебной научно-исследо-вательской работы при решении следующих вопросов:
- обоснование темы исследования и актуальности;
- умение анализировать и делать выводы;
- критически оценивать полученную информацию;
- работа с научной литературой;
- умение выделить главное, наиболее важные признаки и факты;
- умение обобщать и давать рекомендации;
- умение составить отчет по итогам исследований.
В результате студент получает навыки научно-исследовательской деятельности.
Курсовая работа составляется объемом 10–20 страниц текста на бумаге формата А4, сопровождается рисунками, картами, таблицами, фотографиями.
В тексте должны быть ссылки на рисунки, таблицы, и т.п. и на использованные литературные и фондовые материалы.
Работа оформляется в соответствии с требованиями к выпускным и курсовым проектам и работам – СТО ТПУ 2.5.01 – 2006. Форма титульного листа приведена в приложении 1.
Ниже приводится список основных литературных источников. Дополнительная литература рекомендуется преподавателем в соответствии с конкретной темой работы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Золотарев Г.С. Методика инженерно-геологических исследований. – М.: Изд-во МГУ, 1990.
2. Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. –М.: Недра, 1986.
3. Емельянова Т.Я. Инженерная геодинамика. – Томск: Изд-во ТПУ, 2005.
4. Ломтадзе В.Д. Специальная инженерная геология. – М.: Недра, 1978.
5. Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород. - М.: 1984.-Т.1,Т.2.
6. Лебедев В.Н., Ильичев В.В. и др. Полевые методы инженерно-геологических изысканий. – М.: Недра, 1988.
7. Солодухин М.А. Инженерно-геологические изыскания для промышленного и гражданского строительства. – М.: Недра, 1985.
8. Рекомендации по усовершенствованию инженерно-геологических изысканий для промышленного и гражданского строительства в связи с охраной и улучшением геологической среды. – М.: Стройиздат, 1981.
9. Пикулевич Л. Д. Организация и экономика инженерно-геологических изысканий. – М.: Недра, 1988.
10. Розовский Л.Б., Зелинский И.П., Воскобойников В.М. Инженерно-геологические прогнозы и моделирование. – Киев-Одесса: Вища школа, 1987.
11. Инструкция по составлению унифицированных основных инженерно-геологических карт. СЭВ. Постоянная комиссия по инженерной геологии. – М., 1966.
12. ГОСТ 21.302-96 Условные графические обозначения в документации по инженерно-геологическим изысканиям.
13. СНиП 11.02.96 – Инженерно-геологические изыскания.
14. СП 11–105–97 ч. 1, 2, 3, 4, 5. Инженерно-геологические изыскания.
Приложение 1
Форма титульного листа к курсовой работе