Нұсқаулар Методические указания к изучению дисциплин Геотехника 1, Геотехника 2 для студентов специальности

1.3 Пәннің қысқаша сипаттамасы

сұрақтарын, олар әртүрлі ғимараттар мен үймереттердің құрылысы мен эксплуатациясы және адамның басқа да шаруашылық қызметі әсерінен ұшырайтын өзгерістерді қарастырады.

Пәнді оқыту процессінде болашақ маман тау жыныстары және негізгі жыныс құраушы минералдары, Жердің ішкі және сыртқы динамикасының процесстері, гидрогеология негіздері, табиғи геологиялық және инженерлік – геологиялық процесстері мен құбылыстары, оның ішінде үймереттердің құрылысы және эксплуатациясымен байланысты құбылыстары туралы білім алу керек.
1.4 Курстын тақырыптық жоспары

Кіріспе

1 Геология негіздері

2 Минералдар

3 Тау жыныстары

4 Эндогенді процесстер

5 Экзогенді процесстер

6 Гидрогеология негіздері

7 Топырақтану негіздері

1.5 Ұсынылатын әдебиет тізімі

1 Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология.

– М. : Высшая школа, 2002. – 511 с.

2 Ананьев В.П., Передельский Л.В. Инженерная геология и гидрогеология. – М. : Высшая школа, 1980. – 271 с.

3 Маслов Н.Н., Котов М.Ф. Инженерная геология. – М. : Изд-во по строительству, 1971. – 341 с.

4 Пешковский А.М., Перескокова Т.М. Инженерная геология.

– М. : Высшая школа, 1982. – 391 с.

Қосымша әдебиеттер

5 Белый Л.Д. Инженерная геология. – М. : Высшая школа, 1985. – 231 с.

6 Добров Э.М. Инженерная геология: учебное пособие.

– М. : Издательский цент «Академия», 2008. – 224 с.

7 Павлинов В.Н и др. Пособие к лабораторным занятиям по

общей геологии. – М. : Недра. - 149 с.

8 Передельский Л.В., Приходченко О.Е. Инженерная геология : учебник. – Ростов н/Д: Феникс, 2006. – 448 с.

9 Сергеев Е.М. Инженерная геология. – М. : МГУ, 1978. – 228 с.

10 Чернышев С.Н. и др. Задачи и упражнения по инженерной геологии. – М. : Высшая школа, 2001. – 254 с.
2 Геотехника 1 оқытуға арналған әдістемелік нұсқаулар
Кіріспе

Тақырыптың мазмұны. Негізгі түсініктер мен анықтамалар. Курстың құрамы мен оның басқа пәндермен байланысы. Курстың негізгі міндеттері және оларды шешу ерекшеліктері. Инженерлік геология, гидрогеология және топырақтану ғылымдарының дамуы туралы қысқаша тарихи шолу. Қазіргі заманғы құрылыста курстың мәні.
2.1 Геология негіздері

Тақырыптың мазмұны. Жердің пайда болу гипотезасы. Жердің құрылысы мен физикалық қасиеттері. Жер қыртысының құрамы. Гравитация және Жердің жылулық тәртібі. Геосфералар, олардың өзара әрекеттесуі.

Тақырыпты оқуға арналған ұсыныстар. Бұл тақырыпты оқу кезінде Жер құрылысың құрамы мен қасиеттері бойынша айырықшаланатын бірқатар геосфералардан тұратын күрделі дене ретінде қарастыру керек. Алайда жер қыртысының құрылы мен құрамына – адамның қызмет көрсету мен өмір сүру ортасы ретінде литосферға ерекше көңіл аударған жөн.

Жердің жылулық тәртібі (тереңдіктің жоғарлауына байланысты температураның өзгеруі туралы) және бұл тәртіптін өзгеруі әртүрлі климаттық аймақтарда құрылыс жағдайына әсері туралы түсінік алу қажет.

2 Жердің пайда болуы мен құрылысы туралы қандай заманауи түсініктер бар?

3 Жер пайда болуының негізгі гипотезасын атаңдар?

4 Геосфераның құрамы мен құрылысы. Олардың бір – бірімен өзара әрекеттесуін түсіндіріңдер.

5 Жер қыртысының құрылысы қандай? Мұхит типті жер қыртысы континетальді жер қыртысынан немен айырықшаланады?

6 Жердің негізгі физикалық қасиеттерін атаңдар.

7 Жердің жылулық тәртібі қандай қайнар көздерімен қамтамасыз етіледі?

8 Тереңдігі бойынша Жердің жылулық тәртібі қалай өзгереді және оны қандай көрсеткіштер сипаттайды?

9 Жер қыртысының үстіңгі қабатының бөліктеріндегі жылулық тәртіпті оқытудың қандай тәжірибелік мәні бар?
2.2 Минералдар

Тақырыптың мазмұны. Минералдар және олардың жыныс құраушылық мәні. Минералдар туралы түсінік. Минералдың генетикалық классификациясы. Негізгі жыныс құраушы минералдардың сипаттамасы: пайда болуы, химиялық құрамы, құрылымы, физикалық қасиеттері.

Тақырыпты оқуға арналған ұсыныстар. Жер қыртысының құрылымында көптеген минералдар қатысады, олар бір – бірінен құрамы, құрылымы және қасиеттері бойынша айырықшаланады.

Негізгі жыныс құраушы минералдардың негізгі пайда болу процесстерін, құрылымы мен қасиеттерін қарастыру қажет, оларға айтарлықтай мөлшерде тау жыныстарының қасиеттері де тәуелді.

2 Жыныс құраушылардың қазіргі заманғы классификациясының негізінде не жатыр?

3 Химиялық құрамы бойынша минералдардың сұлбалық классификациясын беріңдер.

4 Минералдарды қандай физикалық касиеттер мен сыртқы белгілер бойынша анықтайды? Негізгі жыныс құраушы минералдарды сипаттап беріңдер.

Студентке тау жыныстарының абсолюттік және қатысты жасын анықтау әдістерімен танысу керек, олардың көмегімен құрастырылған (жастық бірліктері, онда көрсетілген шарты белгілермен, индекстер және т.б.) геологиялық және инженерлік – геологиялық карталар мен кескіндерді түсінуге мүмкіндік береді.

2 Тау жыныстарының абсолюттік және қатысты жасы дегеніміз не және оны анықтаудың қандай әдістері бар?

3 Жер қыртысының тарихы қандай эраларға, кезеңдер мен дәуірлерге бөлінеді? Олардың ұзақтылығы қандай?

4 Тау жыныстары пайда болу жағдайлары бойынша қалай классификацияланады?

5 Магматикалық тау жыныстары қышқылдығы (SiO₂ құрамы бойынша) мен пайда болу жағдайлары бойынша қалай бөлінеді? Ағылған және тереңді жыныстардың түрлерін атаңдар және олардың минералогиялық құрамын, құрылымды - текстуралы ерекшеліктерін, физикалық-механикалық қасиеттерін сипаттап беріңдер. Жыныстардың құрамы мен қасиеттердің пайда болу жағдайларынан байланысын түсіңдіріңдер. Магмалық жыныстардың жатыс пішіндері қандай?

6 Шөгінді жыныстар қалай пайда болады? Кесекті, химиялық және аралас пайда болатын жыныстардың түрлерін атаңдар.Олардың минералогиялық құрамын, құрылымды - текстуралы ерекшеліктерін, физикалық-механикалық қасиеттерін сипаттап беріңдер және жыныстардың пайда болу құрамының байланысын түсіндіріңдер.

7 Метаморфтық тау жыныстары қалай пайда болады? Байланысты және аймақты метаморфизмнің жыныстарын атаңдар және олардың минералогиялық құрамын, құрылымды - текстуралы ерекшеліктері мен физикалық–механикалық қасиеттерін сипаттап беріңдер.
2.4 Эндогенді процесстер

Тақырыптың мазмұны. Эндогенді процесстер – Жердің ішкі динамикасының процесстері. Магматизм жөнінде түсінік. Магматизм түрлері. Жер қыртысының тектоникалық қозғалысы және тау жыныстарының дислокация формалары. Сейсмикалық құбылыстар. Жерсілкінісінің түрлері және сейсмикалық толқындар. Жерсілкінісінің күшін бағалау. Жерсілкінісінің ғимараттар мен үймереттердің, топырақ массивтерінің тұрақтылығына әсерін ескерту принциптері. Метомарфизм. Метаморфизм типтері.

Тақырыпты оқуға арналған ұсыныстар. Бұл тарауды оқыған кезде жер қыртысы әртүрлі тау жыныстарынан құралған бір – біріне жанасатын түрі бойынша әртүрлі денелерден тұратынын түсінген жөн.

Жер қыртысының негізгі құрылымдық элементтері платформалар және геосинклиналдар болып табылады. Студент олардың құрылысы мен дамуындағы айырмашылықтарын нақты білу керек. Тау жыныстарының жатыс пішіндерін, құрылымдық пішіндерін қарастырған кезде алғашқы құрылымдық пішіндер (қабат, қат және т.б.) тау жыныстарының пайда болуымен бір уақытта пайда болады, екінші – алғашқы құрылымдық пішіндер деформациясының нәтижесінде пайда болады. Негізгі көңілді жарылған және қатпарлы дислокацияның әртүрлі пішіндері және олардың түрлі үймереттердің құрылыс жағдайларына әсерін оқуға аударған жөн.

Бұл тақырыпты оқыған кезде тектоникалық процесстердің жер бедерінің ірі пішіндерін қалыптасуында жерсілкінісінің, тау жыныстарының массивтерінде жарылған және қатпарлы бұзылыстардың пайда болуындағы мәнін түсінген жөн.

Жер қыртысының құрылысында платформалар геосинклиналилер шегіндегі айырмашылықтарды және онымен байланысты тектоникалық қозғалыстардың пайда болу интенсивтілігінің алуан түрлігін түсіну қажет.

Жаңа және қазіргі заманғы тектоникалық қозғалыстарды қарастырған кезде олардың геологиялық процесстердің дамуына және үймереттердің тұрақтылығына әсерін бағалаған жөн.

Студент жер қыртысындағы магматизмнің екі түрімен танысып және платформалар мен геосинклиналі шегінде бұл процесстердің айқындалу интенсивтілігін салыстыруы керек.

Жерсілкіністерін оқыған кезде олардың энергиясы, белгілі бір геологиялық құрылымдарға қатынасы туралы мәліметтер алғаны қажет. Студентке сейсмикалық аудандастыру принциптерін түсінген жөн және жазық және тау-қатпарлы аймақтарында сейсмикалық аудандастыруды бағалау үшін инженерлік-геологиялық принциптерге ерекше көңіл аудару керек.

Ұсынылатын әдебиет: [1, 86 – 107 б.], [2, 28 – 38 б.], [3, 39 - 68; 217 – 235 б.], [4, 71 – 94; 145-176 б.].

Тақырыпты оқу нәтижесінде студент білу керек жердің ішкі динамика процесстерінің негізгі түрлерін.


Өзін-өзі бақылау сұрақтары
1 Эндогенді және экзогенді процесстердің айырмашылығы неде?

2 Жер қыртысының қандай қозғалыстары тектоникалыққа жатады?

3 Платформалар және геосинклиникалы шегінде жер қыртысының құрылысындағы айырмашылықтарды түсіндіріндер.

4 Шөгінді жыныстардың жатыс пішіндері қандай? Әртүрлі келіспеушілік түрлерін сипаттап беріңіздер.

5 Магматикалық тау жыныстарының жатыс пішіндері қандай?

6 Метаморфтық тау жыныстарының жатыс пішіндері қандай?

7 Жер қыртысында қатпарлардың қандай негізгі типтері кездеседі және олардың құрылыс жағдайларына әсері?

8 Жарылған дислокация пішіндерін атаңдар және олардың даму ауданында құрылыс жағдайына олардың әсеріне мінездеме беріңіз.

9 Жер қыртысының қандай қозғалыстары оны жарылған және қатпарлы бұзылыстардың пайда болуына әкеледі?

10 Магматизм дегеніміз не? Жер қыртысының қандай құрылымды элементтерінде ол байқалады?

11 Тектоникалық қозғалыстардың мінезі мен магматизм ішінде және жер қыртысының әртүрлі құрылымдарында (платформалар мен геосинклиналиларда) айырмашылықтар.

12 Жерсілкіністерінің түрлерін атаңыздар және оларға мінездеме беріңіздер. Әдетте олар қандай геологиялық құрылымдарға қатысты?

13 Тау жыныстары мен үймереттерге бойлық, көлденең және қабатты толқындардың әсері қандай?

14 Сейсмикалық үдеу, сейсмикалық коэффициент және жерсілкінісінің балы қалай анықталады?

15 Жергілікті жер бедерінің, жыныс құрамының, жатыс және суландыру жағдайларының жерсілкінісінің күшіне тигізетін әсері.

16 Құрылыс кезінде сейсмикалық белсенді аудандарда қандай шаралар қажет?

Көшкіндердің классификациясы, олардың пайда болуы үшін негізгі факторлар мен себептері, олармен күресу шаралары туралы түсінік алу қажет. Бұл білімдер жасанды құлама немесе табиғи беткейдің нақты жағдайларында көшкіндердің пайда болу мүмкіндігін дұрыс болжауға көмектеседі.

Суффазия, карст, қарысты және сары топырақ жынысының шөкпе секілді, геологиялық процесстердің пайда болуында жер асты суларының айырықша маңызды рөлін ескерген жөн.

Жер асты сулар ағынының гидродинамикалық қысымы табиғи баурайларға, карьер беткейлеріне және қазаншұңқыр еңістеріне әсері олардың тұрақтылығын азайтып қана қоймай, анықталған жағдайларға суффозияға – ұсақ бөлшектердің жер асты сулар ағынымен механикалық шығуына, қуыстардың пайда болуына әкеп соғады, соның салдарынан баурайдың тұрақтылығы одан әрі бұзылады.

Карст туралы оқыған кезде – тау жыныстарының химиялық еру процессі және қуыстардың пайда болуы – бұл процесстін карбонатты, сульфатты және тұзды жыныстарда дамудың әртүрлі жылдамдығы мен факторларына ерекше көңіл аудару керек.

Карсты аудандарда аймақтың тұрақтылығын бағалау әдістерімен танысқан жөн.

Құмды және сазды топырақтардың қорысты күйінің табиғатын ұғыну қажет. Нағыз (тиксотропты) қорыстардың пайда болуында биогенді фактордың және топырақ құрамының жалған қорыстардың қалыптасуында гидродинамикалық қысымның рөлін түсінген маңызды.

Студент үймереттердің негіздіктерінде топырақты тығыздау, су құбырынан, канализациядан судың ағып кетуі және т.б. салдарынан сары топырақ жыныстарында шөкпе құбылыстары секілді құрылыс кезінде жиі кездесетін инженерлік – геологиялық процесстерді бөлшектеп қарастыруы керек.

Шөкпе сары топырақ жыныстарын оқыған кезде бұл құбылыстың табиғатын анықтаумен қатар олардың аймақтың шаруашылыққа пайдалануы және құрылыс жұмыстары, үймереттерді тұрғызуы, жыныстар су лануының әртүрлі түрлері кезінде олардың дамуына ерекше көңіл бөлу керек. Сары топырақ жыныстарының шөгуіне (алдын ала суға салу, күйдіру, силикаттандыру, механикалық тығыздау және т.б.) қарсы күрестің негізгі бағыттарымен танысу қажет.

Маусымды үсу мен еруге байланысты процесстер қарастыру қажет. Бұл аудандарда құрылыс ерекшеліктерімен танысу қажет.

Үймереттің қалыпты пайдаланылуы мен сақталуы үшін инженерлік – геологиялық процесстердің даму мүмкіндігінің дұрыс мөлшерлік болжамы қажет және бұл процесстердің ескерілмеген әсерлері айтарлықтай қауыпты және өте жиі үймереттердің құлауына әкелетінін нақты түсінген жөн. Студентке әртүрлі үймереттердің пайдаланылуы мен құрылыс кезінде инженерлік– геологиялық процесстердің зиянды әсерін азайтатын немесе шығаратын қазіргі заманғы бар шаралармен танысу қажет.

Ұсынылатын әдебиет: [1, 299 – 393 б.], [2, 151 – 201 б.], [3, 166 – 217 б.], [4, 94 – 144; 238 – 296 б.].

Тақырыпты оқу нәтижесінде студент білу керек Жердің ішкі динамика процесстерінің негізгі түрлерін.

Тақырыпты оқу нәтижесінде студент ептілі болу керек экзогенді және гравитационды процесстерді болжау мен алдын алу.
Өзін-өзі бақылау сұрақтары
1 Көшкін дегеніміз не? Көшкіндердің пайда болуына қажетті негізгі себептер: көшкіндердің түрлері мен олармен күресу бойынша шаралар.

2 Ысырынды және топырақ үйінділерімен күресу шараларын атаңдар.

3 Суффозидің пайда болуына қандай себептер қажет? Суффозимен күресу шаралары.

4 Сары топырақ жыныстары шөкпелігінің себебі неде? Сары топырақ жыныстары шөкпелігін анықтайтын қандай әдістер бар және ол қандай көрсеткіштермен мөлшерлі бағаланады? Сары топырақ жыныстары шөкпелігімен күресудің негізгі шаралары.

5 Карст дегеніміз не? Әртүрлі геологиялық жағдайларда карстың пайда болу себептері және даму жағдайлары.

6 Қорыс күйіндегі топырақтың пайда болу себептерін атаңдар. Нағыз қорыстар жалған қорыстардан немен айырықшаланады? Қорыстармен күресу шаралары.

7 Көпжылүскен жыныстардың даму аймағында қандай геологиялық процесстер мен құбылыстар болады? Олардың үймереттерге инженерлік әсерінің ерекшеліктері.

8 Геологиялық және инженерлік – геологиялық процесстердің арасындағы айырмашылықты түсіндіріңдер.

9 Үймереттер негіздіктерінде жыныстарды тығыздау. Әлсіз жыныстардың қасиеттерін жақсартуға арналған шаралар.

10 Су қоймаларының жиектерін қайта өңдеу жылдамдығы қандай факторларға байланысты? Мұндай инженерлік – геологиялық процесспен күресу шаралары.

11 Жер асты жұмыстары кезінде тау жыныстарының қозғалуы. Бұл процесстін дамуына геологиялық құбылыстын әсері. Тау жыныстарының қозғалуымен күресудің негізгі шаралары.

12 Үймереттер негіздіктерінде жыныстардың тоңды деформациялары және олармен күресу шаралары.

Жер асты суларының динамикасы. Сүзілудің негізгі заңы. Сүзілу коэффициенті, тегеурінді градиент және су қозғалысының жылдамдығы туралы түсінік. Тегіс және радиальді ағын туралы жалпы мәліметтер. Горизонтальді және еңісті су өтпейтін қабат кезінде біртекті қатта тегеурінсіз суда тегіс ағынның өнімділігі. Тегеурінді және тегеурінсіз жетілген және жетілмеген ұңғымаға судың ағыны. Дара және топтық тартып шығару туралы түсінік. Топырақ сүзілу коэффициентінің жер жұмыстарындағы және лабораториядағы анықтамалары. Өзара әрекеттесетін ұңғымалар. Дренаждар.

Жер асты сулары мен тау жыныстарының әрекеттесуі нәтижесінде үймереттің негіздігінде жыныстар физикалық-механикалық қасиеттерінің өзгеруі байқалады, бұл оның беріктігінің төмендеуіне әкеледі. Жер асты сулары сары топырақ жыныстарының шөкпесі, ісіну, көшкін, карст, суффозия және т.б. геологиялық процесстерге әкелетін себептердің бірі болып табылады, олардың даму ауданында үймереттердің құрылысы айтарлықтай қиыншылықтармен байланысты.

Топырақтарда аэрация және қаңығу аумақтарындағы сулардың түрлерін, олардың тау жыныстарының физикалық-механикалық қасиеттеріне тиетін әсерін білген жөн

Жер асты суларының әртүрлі типтерінің пайда болу жағдайларын және олардың тәртіб ерекшеліктерін түсіну қажет, алайда қалқындасу мен топырақ суларына ерекше көңіл бөлу керек. Сулы горизонттардың беттері бірінші жер асты суларының жердің инженерлік – геологиялық жағдайларына жиі әсер етеді.

Жер асты суларының тәртібін стационарлық бақылау әдістерімен, сондай - ақ бұл бақылаулар негізінде құрастырылған гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат карталарымен танысқан жөн, олардың көмегімен жер асты суларының бағыты мен қозғалу жылдамдығын, олардың орналасу тереңдігін және сулы горизонттың басқа да параметрлерін орнатуға болады.

Сондай – ақ жер асты суларының химиялық құрамына, олардың қатаңдығы мен белсенділігіне қатысты сұрақтарды қарастыру қажет.

Жер асты динамикасын оқыту процессінде тау жыныстарының су өткізбеу дәрежесін сипаттайтын негізгі көрсеткіш ретінде сүзілу коэффициенті туралы, жер асты сулары қозғалысының негізгі түрлері мен заңдары туралы түсінік алу қажет.

Жер асты ағындарының классификациясымен және олардың гидродинамикалық параметрлерімен танысқан жөн.

Жер асты суларының тегіс ағындарын оқыған кезде су өтпейтін қабаттың горизонтальді және еңісті орналасуы кезінде шығындарды есептеу әдістерін қарастыру ұсынылады. Сүзілу коэффициентін анықтаудың жер жұмыстарындағы және лабораториялық әдістерді, жеке ұңғымаларға және қазаң шұңқырларға, сол сияқты өзара әрекеттесетін вертикальді және горизонтальді дрендардың су көлімін есептеу әдістерін меңгеруге ерекше көңіл аудару қажет.