📄Работа №200608
Тема: ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ НИЖНЕЙ ЧАСТИ БАССЕЙНА РЕКИ ТОМИ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Характеристики работы
Тип работы
Диссертация
Предмет
Геология и минералогия
Объем:
221 листов
Год:
2012
Просмотров:
46
700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 4
Глава 1. Гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность территории нижнего течения р. Томи 7
Глава 2. Физико-географическая характеристика района исследования 13
2.1. Климат 13
2.2. Рельеф 14
2.3. Почвы 16
2.4. Растительный покров 21
2.5. Гидрология 22
2.5.1. Химический состав речных вод 2 5
Глава 3. Геологическое строение 32
3.1. Стратиграфия 32
3.2. Тектоника 48
3.3. Геоморфология 5 8
Глава 4. Гидрогеологические условия территории 64
4.1. Водоносные горизонты и комплексы 64
4.2. Условия питания и разгрузки подземных вод 70
4. 3. Химический состав вод 74
4.3.1. Методика полевых исследований и методы анализа вод 74
4.3.2. Геохимия болотных вод 76
4.3.3. Геохимия подземных вод 82
Глава 5. Инженерно-геологические условия 87
5.1. Методика работ 8 7
5.2. Особенности инженерно-геологических условий района работ 91
5.2.1.Особенности инженерно-геологических условий и
районирование территории
5.2.2. Распространение, состав, физические и механические свойства 99 грунтов
5.2.3. Специфические свойства грунтов 158
5.2.4. Экзогенные процессы 181
5.2.5. Рекомендации по улучшению свойств оснований сооружений сложенных специфическими грунтами
Заключение 211
Список литературы 213
Глава 1. Гидрогеологическая и инженерно-геологическая изученность территории нижнего течения р. Томи 7
Глава 2. Физико-географическая характеристика района исследования 13
2.1. Климат 13
2.2. Рельеф 14
2.3. Почвы 16
2.4. Растительный покров 21
2.5. Гидрология 22
2.5.1. Химический состав речных вод 2 5
Глава 3. Геологическое строение 32
3.1. Стратиграфия 32
3.2. Тектоника 48
3.3. Геоморфология 5 8
Глава 4. Гидрогеологические условия территории 64
4.1. Водоносные горизонты и комплексы 64
4.2. Условия питания и разгрузки подземных вод 70
4. 3. Химический состав вод 74
4.3.1. Методика полевых исследований и методы анализа вод 74
4.3.2. Геохимия болотных вод 76
4.3.3. Геохимия подземных вод 82
Глава 5. Инженерно-геологические условия 87
5.1. Методика работ 8 7
5.2. Особенности инженерно-геологических условий района работ 91
5.2.1.Особенности инженерно-геологических условий и
районирование территории
5.2.2. Распространение, состав, физические и механические свойства 99 грунтов
5.2.3. Специфические свойства грунтов 158
5.2.4. Экзогенные процессы 181
5.2.5. Рекомендации по улучшению свойств оснований сооружений сложенных специфическими грунтами
Заключение 211
Список литературы 213
📖 Аннотация
В данной диссертационной работе проведено комплексное исследование гидрогеологических и инженерно-геологических условий нижней части бассейна реки Томи в Томской области. Актуальность исследования обусловлена интенсивным хозяйственным освоением региона, включающим строительство Северской АЭС, транспортной инфраструктуры и населенных пунктов, что требует детальной оценки свойств грунтов и подземных вод для надежного проектирования сооружений. В результате исследований установлено, что ключевой особенностью территории является её расположение в зоне сочленения Западно-Сибирского артезианского бассейна и Колывань-Томской складчатой зоны. Выявлена сложная динамика подземных вод, где в период половодья река Томь становится областью питания грунтовых вод, а не разгрузки, а также установлено восходящее движение вод в отдельных районах. Проанализированный массив грунтов характеризуется широким распространением слабых и просадочных разностей, а природные воды классифицированы как ультрапресные и пресные с преобладанием гидрокарбонатного магниево-кальциевого состава. Научная значимость работы заключается в систематизации данных о взаимодействии поверхностных и подземных вод в условиях сочленения крупных геологических структур, а практическая – в создании основы для инженерно-геологического районирования и территориального планирования. Теоретической базой исследования послужили фундаментальные труды по инженерной геологии Г.К. Бондарика, работы по свойствам слабых грунтов Л.С. Амаряна, а также региональные гидрогеологические исследования, представленные в отчетах А.М. Альшанского.
📖 Введение
В последние годы резко возрастает интерес к исследованиям свойств грунтов Западной Сибири. Интенсивное освоение обширных неосвоенных районов Томской области, прокладка автодорог, строительство населенных пунктов, промышленных комплексов, в том числе Северской АЭС, и других инженерных сооружений выявило широкое распространение грунтов обладающих особыми свойствами, поэтому изыскания и строительство сооружений имеет ряд особенностей и затруднено на всех этапах, вплоть до эксплуатации сооружений. В связи с этим возрастает необходимость оценки таких грунтов, их состава, физико-механических свойств с целью прогнозирования их поведения в основаниях сооружений, а также оценка гидрогеологических условий района работ, уровней залегания подземных вод, их химического состава, фильтрационных характеристик верхних водоносных горизонтов и т.д. В связи с необходимостью территориального планирования Томской области для установления функциональных зон, зон планируемого размещения обьектов капитального строительства для государственных или мунициппальных нужд, зон с особыми условиями исползования территорий, работа становится весьма актуальной.
Цель работы заключается в изучении гидрогеологических и инженерно-геологических условий нижней части бассейна реки Томи (Томская область).
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить гидрогеологические и инженерно-геологические условия района работ на основе анализа и систематизации ранее проведенных исследований, а также результатов полевых и лабораторных работ, проведенных автором;
2. Выявить особенности химического состава подземных вод;
3. Проанализировать условия залегания и состав грунтов, определить физические и физикомеханические свойства верхней части разреза четвертичных отложений;
4. На основе лабораторных испытаний грунтов выявить взаимосвязи между показателями свойств и получить регрессионные зависимости, позволяющие прогнозировать их механические характеристики;
5. Выявить специфические грунты, развитые на территории нижнего течения р. Томи, и дать рекомендации по проведению мероприятий для улучшения их свойств.
Методы исследований:
1. Отбор проб воды проводился в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 в полиэтиленовые канистры и стеклянные бутыли в зависимости от цели исследования.
2. Анализ всех типов вод выполнялся в аккредитованной лаборатории ТПУ УНПЦ “Вода” методами: рН - потенциометрическим; Ca2+, Mg2+, HCO3-, SO42-, Cl-, CO2 и перманганатная окисляемость - титриметрическим; Na+, K+ - атомно-абсорбционным, NO2-, NH+, PO43-, Si - фотометрическим; Fe - полярографическим; Mn, Cd, Cu, Zn, Pb, As, Li - инверсионновольтамперометрическим; другие металлы - масспектрометрическим; фенолы - флюорометрическим; углеводороды - методом газовой хроматографии.
3. Опробование и лабораторные исследования состава, физических и механических свойств грунтов определялись в соответствии с действующими нормативными документами. Определение состава и механические испытания грунтов проводились в лаборатории «Грунтоведение и механика грунтов» кафедры ГИГЭ 'ГНУ ИНР (свидетельство о состоянии измерений за №330). Показатели свободного набухания грунта определялись в соответствии с египетским кодексом. Для определения минерального состава использовался метод дифракции рентгеновских лучей и электронный сканирующий микроскоп.
4. Экзогенные процессы изучались в ходе маршрутных наблюдений, во время которых проводилось их описание, привязка и опробование.
5. В ходе работ использовались программы: Freehand Macromedia, Corel Draw Graphic Suite, Aquachem, RockWare, Winsieve, Origin lab и Statistica.
Положения, выносимые на защиту:
1. На исследуемой территории развиты типы вод: речные, озерные, болотные, грунтовые и артезианские. Но составу они преимущественно пресные, слабокислые и околонейтральные, отличаются повышенными содержаниями органических веществ, Fe. Mn и др. элементов, обусловленным относительно низким водообменом и преимущественно глеевой геохимической обстановкой.
2. Исследуемый район характеризуется широким распорстранением мощной толщи четвертичных отложений разного генезиса, слабовсхломленным рельефом, высокой степенью заболоченности и обведненности, неглубоким залеганием подземных вод, что создает неблагоприятные условия для хозяйственного освоения этой территории.
3. На исследуемой территории широко распространены специфические грунты, определяющие особенности проведения инженерно-геологических изысканий и строительства: просадочные, органические и органоминеральные, набухающие и склонные к пучинистости.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Впервые установлен широкий комплекс химических макро- и микрокомпонентов, органических веществ в различных по условиям залегания подземных водах, определены гипотетические содержания в них солей.
2. Новейшими методами изучены физические и физико-механические свойства грунтов отложений поймы, болотных, второй террасы, федосовской и смирновской свит. Выявлены связи между показателями свойств, получены регрессионные уравнения, позволяющие прогнозировать свойства грунтов.
3. При определении свободного набухания применялась методика, изложенная в Египетском кодексе, что позволило обнаружить грунты, склонные к набуханию. Выявленные специфические грунты в ряде свит позволили корректировать схему районирования территории для массового строительства.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на следующих международных и всероссийских конференциях и семинарах: 13th International conference on water-rock interaction WRI-13, Guanajuato (2010, Mexico); Международный симпозиум им. академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (2010, 2012, Томск); Научная Инициатива Иностранных студентов и аспирантов российских вузов (2010, 2011, Томск); International Conference under the aegis of the international association for engineering geology and the environment (IAEG) (2011, Москва) .
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 2-х журналах, рекомендованных ВАК России и в 7 сборниках докладов, трудов и материалов международных и всероссийских конференций и совещаний.
Личный вклад автора заключается в участии в полевых гидрогеологических и инженерногеологических работах, в совместной с научным руководителем постановке задач диссертации, проведении экспериментов и обработке результатов эксперимента, формулировании выводов и положений, выносимых на защиту, написании статей по теме диссертации, выступлении на семинарах и международных конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 223 страниц, включая 83 рисунков, 41 таблиц и списка литературы из 84
Цель работы заключается в изучении гидрогеологических и инженерно-геологических условий нижней части бассейна реки Томи (Томская область).
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить гидрогеологические и инженерно-геологические условия района работ на основе анализа и систематизации ранее проведенных исследований, а также результатов полевых и лабораторных работ, проведенных автором;
2. Выявить особенности химического состава подземных вод;
3. Проанализировать условия залегания и состав грунтов, определить физические и физикомеханические свойства верхней части разреза четвертичных отложений;
4. На основе лабораторных испытаний грунтов выявить взаимосвязи между показателями свойств и получить регрессионные зависимости, позволяющие прогнозировать их механические характеристики;
5. Выявить специфические грунты, развитые на территории нижнего течения р. Томи, и дать рекомендации по проведению мероприятий для улучшения их свойств.
Методы исследований:
1. Отбор проб воды проводился в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 в полиэтиленовые канистры и стеклянные бутыли в зависимости от цели исследования.
2. Анализ всех типов вод выполнялся в аккредитованной лаборатории ТПУ УНПЦ “Вода” методами: рН - потенциометрическим; Ca2+, Mg2+, HCO3-, SO42-, Cl-, CO2 и перманганатная окисляемость - титриметрическим; Na+, K+ - атомно-абсорбционным, NO2-, NH+, PO43-, Si - фотометрическим; Fe - полярографическим; Mn, Cd, Cu, Zn, Pb, As, Li - инверсионновольтамперометрическим; другие металлы - масспектрометрическим; фенолы - флюорометрическим; углеводороды - методом газовой хроматографии.
3. Опробование и лабораторные исследования состава, физических и механических свойств грунтов определялись в соответствии с действующими нормативными документами. Определение состава и механические испытания грунтов проводились в лаборатории «Грунтоведение и механика грунтов» кафедры ГИГЭ 'ГНУ ИНР (свидетельство о состоянии измерений за №330). Показатели свободного набухания грунта определялись в соответствии с египетским кодексом. Для определения минерального состава использовался метод дифракции рентгеновских лучей и электронный сканирующий микроскоп.
4. Экзогенные процессы изучались в ходе маршрутных наблюдений, во время которых проводилось их описание, привязка и опробование.
5. В ходе работ использовались программы: Freehand Macromedia, Corel Draw Graphic Suite, Aquachem, RockWare, Winsieve, Origin lab и Statistica.
Положения, выносимые на защиту:
1. На исследуемой территории развиты типы вод: речные, озерные, болотные, грунтовые и артезианские. Но составу они преимущественно пресные, слабокислые и околонейтральные, отличаются повышенными содержаниями органических веществ, Fe. Mn и др. элементов, обусловленным относительно низким водообменом и преимущественно глеевой геохимической обстановкой.
2. Исследуемый район характеризуется широким распорстранением мощной толщи четвертичных отложений разного генезиса, слабовсхломленным рельефом, высокой степенью заболоченности и обведненности, неглубоким залеганием подземных вод, что создает неблагоприятные условия для хозяйственного освоения этой территории.
3. На исследуемой территории широко распространены специфические грунты, определяющие особенности проведения инженерно-геологических изысканий и строительства: просадочные, органические и органоминеральные, набухающие и склонные к пучинистости.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. Впервые установлен широкий комплекс химических макро- и микрокомпонентов, органических веществ в различных по условиям залегания подземных водах, определены гипотетические содержания в них солей.
2. Новейшими методами изучены физические и физико-механические свойства грунтов отложений поймы, болотных, второй террасы, федосовской и смирновской свит. Выявлены связи между показателями свойств, получены регрессионные уравнения, позволяющие прогнозировать свойства грунтов.
3. При определении свободного набухания применялась методика, изложенная в Египетском кодексе, что позволило обнаружить грунты, склонные к набуханию. Выявленные специфические грунты в ряде свит позволили корректировать схему районирования территории для массового строительства.
Апробация работы. Материалы диссертации представлены на следующих международных и всероссийских конференциях и семинарах: 13th International conference on water-rock interaction WRI-13, Guanajuato (2010, Mexico); Международный симпозиум им. академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (2010, 2012, Томск); Научная Инициатива Иностранных студентов и аспирантов российских вузов (2010, 2011, Томск); International Conference under the aegis of the international association for engineering geology and the environment (IAEG) (2011, Москва) .
Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 2-х журналах, рекомендованных ВАК России и в 7 сборниках докладов, трудов и материалов международных и всероссийских конференций и совещаний.
Личный вклад автора заключается в участии в полевых гидрогеологических и инженерногеологических работах, в совместной с научным руководителем постановке задач диссертации, проведении экспериментов и обработке результатов эксперимента, формулировании выводов и положений, выносимых на защиту, написании статей по теме диссертации, выступлении на семинарах и международных конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 223 страниц, включая 83 рисунков, 41 таблиц и списка литературы из 84
✅ Заключение
В диссертационной работе рассмотрены физико-географические, геологические гидрогеологические и инженерные геологические условия района.
Особенностью гидрогеологических условий рассматриваемого района является его приуроченность к области сочленения двух крупных гидрогеологических структур: Западно-Сибирского артезианского бассейна и Колывань-Томской складчатой зоны.
Основную роль в питании подземных вод всех выделенных водоносных горизонтов и комплексов играет инфильтрация атмосферных осадков. В направлении реки Томи разности абсолютных отметок уровней воды в первом от поверхности водоносном горизонте и нижезалегающих горизонтах существенно уменьшаются, местами достигая отрицательных значений, что обеспечивает восходящее движение подземных вод.
Вблизи р. Томи динамика изменения уровней подземных вод полностью определяется сезонными колебаниями уровней поверхностных вод. В период половодья уровни воды в реке превышают уровни грунтовых вод в аллювиальном водоносном горизонте, что приводит к смене направления фильтрационного потока. В это время река, вместо области разгрузки, становится областью питания грунтовых вод.
Изученные природные воды являются ультрапресными и пресными с минерализацией 0,01-0,2 г/л в речных и болотных водах и слабосолоноватыми с минерализацией до 2 г/л в подземных водах, слабокислыми и околонейтральными, реже кислыми и слабощелочными; по жесткости воды от мягких до умеренно жестких. По анионно-катионному составу воды в основном гидрокарбонатные магниево-кальциевыми, или хлоридными магниево-кальциевыми, реже натриево-кальциевыми, иногда хлоридно- гидрокарбонатные натриево-кальциевые. В водах очень высоки содержания Беобщ, количество которого составляет от 1,5 в речных водах до 20 мг/л в болотах.
По комбинации анионов и катионов были определены гипотетические комбинации солей которые в процентном выражении составляют повышено содержание Са(НСО3)2 от 7 до 70 % и Mg(HCO3)2 от 5 до 43 %, В нескольких пробах повышено содержание NaCl: и остальные соли составляют незначительное количество.
Проведена систематизация материалов ранее проведенных работ и дана характеристика условий залегания, состава и свойств грунтов по структурно-генетическим комплексам четвертичных отложений верхней части разреза в районе исследований.
Определены характеристики состав, физические и физико-механические свойства верхней части разреза четвертичных отложений, и на основе сравнительного выявлено, что наиболее благоприятны для строительства грунты второй террасы и сузгунской свиты из исследованных структурно-генетических комплексов.
На основе лабораторных испытаний грунтов выявить взаимосвязи между показателями свойств и получить регрессионные зависимости, позволяющие прогнозировать механические характеристики
На территории нижнего течения р. Томи из специфических грунтов наибольшее распространение получили просадочные, органические и органоминеральные, набухающие и пучинистые. По материалам ранее проведенных работ засоленные грунты не распространены, встречаются редко техногенные, элювиальные грунты дочетвертичных отложений в работе не были исследованы, хотя на территории г.Томска встречаются. На основе систематизации данных и полученных автором новых материалов в дополнение к схеме районирования территории для массового строительства с учетом анализа развития специфических грунтов на территории добавлены районы и подрайоны с распространением специфичесчких грунтов. Для таких грунтов в работе приведены рекомендации по проведению мероприятий с целью улучшению их свойств и предотвращения нежелательных процессов ведущих к деформациям оснований и сооружений.
В итоге необходимо отметить, что экзогенные процессы, наблюдающиеся в пределах района, связаны с особенностями рельефа местности, широким развитием лессовых, легко размываемых водой пород, и характером первого от поверхности водоносного горизонта. Отмеченные факторы являются причиной широкого развития оврагообразования, береговой эрозии рек, оползней по склонам речных долин, заболачивания, морозного пучения грунтов. Наиболее широкое развитие на террасах правобережья получили процессы заболачивания и торфяные отложения, являющиеся слабыми специфическими грунтами.
Особенностью гидрогеологических условий рассматриваемого района является его приуроченность к области сочленения двух крупных гидрогеологических структур: Западно-Сибирского артезианского бассейна и Колывань-Томской складчатой зоны.
Основную роль в питании подземных вод всех выделенных водоносных горизонтов и комплексов играет инфильтрация атмосферных осадков. В направлении реки Томи разности абсолютных отметок уровней воды в первом от поверхности водоносном горизонте и нижезалегающих горизонтах существенно уменьшаются, местами достигая отрицательных значений, что обеспечивает восходящее движение подземных вод.
Вблизи р. Томи динамика изменения уровней подземных вод полностью определяется сезонными колебаниями уровней поверхностных вод. В период половодья уровни воды в реке превышают уровни грунтовых вод в аллювиальном водоносном горизонте, что приводит к смене направления фильтрационного потока. В это время река, вместо области разгрузки, становится областью питания грунтовых вод.
Изученные природные воды являются ультрапресными и пресными с минерализацией 0,01-0,2 г/л в речных и болотных водах и слабосолоноватыми с минерализацией до 2 г/л в подземных водах, слабокислыми и околонейтральными, реже кислыми и слабощелочными; по жесткости воды от мягких до умеренно жестких. По анионно-катионному составу воды в основном гидрокарбонатные магниево-кальциевыми, или хлоридными магниево-кальциевыми, реже натриево-кальциевыми, иногда хлоридно- гидрокарбонатные натриево-кальциевые. В водах очень высоки содержания Беобщ, количество которого составляет от 1,5 в речных водах до 20 мг/л в болотах.
По комбинации анионов и катионов были определены гипотетические комбинации солей которые в процентном выражении составляют повышено содержание Са(НСО3)2 от 7 до 70 % и Mg(HCO3)2 от 5 до 43 %, В нескольких пробах повышено содержание NaCl: и остальные соли составляют незначительное количество.
Проведена систематизация материалов ранее проведенных работ и дана характеристика условий залегания, состава и свойств грунтов по структурно-генетическим комплексам четвертичных отложений верхней части разреза в районе исследований.
Определены характеристики состав, физические и физико-механические свойства верхней части разреза четвертичных отложений, и на основе сравнительного выявлено, что наиболее благоприятны для строительства грунты второй террасы и сузгунской свиты из исследованных структурно-генетических комплексов.
На основе лабораторных испытаний грунтов выявить взаимосвязи между показателями свойств и получить регрессионные зависимости, позволяющие прогнозировать механические характеристики
На территории нижнего течения р. Томи из специфических грунтов наибольшее распространение получили просадочные, органические и органоминеральные, набухающие и пучинистые. По материалам ранее проведенных работ засоленные грунты не распространены, встречаются редко техногенные, элювиальные грунты дочетвертичных отложений в работе не были исследованы, хотя на территории г.Томска встречаются. На основе систематизации данных и полученных автором новых материалов в дополнение к схеме районирования территории для массового строительства с учетом анализа развития специфических грунтов на территории добавлены районы и подрайоны с распространением специфичесчких грунтов. Для таких грунтов в работе приведены рекомендации по проведению мероприятий с целью улучшению их свойств и предотвращения нежелательных процессов ведущих к деформациям оснований и сооружений.
В итоге необходимо отметить, что экзогенные процессы, наблюдающиеся в пределах района, связаны с особенностями рельефа местности, широким развитием лессовых, легко размываемых водой пород, и характером первого от поверхности водоносного горизонта. Отмеченные факторы являются причиной широкого развития оврагообразования, береговой эрозии рек, оползней по склонам речных долин, заболачивания, морозного пучения грунтов. Наиболее широкое развитие на террасах правобережья получили процессы заболачивания и торфяные отложения, являющиеся слабыми специфическими грунтами.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.