Аннотация 2
Список обозначений и сокращений 3
Список иллюстраций 4
Список таблиц 5
Содержание 7
Введение 8
1 Изученность инженерно-геологических условий 10
1.1 Инженерно-геологическое районирование 11
1.2 Методика работы 12
1.3 Геологические и инженерно-геологические процессы 13
2 Физико-географические и техногенные условия 17
2.1 Геоморфология 17
2.2 Рельеф 17
2.3 Климат 18
2.4 Гидрография 19
3 Геологическое строение 20
4 Тектоника 26
5 Полезные ископаемые 29
6 Минералого-литологическая и инженерно-геологическая характеристика грунтов и пород
6.1 Литологическое изучение кернового материала 32
6.2 Рентгенографический анализ 40
6.3 Изучение грунтов и пород методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР)
6.4 Изучения пористости грунтов и пород методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР)
Заключение 55
Список использованных источников
Дипломная работа написана по материалам производственной практики, пройденной в Нижегородской области. Участок назывался Москва - Казань высокоскоростной железнодорожной магистрали «Москва - Казань - Екатеринбург» (ВСМ 2) 390 км - 420 км.
Я проходила практику с 7 июня 2016 года по 2 сентября 2016 года. В отделе инженерно-геологических изысканий в должности техника-геолога. В период прохождения практики занималась: сопровождением буровых работ, ведением полевой документации (бурового журнала), документацией керна, отбором и упаковкой образцов грунта, воды. Кроме того, ознакомилась с работой в инженерной лаборатории и принимала непосредственное участие в работе лаборатории. Также в мои обязанности входило камеральная обработка полевых материалов: оформление буровых журналов, построение планов фактического расположения скважин. Освоила специальные геологические программы, такие как AutoCad и «Инженерная геология».
Район исследований, приуроченный к восточному крылу Московской синеклизы и северному склону Токмовского поднятия Русской плиты, характеризуется широким развитием карстовых форм рельефа. Современные карстовые процессы и негативное влияние пучинистых грунтов в Нижегородской области создают серьезные проблемы при проектировании и эксплуатации железнодорожной высокоскоростной магистрали, и требуют предусмотреть специальные мероприятия, исключающие их влияние.
Грунты, по определению, это горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека [1]. При строительстве и проектировании высокоскоростных железнодорожных магистралей (ВСМ) все работы проводятся по своду правил и ведомственных строительных норм обозначенных [2-17]. На основе результатов инженерно-геологических работ определяются физические, физико-химические, прочностные свойства грунтов. Однако определение мер для предотвращения имеющихся негативных процессов: современные карстовые процессы и разломы в районе строительства ВСМ напрямую зависит от выяснения условий и механизма образования пород. Поэтому становится актуальным изучение особенностей минералого-литологического состояния горных пород, что обеспечит принятие мер для сохранения прочности и долговечности эксплуатации ВСМ.
Цель работы выяснение особенностей минералого-литологического состояния горных пород вдоль трассы высокоскоростной железнодорожной магистрали. Для достижения цели были поставлены следующие задачи - отбор и макроописание образцов по профилю скважин, изготовление шлифов и проведение их микроскопического анализа, изучение минерального состава пород и грунтов методами рентгенофазового анализа (РФА) и электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а также применение метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР) при изучении пучинистости пород.
Мне предоставлен керновый материал из 16 образцов по разрезу 4 скважин.
Проведено макроописание грунтов и пород, сделаны фотографии этих образцов и построены литологические колонки по профилю для каждой скважины; для 5 образцов выполнено оптико - микроскопическое описание; для 3 образцов выполнен рентгенофазовый анализ (РФА); для всех образцов проведен ЭПР анализ; для 5 воздушно-сухих образцов выполнен ЯМР анализ и для 4 образцов выполнили эксперимент с донасыщением водой породы в эксикаторе и выполнили ЯМР анализ.
Результаты минералого-литологических исследований пород по разрезу скважин 19790, 19780, 19787, 19776, пробуренных вдоль трассы высокоскоростной магистрали в Нижегородской области представлены следующим:
1) По профилю каждой скважины по интервалам отбора определен состав пород: глины, мергели, гипсы и доломиты.
2) Исследование доломита и гипса в шлифах показало, что образцы сильно неоднородные, пустоты и трещины заполнены гипсом, встречаются и открытые каверны. Структура минералов пород неравномерно зернистая, что говорит о высокой минералого-литологической изменчивости пород, как по вертикали, так и латерали. Структура порового пространства и водонасыщенность контролируется присутствием гипса и глинистых минералов. Динамическая подвижность воды в структуре гипса обеспечивает проницаемость пластовых вод по разрезу.
3) Минеральный состав по рентгенофазовому анализу определен основными компонентами доломит, гипс, кварц и второстепенными мусковит, микроклин, альбит, гипс и монтмориллонит.
4) Выделены маркеры вещественного состава по спектрам ЭПР Fe3+в структуре глинистых минералов, Mn2+в доломите, а - заселенность , E’ центра в структуре кварца и SO3-в облученном гипсе.
5) Построены диаграммы распределения примесного иона марганца в доломите, заселенности позиций Mg и Ca ионами в структуре доломитаCaMg(CO3)2по профилю скважины и сопоставлены с литологической колонкой.
6) Установлено методом ЯМР в низких полях, что состояние флюидов зависит от минерального состава и порового пространства пород.
На основе полученных результатов можно сделать следующие выводы:
• Структура доломита неравномерно зернистая, что говорит о высокой минералого-литологической изменчивости породы, как по вертикали, так и латерали.
• Магнезиальные поровые воды участвуют в доломитизации и в зависимости от их солености происходит образование гипса и вынос кальцита.
• Структура порового пространства, водонасыщенность и проницаемость пород контролируются присутствием гипса и глинистых минералов. Динамическая подвижность воды в структуре гипса и межпакетная вода в монтмориллоните обеспечивают проницаемость пластовых вод по разрезу.
