Исследование участка является важным аспектом инженерно-геологического проектирования, предоставляя важную информацию о геологических и геотехнических свойствах участка. Он включает в себя сбор данных для характеристики подповерхностных условий участка, таких как геология, свойства почвы и горных пород, состояние грунтовых вод и другие факторы, которые могут повлиять на проектирование и строительство проекта.

Исследование площадки является важной частью процесса строительства, поскольку оно помогает инженерам и проектировщикам понять условия площадки и разработать соответствующие конструкции фундамента и методы строительства, которые будут безопасными, экономичными и устойчивыми. Он также используется для выявления потенциальных опасностей или рисков, которые могут повлиять на безопасность или производительность проекта.

Исследование места обычно проводится в несколько этапов, включая предварительное расследование, рекогносцировку места и подробное исследование. Тип и объем расследования будут зависеть от размера и сложности проекта, а также от уровня риска, связанного с условиями на площадке.

Бурение и отбор проб

Содержание:

Методы исследования места

Существуют различные методы, которые можно использовать для исследования площадки, в зависимости от конкретных требований проекта и характера площадки. Некоторые распространенные методы включают в себя:

  1. Кабинетное исследование: это включает в себя сбор и проверку всех доступных данных и информации, связанных с участком и прилегающей территорией, в том числе геологические карты, аэрофотоснимки, исторические записи и отчеты о предыдущих исследованиях.
  2. Разведка сайта: это включает в себя посещение объекта для наблюдения и проведения измерений, таких как картографирование особенностей поверхности, оценка состояния существующих конструкций и выявление потенциальных опасностей.
  3. Геофизические исследования: Они включают использование различных методов для измерения и картирования физических свойств недр, таких как электрическое сопротивление, магнитная восприимчивость и сейсмические волны. Примеры геофизических методов включают: георадар, сейсмическое отражение и преломление, а также визуализация электрического сопротивления.
  4. Бурение и отбор проб: это включает бурение скважин или выемку испытательных ям для получения образцов почвы и горных пород, которые можно проанализировать в лаборатории для определения их физических и механических свойств.
  5. Тестирование на месте: Эти тесты проводятся на месте для определения свойств почвы и горных пород в их естественном состоянии. Примеры испытаний на месте включают стандартное испытание на проникновение (SPT), испытание на проникновение конусом (CPT) и испытание на давление.
  6. Лабораторные испытания: это включает анализ образцов почвы и горных пород в лаборатории для определения их физических, механических и химических свойств. Примеры лабораторных испытаний включают анализ размера зерна, испытание на трехосное сжатие и испытание на прямой сдвиг.
  7. Экологические испытания: Эти тесты проводятся для оценки условий окружающей среды на площадке, включая наличие загрязняющих веществ в почве, грунтовых и поверхностных водах. Примеры экологических испытаний включают отбор проб почвы и грунтовых вод, а также анализ на тяжелые металлы, углеводороды и другие загрязняющие вещества.
  8. Дистанционное зондирование: это включает использование спутниковых или аэрофотоснимков для картирования и анализа участка и прилегающих территорий. Дистанционное зондирование можно использовать для определения моделей землепользования, растительного покрова, топографии и других характеристик, которые могут повлиять на пригодность участка и его развитие.

Эти методы можно использовать в сочетании, чтобы обеспечить всестороннее понимание сайта и его характеристик.

Геофизические методы

Геофизические методы представляют собой набор методов, используемых при исследовании участка для получения информации о подземных геологических условиях без необходимости земляных работ или бурения. Эти методы включают измерение различных физических свойств недр, таких как плотность, магнитная восприимчивость, электрическая проводимость, сейсмическая скорость и другие. Данные, собранные в результате геофизических исследований, используются для создания изображений и моделей недр, которые могут помочь в идентификации геологических структур, таких как неисправности, трещины и изменения в литологии. Некоторые из широко используемых геофизических методов при исследовании площадок включают в себя:

  1. Сейсмическое отражение: Этот метод включает генерацию сейсмических волн с использованием источника и измерение отраженных волн с помощью датчиков. Собранные данные можно использовать для создания 2D или 3D изображения недр.
  2. Электротомография удельного сопротивления (ERT): Этот метод измеряет удельное электрическое сопротивление подповерхностных материалов путем пропускания электрического тока через землю и измерения разности потенциалов. Собранные данные можно использовать для создания модели недр.
  3. Геолокационная РЛС (GPR): Этот метод включает в себя передачу и прием электромагнитных волн из-под земли. Собранные данные можно использовать для создания изображения поперечного сечения недр.
  4. Магнитная съемка: Этот метод измеряет магнитные свойства подповерхностных материалов с помощью магнитометра. Собранные данные могут быть использованы для выявления магнитных аномалий, связанных с определенными геологическими структурами.
  5. Гравитационная съемка: Этот метод измеряет гравитационное поле недр с помощью гравиметра. Собранные данные можно использовать для выявления изменений плотности подповерхностных материалов, которые могут свидетельствовать о наличии геологических структур.
  6. Электромагнитная съемка: этот метод включает в себя передачу и прием электромагнитных волн в недра и из недр, которые можно использовать для выявления изменений проводимости подповерхностного слоя. Это может помочь в идентификации определенных геологических структур.

Эти геофизические методы могут предоставить ценную информацию для исследования участка и могут использоваться в сочетании с другими методами, такими как бурение и отбор проб, для получения всестороннего понимания геологии недр.

Бурение и отбор проб

Бурение и отбор проб являются важными методами исследования участка, которые позволяют инженерам-геотехникам и геологам получать информацию о подземных условиях участка. Эти методы включают бурение скважин в землю и сбор образцов почвы или горных пород на различной глубине.

Информация, полученная при бурении и отборе проб, используется для определения физических и инженерных свойств грунта и породы, таких как их состав, прочность, проницаемость и деформационные характеристики. Затем эта информация используется для проектирования фундаментов, котлованов, туннелей и других сооружений.

Существует несколько видов техники бурения, в том числе:

  1. Шнековое бурение: это включает использование спирального винта для проникновения в почву и сбора образцов. Он обычно используется для неглубоких исследований и для не слишком твердых типов грунта.
  2. Вращательное бурение: это включает использование вращательного бура для проникновения в почву или скалу. Его можно использовать как для неглубоких, так и для глубоких исследований.
  3. Ударное бурение: это включает использование молотка для забивания бурового долота в почву или скалу. Он обычно используется для скальных образований.

После бурения скважины образцы почвы или горных пород могут быть отобраны с использованием различных методов отбора проб, таких как:

  1. Стандартное тестирование на проникновение (SPT): это включает в себя вбивание пробоотборника в почву с помощью молотка и подсчет количества ударов, необходимых для перемещения пробоотборника на заданное расстояние. Эта информация используется для определения плотности и прочности грунта.
  2. Отбор проб в трубку Шелби: при этом используется тонкостенная трубка для отбора ненарушенных образцов грунта из скважины. Этот метод обычно используется для отбора проб связных грунтов.
  3. Бурение горных пород: это включает использование сверла с алмазным наконечником для отбора образцов горных пород. Образцы могут быть как сплошными, так и прерывистыми, в зависимости от используемой техники бурения.

Образцы, отобранные из скважины, затем отправляются в лабораторию для тестирования и анализа. Результаты используются для разработки геотехнического отчета, в котором содержится информация о состоянии недр участка и рекомендации по проектированию и строительству фундамента.

Тестирование на месте

Испытания на месте относятся к методам, используемым для измерения свойств почвы и горных пород в том месте, где найдены материалы, без их удаления из их естественной среды. Испытания на месте могут предоставить важную информацию для инженерных и строительных проектов, поскольку они позволяют более точно понять свойства грунта и горных пород, с которыми придется столкнуться во время раскопок, строительства или других работ.

Существует несколько различных типов методов тестирования на месте, в том числе:

  1. Стандартный тест на проникновение (SPT): это широко используемый метод определения прочности и плотности грунтов. Цилиндрический пробоотборник с помощью молотка забивается в грунт и фиксируется количество ударов, необходимое для проникновения в грунт на определенное расстояние.
  2. Испытание на проникновение конуса (CPT): Этот тест включает в себя вдавливание конического пенетрометра в почву с постоянной скоростью при измерении сопротивления проникновению. Эти данные можно использовать для определения прочности, плотности и других свойств грунта.
  3. Тест прессометра: Этот тест включает надувание цилиндрического зонда внутри скважины и измерение давления, необходимого для расширения зонда. Данные могут быть использованы для определения свойств напряжения-деформации грунта или горной породы на месте.
  4. Тест скорости поперечной волны: Этот тест включает измерение скорости поперечных волн, проходящих через почву или горную породу, с использованием сейсмических методов. Данные могут быть использованы для определения жесткости и плотности материала.
  5. Межскважинные сейсмические испытания: Этот тест включает в себя создание сейсмических волн в одном месте и измерение волн в другом месте с помощью датчиков, установленных в скважинах. Эти данные можно использовать для определения скорости поперечной волны и других свойств грунта или породы.
  6. Испытание на теплопроводность: этот тест включает измерение скорости теплового потока через почву или горную породу с использованием источника тепла и датчиков температуры. Данные могут быть использованы для определения термических свойств материала.
  7. Испытание на электрическое сопротивление: Этот тест включает измерение электрического сопротивления почвы или камня с помощью зондов, вставленных в землю. Данные могут быть использованы для определения содержания влаги и других свойств материала.

Это всего лишь несколько примеров из множества различных методов испытаний на месте, которые можно использовать в инженерно-геологических изысканиях и исследованиях. Выбор метода зависит от конкретных свойств грунта или горных пород, условий участка и целей исследования.

Лабораторные испытания

Лабораторные испытания являются важной частью исследования участка и используются для определения физических и механических свойств образцов грунта и горных пород, взятых с участка. Эти испытания важны для определения инженерных свойств грунта и горных пород, таких как прочность, проницаемость, сжимаемость и характеристики деформации, которые используются при проектировании и строительстве инженерных сооружений.

Существует несколько лабораторных тестов, которые можно провести на образцах почвы и горных пород, в том числе:

  1. Анализ размера зерна: Этот тест используется для определения гранулометрического состава почвы. Тест включает просеивание почвы через ряд стандартных сит и измерение веса почвы, оставшейся на каждом сите.
  2. пределы Аттерберга: Этот тест используется для определения предела пластичности, предела текучести и предела усадки грунта. Тест включает измерение влажности почвы на разных этапах теста для определения границ различных состояний консистенции.
  3. Испытание на уплотнение: Этот тест используется для определения максимальной сухой плотности и оптимальной влажности почвы. Тест включает уплотнение почвы в стандартной форме с использованием стандартной энергии уплотнения и измерение полученной плотности.
  4. Испытание на прочность на сдвиг: Этот тест используется для определения прочности на сдвиг грунта или горной породы. Испытание включает в себя приложение силы сдвига к образцу грунта или горной породы и измерение полученной деформации.
  5. Испытание на проницаемость: Этот тест используется для определения проницаемости почвы или камня. Тест включает измерение скорости потока воды через образец почвы или горной породы при известном гидравлическом градиенте.
  6. Консолидационный тест: Этот тест используется для определения скорости и величины оседания грунта. Испытание включает приложение нагрузки к образцу грунта и измерение возникающей деформации с течением времени.
  7. Испытания горной механики: Сюда входят такие испытания, как одноосное сжатие, трехосное сжатие и испытания на прямой сдвиг, которые используются для определения прочностных и деформационных характеристик образцов горных пород.

Эти лабораторные испытания обычно проводятся в соответствии со стандартными процедурами испытаний, установленными такими организациями, как ASTM International и Международное общество механики горных пород.

Экологические испытания

Экологические испытания - это процесс анализа образцов окружающей среды для определения наличия и концентрации загрязнителей или загрязняющих веществ. Этот тип испытаний важен для оценки воздействия деятельности человека на окружающую среду и для обеспечения соблюдения природоохранных норм.

Некоторые распространенные типы экологических испытаний включают в себя:

  1. Тестирование воды: сюда входит анализ поверхностных, грунтовых и сточных вод для определения наличия и концентрации загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы, органические соединения и патогены.
  2. Воздушные испытания: это включает сбор и анализ проб воздуха для измерения уровней загрязняющих веществ, таких как твердые частицы, летучие органические соединения (ЛОС) и токсичные вещества в воздухе.
  3. Тестирование почвы: Сюда входит анализ образцов почвы для определения наличия и концентрации загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы, пестициды и нефть углеводороды.
  4. Тестирование отложений: это включает анализ образцов отложений из озер, рек и других водоемов для определения присутствия и концентрации загрязняющих веществ, таких как тяжелые металлы и органические соединения.
  5. Биологическое тестирование: это включает анализ биологических образцов, таких как рыба, моллюски и другие водные организмы, для определения наличия и концентрации загрязняющих веществ, которые могут быть вредными для здоровья человека.

Экологические испытания обычно проводятся экологическими консалтинговыми фирмами, государственными учреждениями и другими организациями, специализирующимися на экологическом мониторинге и восстановлении. Результаты экологических испытаний можно использовать для выявления потенциальных рисков для здоровья, разработки планов восстановления и обеспечения соблюдения природоохранных норм.

Дистанционное зондирование

Дистанционное зондирование — это процесс сбора информации о цели или области на расстоянии, как правило, с самолетов или спутников, без физического контакта с целью или областью. Данные дистанционного зондирования могут предоставить информацию о физических, химических и биологических свойствах поверхности и атмосферы Земли, а также о деятельности человека и изменениях окружающей среды с течением времени.

Существует два основных типа дистанционного зондирования: пассивное и активное. Пассивное дистанционное зондирование измеряет энергию, которая естественным образом излучается или отражается целью или областью, например солнечным светом, и регистрирует ее с помощью датчиков. Примеры пассивных инструментов дистанционного зондирования включают камеры, улавливающие видимый свет, инфракрасные датчики, обнаруживающие тепло, и радиометры, измеряющие количество энергии, излучаемой целью. С другой стороны, активное дистанционное зондирование включает излучение энергии в сторону цели или области и измерение отраженной или излучаемой энергии с помощью датчиков. Примеры активных инструментов дистанционного зондирования включают радар и лидар.

Дистанционное зондирование может использоваться в различных областях, включая геологию, сельское хозяйство, лесное хозяйство и городское планирование. В геологии дистанционное зондирование может использоваться для выявления и картирования геологических структур, таких как разломы и складки, а также для обнаружения месторождения полезных ископаемых и изменения в землепользовании. Его также можно использовать для мониторинга природных опасностей, таких как оползней высокопоставленных землетрясение.