Оценка инженерно-геологических условий восточного Казахстана

Оценка инженерно-геологических условий восточного Казахстана

Курсовая работа

по дисциплине: Инженерная геология

по теме: Оценка инженерно-геологических условий восточного Казахстана

Содержание

Введение

1. Физико-географическая характеристика региона

2. Инженерно-геологическая характеристика пород

3. Гидрогеологические условия

4. Современные геологические процессы и явления

Заключение

Список литературы

Введение

Целью данной курсовой работы является изучение оценки инженерно-геологических условий восточного Казахстана. Инженерная геология – наука о свойствах грунтов и оснований нефтегазовых сооружений. Инженерная геология изучает условие инженерного освоения и преобразования геологической среды, а также решает практические вопросы, возникающие при проектировании и строительстве всевозможных сооружений, а также при выполнении горных работ при разработке месторождений

Основная задача инженерной геологии – прогноз изменения природных условий, в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

Инженерная геология включает в себя 3 самостоятельных направления:

1)                          грунтоведение – изучает свойство горных пород, в зависимости от их состава и структурно-текстурных особенностей;

2)                          инженерная геодинамика – изучает природные и антропогенные геологические процессы и явления;

3)                          региональная инженерная геология – занимается изучением геологической среды определённого региона.

Основной целью курсовой работы является оценка инженерно- геологических условий восточного Казахстана.

Описываемая территория в административном отношении входит состав Алма-Атинской, Талды-Курганской, Целиноградской, Карагандинской, Джезказганской, Кокчетавской, Тургайской и частично Актюбинской, Кзыл-Ординской, Джамбульской, Кустанайской, Семипалатинской, Восточно-Казахстанской и Северо-Казахстанской областей Казахстана. Общая площадь ее более 1450 тыс. км2. Она характеризуется разнообразием полезных ископаемых, на базе которых широко развита горнодобывающая промышленность. Сюда входит рудный Алтай с его полиметаллами, Центральный Казахстан с комплексом полезных ископаемых: углем (Караганда, Экибастуз), медью (Джезказган, Коунрад и др.), химическим сырьем, полиметаллами, редкими и рассеянными элементами и т. д., Тургайский прогиб с алюминиевым сырьем (Амангельдинская группа) и разрабатываемыми солями Приаралья.

Рис.1 Схема инженерно-геологического районирования (составил В.И. Дмитровский по материалам Н. Ф. Колотнлина)

Инженерно-геологические регионы первого порядка -1-Орогоенный пояс Казахстана. 2-Казахский щит; 3-Туранская плита. Инженерно-геологические регионы второго порядка:Северо-Тяньшанский; 2 — Чингиз-Тарбагатайский. 3- Джунгарский; 4 — Алтайский: 5 — Иртыш-Зайсанский; 6 — Алаколь-Балхашский; 7 — Кокчетав-Улутауский 8 — Центрально-Казахстанский; 9— Тургайский; 10 — границы регионов первого порядка; 11 — границы регионов второго порядка; 12 — границы инженерно-геологических областей. Кружками обозначены инженерно-геологические области

Большое значение в экономике описываемой территории имеют водные ресурсы, используемые в энергетических и транспортных целях, а также как основной источник водоснабжения, обводнения и орошения земель. Поверхностные водные ресурсы распределены по территории неравномерно. Местный сток рек может удовлетворить современную потребность только в южных и юго-восточных районах. Центральная же часть Казахстана и Тургайский регион уже сейчас требуют переброски части стока сибирских рек. Построенный канал Иртыш — Караганда обеспечил водой промышленность, сельское хозяйство и население Карагандинского промышленного района. Дальнейшее его продолжение на юго-запад решит проблему водообеспеченности Джезказганского и Атасуйского промышленных районов.

Рис. 2. Обзорная карта Казахстана

1 — территория, описанная в 6 томе монографии «Инженерная геология СССР»; 2 — территория, покрытая инженерно-геологической съемкой среднего масштаба; 3 — территория, покрытая инженерно-Геологической съемкой крупного масштаба; 4 — черная металлургия ; 5 — металлургия меди; 6 — производство синтетического каучука: 7 — производство цемента; 8 — производство строй. материалов; 9 — каменный уголь; 10—медные руды 11 — железные руды 12-марганцевые руды 13-золото 14-алюмин.руды15 — полиметаллические руды; 16 — поваренная соль; 17 — глауберова соль (стрелка вниз — полэеинпи добычя. стрелки иверх — открытая добыча); 18 — маглстральиый канал Иртыш — Караганда; /9 — проектируемые магистральные каналы; 20 — проектируемые нодоряспределнтельные каналы; 21 ~- направление переброски поверх. вод; 22 — плотины существующие; 23 — плотины проектируемые; 24 — границы территорий, описанных я разных томах монографии «Инженерная геология СССР», 35 — столица 26-областные центры 27-пром.центры

1.                Физико-географическая характеристика

инженерный геологический порода казахстан

Алтайский инженерно-геологический регион расположен в пределах крайней восточной части территории Казахстана (правобережье р. Иртыш) и охватывает низкогорье Рудного Алтая высокогорье и среднегорье Южного Алтая, разделенные между собой межгорной Нарымо-Бухтарминской впадиной. Северо-восточной и юго-западной границами региона являются зоны смятия (региональные тектонические разломы) — Северо-Восточная и Иртышская. В административном отношении описываемый регион относится к Восточно-Казахстанской области Казахстана.

Кроме горнодобывающей сравнительно широким распространением пользуются промышленность строительных материалов, легкая и пищевая промышленность, машиностроение и сельское хозяйство. Наиболее крупные объекты расположены главным образом в областные центрам и столице Казахстана Алма-Ате.

Большое значение в экономике описываемом территории имеют водные ресурсы, используемые в энергетических и транспортных целях, а также как основной источник водоснабжения, обводнения и орошения земель. Поверхностные водные ресурсы распределены по территории неравномерно. Местный сток рек может удовлетворить современную потребность только в южных и юго-восточных районах. Центральная же часть Казахстана и Тургайский регион уже сейчас требуют переброски части стока сибирских рек. Построенный канал Иртыш — Караганда обеспечил кодом промышленность, сельское хозяйство и население Карагандинского промышленного района. Дальнейшее его продолжение на юго-запад решит проблему водообеспеченности Джезказганского и Атасуйского промышленных районов.

На реках Казахстана построены крупные водохранилища: Бухтар-минское на Иртыше, Калчагайскос на Или, Самаркандское на р. Нура и т. п. Предусматривается ряд водохранилищ па крупных и малых реках с целью комплексного использования полных ресурсов как для энергетических целей, так и для орошения и водоснабжения. В горных районах, где реки имеют большие уклоны русел, создаются благоприятные условия для сооружения гидроэлектростанций.

На юго-востоке Казахстана особую роль играют подземные воды, которые рассматриваются как наиболее ценное полезное ископаемое. К артезианским бассейнам здесь приурочены большие запасы подземных вод, пригодных для водоснабжения, орошения земель и обводнения пастбищ. Уже сейчас эти коды широко используют в народном хозяйстве. Большинство городов и крупных населенных пунктов перешли на водоснабжение за счет подземных вод.

Существенную роль играют минеральные воды, на базе которых построены широкоизвестные курорты: Копал-Араган, Алма-Арасан, Рахмановские ключи и т. п. По запасам минеральных вод описываемая территория занимает первое место в Казахстане. При проведении гидрогеологических работ появляются новые минеральные воды в различных районах

Бурный рост промышленности исельского хозяйства потребует значительных региональных и детальных инженерно-геологических исследований, направленных как для обоснования строительства городоп, населенных пунктов, промышленных объектов, так и для строительства гидротехнических сооружений. Инженерно-геологические исследования будут проводиться в разнообразных, иногда очень сложных условиях. Широкое развитие просадочных грунтов в равнинных районах, селей, оползней, осыпей и обвалов в горах предопределяет характер и направление этих работ.

В инженерно-геологическом отношении территория изучена слабо. Первые работы были связаны с проектированием водохранилищ, строительством железных и автомобильных дорог, строительством городов и отдельных объектов, расположенных в различных областях Юго-Восточного и Центрального Казахстана.

2.                Инженерно геологическая характеристика региона

Геологическое строение региона отличается значительной контрастностью и неоднородностью. В пределах его территории характерно чередование крупных и мелких участков с простыми пологими складками слабо измененных пород с участками распространения интенсивно смятых, рассланцованных и сильнометаморфизованных пород. В тектоническом отношении Алтайский регион отчетливо подразделяется на каледонский, раннегерцинский, позднегерцинский и альпийский геолого-структурные этажи.

Характерная особенность пород каледонского геолого-структурного
этажа — их смятие до плойчатости и метаморфизм до стадии крис-
таллических сланцев. Отложения раннегерцинского геолого-струк-
турного этажа в антиклинорных структурах в основном осадочно-вул-
каногенные. Синклинории сложены преимущественно терригенными
образованиями. Отложения позднегерцинского геолого-структурного
этажа представлены эффузивными и осадочными породами и сохрани-
лись лишь в пределах отдельных грабенообразных синклиналей. Аль-
пийские депрессии (Лениногорская, Нарымская и другие) выполнены
кайнозойскими рыхлообломочными образованиями, имеющими преиму-
щественно горизонтальное залегание.

Каледонский геолого-структурный этаж.

Этаж сложен отложениями метаморфическом формации (средний кембрий, а в пределах антиклинальных структур и ордовик) и верхне-терригенной формации (силур).

Метаморфическая формация по типу и степени метаморфизма пород подразделяется на два геолого-генетических комплекса — кристаллических сланцев и зеленосланцевый.

Комплекс кристаллических сланцев распространен преимущественно в пределах Курчумской горст-антиклинали Южного Алтая и сформирован под воздействием процессов регионального метаморфизма среднекембрийских вулканогенно-осадочных образований. Отложения комплекса обычно в значительной степени рассланцованы и разбиты в обнажениях сетью трещин различного генезиса. Они характеризуются сравнительно высокими прочностными свойствами. Для массивных и менее выветрелых разностей амфиболитов района Бухтарминской ГЭС временное сопротивление сжатию достигает 1100-10 Па.

Отложения зеленосланцевого комплекса и первичном виде представляли собой песчано-глинистые образования, измененные позже при формировании зон динамометаморфизма. Они вскрываются редкими обнажениями в пределах антиклинальных структур Рудного Алтая. Текстура их сланцеватая, полосчатая, с поверхности они интенсивно разбиты трещинами различного генезиса, что в значительной степени снижает их прочностные свойства. По данным испытаний физико-механических свойств кристаллических мраморизованных известняков района Шемонаихи установлено, что даже монолитные их разности имеют предел прочности при сжатии порядка 620*10 – 890*10 Па при объемной массе 2,7 г/см3. Известняки массивной структуры, белой и светло-серой окраски, слабовыветрелые с мощностью зоны выветривания не более 0,2 м, содержат до 54% СаО.

Отложения верхнетерригенной формации распространены преимущественно в пределах Южного Алтая (бассейны рек Кабы, Кара-Кабы, Мараленок, Байберды и пос. Каток-Карагай) и представлены переслаивающимися алевролитами, глинистыми сланцами, кварц-полевошпатовыми песчаниками с зернами различной крупности и глинистыми известняками.

Раннегерцинский геолого-структурный этаж

Отложения этажа имеют исключительно широкое распространение во всех основных структура региона. Они слагают следующие инженерно-геологические формации: карбонатно-терригенную (нижний девон), эффузивно-осадочную (средний девон) и терригенную (средним девон живетский ярус и нижний карбон, визейский ярус).

Отложения карбонатно-терригенной формации распространены в крайней северо-восточной части Южного Алтая. Прочностные свойства пород песчано-сланцевого комплекса находятся в прямой зависимости от степени их выветрелости. По относительно сохранным образцам глинистых сланцев получены значения временного сопротивления сжатию в среднем 1810*10 Па при экстремальных значениях 1375*10 — 2440*10 Па. Прочностные свойства выветрелых, трещиноватых глинистых сланцев в среднем составили Rсж= 255*10 Па при экстремальных значениях показателя от 245*10 до 510*10 Па. Объемная масса глинистых сланцев в том и другом случае 2,6 г/см3. Отложения карбонатного инженерно-геологического комплекса сравнительно хорошо выдержаны по простиранию и характеризуются относительно однородным литолого-петрографическим составом. Физико-механические свойства пород комплекса также весьма однообразные. Объемная масса известняков изменяется от 2,64 до 2,69 г/см3, составляя в среднем 2,47 г/см3. Временное сопротивление сжатию 180*10 – 550*10 Па (в среднем 372*10 Па). Известняки преимущественно серые, темно-серые, массивной и массивно-сланцевой текстуры.

Отложения эффузивно-осадочной формации весьма широко представлены в пределах почти всей территории региона.

Кварцевые альбитофиры (район г. Зыряновска) очень плотные, светло-серого до темно-серого цвета, массивной текстуры, порфировой структуры с содержанием кварца 60—70% и кислого плагиоклаза 2,5—0%. Характеризуются следующими показателями физико-механических свойств: объемная масса 2,61—2,97 г/см3, пористость 0—2,0%, водопоглощение 0,05—3,26, временное сопротивление сжатию в сухом состоянии 1014*10—3889*10 Па, в водонасыщенном состоянии 808*10—2840*10 Па. Средние значения временного сопротивления сжатию составляют соответственно 1930*10 и 1150*10 Па.

Кварцевые альбит-порфиры (район г. Лениногорска) серовато-коричневого цвета порфировой структуры, со скрытокристаллической основной массой, в обнажениях разбиты трещинами на неправильные угловатые отдельности. Мощность выветрелой зоны составляет от 0,2 до 5,0 м. Объемная масса 2.54—2,63 г/см3, плотность 2,64—2,71 г/см3, пористость 1.5—4,2%, водопоглощение 0,4—2,4. Временное сопротивление сжатию сухого образца 1155*10—2136*10 Па, водонасыщенного образца 1069*10—2130*10 Па.

Кварцевые порфиры (район пос. Каменевка) серого и темно-серого цвета, плотные. Порфировые выделения представлены кварцем и полевым шпатом. Объемная масса 2,81 г/см3, пористость 3,0%, временное сопротивление сжатию 1480*10 Па.

Рис.3 . Схематическая карта распространения отложений эффузивно-осадочной формации (D2) и палеогеографической обстановки условий их формирования:

1-лавы, 2-кварциты,3-песчаники 4-базальные конгломераты 5-глинистые известняки 6-известняки 7-алевролиты 8-равнина холмистая 9-шельфовая зона 10-вулканы 11-границы распространения отложений формаций 12- границы распространения палеогеографических областей

Диабазовые порфиры (район пос. Каменевка) макроскопически представлены зернистыми породами темно-зеленого цвета, порфировой структуры. Объемная масса 2.78 г/см3, пористость 2,10%, временное сопротивление сжатию 1055*10 Па.

Кварцевые альбитофиры (район г. Шемонаиха) от светло-серого до буровато-зеленого цвета, порфировой структуры. Объемная масса 2,44—2,61 г/см3, плотность 2,66—2,75 г/см3, пористость 1,13—11,20%, водопоглощение 0,1 —1,36, временное сопротивление сжатию 1050*10— 1432*10 Па. Породы в значительной степени микротрещиноваты.

Отложения терригенной формации распространены в районе междуречья Ульба—Бухтарма, по правобережью Бухтарминского водохранилища и в других участках. Физико-механические свойства пород терригенной формации находятся в тесной взаимосвязи с их литолого-петрографическим составом и условиями залегания. Некоторые показатели свойств известняков приведены в табл.

.

Известняки в местах их естественных обнажении часто закарстованы. Поверхность известняков покрыта каррами до нескольких метров в поперечнике и глубиной до 2 м. Некарбонатные породы на 78—80% состоят из тонкообломочного материала, представленного главным образом кварцем и полевым шпатом. Окатанность зерен хорошая. Заполнитель карбонатно-глинистый. В естественных обнажениях породы в значительной степени выветрелые. Мощность выветрелой зоны по величине удельного водопоглощения (>0,01 л/мин) достигает на склонах отдельных возвышенностей 10—50 м. Временное сопротивление сжатию выветрелых пород не превышает 400*10—600*10 Па (песчаник).

Страницы: 1, 2, 3