Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет Кафедра проектирования конструкций, оснований и фундаментов
585
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ
для студентов 3-го курса, обучающихся по специальности 270114
«Проектирование зданий»
Воронеж 2006
Составитель А.Я. Шевцов
УДК 624.131.1
Инженерная геология [Текст] : метод, указания к выполнению лаб. работ для студ. 3-го курса спец. 270114 / Воронеж, гос. арх.-строит. ун-т; сост. : А.Я. Шевцов. - Воронеж, 2007. - 34 с.
Представлены шесть лабораторных работ по темам «Минералы», «Горные породы» и «Геологические карты и разрезы». Даны все необходимые определения, справочные и нормативные сведения.
Предназначено для студентов 3-го курса, обучающихся по специальности 270114 «Проектирование зданий».
Ил. 13. Табл. 6. Библиогр.: 6 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Рецензент - СВ. Иконин, доц. кафедры проектирования конструкций, оснований и фундаментов Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
3
Методические указания написаны в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования № 12, утвержденным Министерством образования РФ 07 марта 2000 г.
Предназначены для выполнения лабораторных работ студентами 3-го курса дневной и заочной форм обучения по курсу «Инженерная геология».
Лабораторные работы выполняются по темам «Минералы», «Горные породы», «Геологические карты и разрезы».
В методических указаниях приведены краткие теоретические сведения о минералах, горных породах, геологических картах и разрезах, методы и методики определения минералов, горных пород и методика построения инженерно-геологических разрезов, указан порядок выполнения лабораторных работ и даны контрольные вопросы для проверки знаний по изучаемым темам.
Контроль за усвоением студентами материала производится: по лабораторной работе № 1 - в виде коллоквиума, по лабораторным работам №№ 2-5 - в виде контрольных работ, по лабораторной работе № 6 путем составления отчета на листах 4-го формата, который включает титульный лист, задание, инженерно-геологический разрез, оформленный на миллиметровой бумаге 4-го формата, и расчет классификационных показателей грунтов с выводами о количестве выделенных инженерно-геологических элементов в инженерно-геологическом разрезе.
Изучить физические свойства минералов.
Учебная коллекция минералов, шкала твердости Мооса, фарфоровая пластинка, предметное стекло, 5-процентная соляная кислота.
4
5
Минералы - природные химические соединения или самородные элементы, являющиеся продуктами физико-химических процессов, протекающих в земной коре или на ее поверхности.
Минералы имеют определенный химический состав и физические свойства.
Визуальное определение минералов производится по физическим свойствам, которые являются их диагностическими признаками.
К главным диагностическим признакам относятся: твердость, блеск, спайность, излом, цвет минерала в образце, цвет черты минерала.
Твердость - способность минералов сопротивляться внешнему механическому воздействию.
Блеск - способность минералов преломлять и отражать свет от своей поверхности.
Спайность - способность минералов раскалываться под воздействием удара или расщепляться без удара в определенных кристаллографических направлениях с образованием зеркально-гладких поверхностей.
Излом - форма поверхности, образующаяся при раскалывании минералов, не обладающих спайностью.
Цвет минерала в образце - окраска минералов, главным образом зависящая от их химического состава и состава примесей.
Цвет черты минерала - цвет минерала в порошке.
К второстепенным (прочим) диагностическим признакам относятся магнитность, габитус, вкус, иризация, реакция на взаимодействие с кислотами и др.
Магнитность - способность минералов отклонять стрелку компаса.
Габитус - облик (форма) кристаллов минерала.
Вкус - органолептическое свойство, определяемое у некоторых растворимых в воде солей.
Иризация - способность минералов изменять цвет на гранях или плоскостях спайности под воздействием света.
Реакция на взаимодействие с кислотами - способность минералов реагировать на действие кислот.
Описать минералы в табличной форме (табл.1). При этом определить их главные и второстепенные диагностические признаки.
Таблица 1 Характеристика минералов
Название минерала |
Класс |
Твердость |
Блеск |
Спайность |
Излом |
Цвет |
Цвет черты |
Второстепенные свойства |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При определении твердости исследуемых минералов пользуются эталонами твердости в порядке их расположения в шкале Мооса. Для этого нужно провести с нажимом острым углом минерала-эталона по свежей поверхности исследуемого минерала и затем стереть сухим пальцем этот след. Установить наличие царапины на минерале. Если царапины нет, необходимо взять следующий минерал-эталон из шкалы и повторять все операции до тех пор, пока очередной минерал-эталон не оставит царапину на исследуемом минерале. Значение твердости определяется с точностью до 0,5. Например: ортоклаз (эталон № 6) не оставляет царапины на исследуемом минерале, а кварц (эталон № 7) оставляет. Следовательно, твердость исследуемого минерала равна 6,5.
При определении блеска исследуемый минерал необходимо вращать в руках под лучами света, чтобы выяснить характер его отражения от поверхности минерала. Наименование блеска можно установить по его интенсивности в сравнении с известными блесками.
Металлический блеск характеризуется сильным светоотражением. Таким блеском обладают в основном рудные минералы (пирит, магнетит).
Полуметаллический блеск менее интенсивный по степени отражения. Поверхность минерала выглядит как потускневший металл.
Стеклянный блеск подобен блеску стекла.
Перламутровый блеск напоминает блеск внутренних поверхностей створок раковин моллюсков.
Шелковистый блеск можно сравнить с блеском шелковой ткани. Распространен у минералов волокнистого (игольчатого) строения.
Жирный блеск напоминает блеск замасленной поверхности, а матовый блеск - блеск стекла ламп дневного света.
6
1.4.3. Определение спайности
При определении спайности минералов необходимо указать ее направление и степень проявления. По этим признакам установить вид спайности.
Весьма совершенная спайность - минерал легко расщепляется на тонкие пластинки, иголки.
Совершенная спайность - минерал раскалывается при легком ударе с образованием зеркально-гладких поверхностей.
Несовершенная спайность - при расколе минерала преобладают неровные поверхности, имеются и зеркально-гладкие.
Весьма несовершенная - минералы раскалываются с образованием неровных поверхностей.
Вид излома определяется по характеру формы поверхности, образующейся при расколе минералов в направлениях, не совпадающих со
спайностью.
Излом раковистый - напоминает поверхность раковины. Излом неровный - характеризуется наличием шероховатостей. Излом землистый - напоминает структуру почвы.
1.4.5. Определение цвета минерала в образце
Цвет минералов определяется при сравнении с цветами светового спектра и хорошо знакомыми предметами. На первое место ставится оттенок, на второе - основной цвет (желтовато-бурый, латунно-желтый, красновато-серый).
Для определения цвета черты минерала необходимо провести его острым углом по матовой поверхности фарфоровой пластинки.
Минерал поднести к компасу. Если стрелка компаса отклоняется от первоначального положения, то минерал обладает магнитными свойствами.
7
1.4.8. Определение габитуса
Габитус определяется по форме кристаллов минералов (пластинчатый, игольчатый, шестоватый и т.д.).
Иризация определяется при вращении минерала в лучах света. Если первоначальный цвет изменяется на другой, следует, что минерал обладает иризацией. Укажите, в каких тонах цвета иризирует минерал.
1.4.10. Определение реакции минералов на соляную кислоту
Для проведения реакции нужно капнуть на поверхность минерала 5-процентную соляную кислоту. Если минерал относится к карбонатам, то реакция протекает с выделением углекислого газа в виде пузырьков. Карбонаты по-разному реагируют с кислотой. Например: кальцит «вскипает» от кислоты в образце, доломит взаимодействует с подогретой соляной кислотой или после измельчения его в порошок.
Контрольные вопросы
Понятие минералов.
Главные диагностические признаки минералов.
Как определить цвет черты минерала?
Понятие блеска минерала.
Понятие спайности минерала.
Виды спайности.
Понятие излома минерала.
Второстепенные (прочие) диагностические признаки минералов.
Что такое твердость минералов?
Методы определения относительной твердости.
Основные диагностические признаки кварца.
Классификация минералов.
12. Назвать основные породообразующие минералы
Литература: [4].
8
9
Лабораторная работа № 2 Описание породообразующих минералов по диагностическим признакам
Описание породообразующих минералов по диагностическим признакам.
Учебная коллекция минералов, шкала твердости Мооса, фарфоровая пластинка, 5-процентная соляная кислота.
Минералы, слагающие основную массу горной породы, называются породообразующими.
Классификация минералов основана на разделении их по химическому составу и кристаллическому строению.
В настоящих методических указаниях приведена характеристика только наиболее широко распространенных породообразующих минералов, относящихся к следующим классам: силикатам, оксидам и гидрооксидам, карбонатам, галогенидам, сульфидам и сульфатам.
2.4.1. При изучении минералов рекомендуется пользоваться определителем минералов, в котором они разделены по твердости на группы (I-Y), по виду блеска - на подгруппы (а,б,в), в которых также указаны цвет минералов, цвет черты, спайность и второстепенные диагностические признаки (прил.1).
2.4.2. Определить твердость минерала с помощью шкалы Мооса и по ней установить группу по определению (I, II, III, IY,Y).
Пример: твердость минерала равна 5,5 - группа IY.
2.4.3. Опредилить вид блеска минерала и по нему - принадлежность его к подгруппе (а,б,в).
Пример: минерал имеет стеклянный блеск - подгруппа в.
2.4.4. Определить порядковый номер минерала (1,2...1,8) по диагностическим признакам, перечисленным в подгруппах.
Пример: цвет серый, иризирует в сине-голубых тонах - порядковый номер минерала 7.
2.4.5. Используя табл. П.2.1, определить по порядковому номеру название минерала, его физические свойства и класс.