Инженерная геология. Часть 1. Грунтоведение Рекомендуется для направления подготовки

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Инженерная геология. Часть 1. Грунтоведение
Рекомендуется для направления подготовки
020700 «Геология» по профилю «Экологическая геология»
Квалификация (степень) выпускника – бакалавр геологии
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целями освоения дисциплины «Инженерная геология. Часть 1. Грунтоведение»
являются развитие у студентов профессиональных инженерно-геологических и экологогеологических навыков и знаний о составе, строении, состоянии и свойствах разных
типов грунтов, необходимых им для изучения и оценки экологических функций
литосферы, решения эколого-геологических задач.
Задачами курса являются: изучение грунтов и их рационального использования в
связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека и решением экологогеологических проблем.
1. Targets and tasks of the development of the discipline
The targets of the development of the discipline "Engineering Geology. Part 1. Ground
Knowledge" is to develop the students' professional engineering-geological and ecological skills
and knowledge of the composition, structure, condition and properties of different types of soil,
they need to study and evaluate the ecological functions of the lithosphere, the solution of
ecological and geological problems.
The tasks of the course are: the study of soils and their management in connection with
the engineering and human activities, and the decision of ecological and geological problems.
2. Место дисциплины в структуре общей образовательной подготовки:
Дисциплина является вводной и специальной базовой по инженерной геологии для
бакалавров, читается в 5 семестре в течение 14 недель.
Логическая и содержательно методическая взаимосвязь этой дисциплины с
другими частями ООП обусловлена с одной стороны преемственностью с «входными»
знаниями студентов, а с другой – взаимосвязью с другими последующими дисциплинами,
опирающимися на терминологию и методологию данной дисциплины.
Требования к «входным» знаниям, умениям и готовностям обучающихся,
необходимые при освоении данной дисциплины и приобретенные в результате освоения
предшествующих дисциплин заключаются в знании основ общеспециальных дисциплин
(математики, химии, физики), а также в знании основ общей геологии, минералогии,
литологии и петрографии, почвоведения, физической и коллоидной химии.
Перечень предшествующих дисциплин: Общая геология; минералогия;
литология, почвоведение, коллоидная химия; основы геоэкологии, физика, химия,
математика.
Перечень дисциплин, опирающихся на данную: Инженерная геология, ч. 2. Инж. и
экол. геодинамика; Экологическая геология; Очистка грунтов от загрязнений; Экологогеологический мониторинг и др.
2.Place of the discipline in the structure of general educational preparation (GEP):
Discipline is an introduction to basic and specialized in engineering geology.
The logical and methodical meaningful relationship of that discipline to other parts of the GEP is
due on the one hand continuity with the " input " of knowledge of students, and the other - links
with other disciplines followed, the terminology and methodology of the discipline.
Requirements for the " input " knowledge, skills and readiness of students needed in the
development of the discipline and acquired as a result of the development of the preceding
disciplines are in the knowledge bases disciplines (mathematics, chemistry, physics), and in the
knowledge of the foundations of general geology, mineralogy, lithology and petrography, soil
science, physical and colloid chemistry.
A list of previous disciplines: General geology, mineralogy, lithology, soil science,
colloid chemistry, principles of geo-ecology, physics, chemistry, mathematics.
The list of disciplines that rely on this: Engineering Geology. Part 2. Ing. and
ecologycal Geodynamics; Environmental geology; Cleaning soil from pollution, ecological and
geological monitoring, etc.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
компетенций:
а) общенаучных:
– обладание знаниями о предмете и объектах изучения, методах исследования,
современных концепциях, достижениях и ограничениях естественных наук: физики,
химии, биологии, наук о земле и человеке, экологии; владение основами методологии
научного познания различных уровней организации материи, пространства и времени;
умение, используя междисциплинарные системные связи наук, самостоятельно выделять
и решать основные мировоззренческие и методологические естественнонаучные и
социальные проблемы с целью планирования устойчивого развития (ОНК-1);
– способность к поиску, критическому анализу, обобщению и систематизации
научной информации, к постановке целей исследования и выбору оптимальных путей и
методов их достижения (ОНК-2);
– владение методологией научных исследований в профессиональной области
(ОНК-5);
б) инструментальных:
– способность использовать современную вычислительную технику и
специализированное программное обеспечение в научно-исследовательской работе (ИК-5);
– готовность к работе на полевых и лабораторных геологических, геофизических,
геохимических приборах, установках и оборудовании (в соответствии с профилем
подготовки) (ИК-8);
в) системных:
- способность к поиску, критическому анализу, обобщению и систематизации
научной информации, к постановке целей исследования и выбору оптимальных путей и
методов их достижения (СК-2);
г) общепрофессиональных:
– способность самостоятельно осуществлять сбор геологической информации,
использовать в научно-исследовательской деятельности навыки полевых и лабораторных
исследований (ПК-1);
– способность самостоятельно ставить конкретные задачи научных исследований и
решать их с помощью современной аппаратуры, оборудования, информационных
технологий, с использованием новейшего отечественного и зарубежного опыта (ПК-3);
– готовность в составе научно-исследовательского коллектива участвовать в
составлении отчетов, рефератов, библиографий и обзоров по тематике научных
исследований, в подготовке докладов и публикаций (ПК-4);
– умение использовать углубленные специализированные профессиональные
теоретические и практические знания для проведения научных фундаментальных и
прикладных исследований (ПК-8);
– способность к профессиональной эксплуатации современного полевого и
лабораторного оборудования и приборов (в соответствии с профессиональной
подготовкой) (ПК-9);
– способность свободно и творчески пользоваться современными методами
обработки и интерпретации комплексной геологической, геофизической, геохимической,
гидрогеологической, инженерно-геологической, геокриологической, нефтегазовой и
эколого-геологической информации для решения научных и практических задач, в том
числе находящихся за пределами непосредственной сферы деятельности (ПК-11);
– способность пользоваться нормативными документами, определяющими
качество проведения полевых, лабораторных, вычислительных и интерпретационных
геологических, геофизических, геохимических, гидрогеологических, нефтегазовых и
эколого-геологических работ (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-15);
– готовность к проектированию комплексных научно-исследовательских и научнопроизводственных геологических работ (ПК-17);
д) профильно-специализированных:
– способность использовать профильно-специализированные знания в области
инженерной геологии и экологической геологии для решения научных и практических
задач (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-21);
–
способность
использовать
профильно-специализированные
знания
фундаментальных разделов физики, химии, экологии для освоения теоретических основ
геологии, геофизики, геохимии, экологической геологии (в соответствии с профилем
подготовки) (ПК-22).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать:
 предмет и объект исследования грунтоведения;
 содержание и структуру грунтоведения, его положение в системе геологических
наук;
 состав, строение, состояние и свойства грунтов;
 характеристику грунтов основных классов;
 современные представления о формировании состава, строения, состояния и
свойств грунтов;
 характеристику основных генетических групп грунтов;
 представления о грунтовых толщах (массивах грунтов);
 эколого-геологическое значение грунтов.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
уметь:
 определять количественные параметры (показатели) состава, строения, состояния и
свойств различных грунтов;
 определять принадлежность грунтов к тем или иным классам, группам, типам,
видам и разновидностям;
 определять классификационные, расчетные и нормативные показатели грунтов;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
владеть:
 нормативно-методической литературой по оценке показателей грунтов;
 современными методами оценки состава, строения, состояния и свойств грунтов;
 современными представлениями о составе, строении, состоянии и свойствах
грунтов и грунтовых массивов.
4. Структура и содержание дисциплины «Инженерная геология. Часть 1.
Грунтоведение».
Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц (ЗЕ), или 180
часов общих; из них: 64 часа - лекции; 32 часа – практические занятия и 84 часа самостоятельная работа.
Семестр
Неделя семестра
Раздел
дисциплины
Содержание и
структура
грунтоведения
и его
положение с
системе
геологических
наук
Состав грунтов
5
1
5
3
Строение
грунтов
4
Свойства
грунтов
Характеристика
грунтов
основных
классов
Формирование
состава,
строения и
свойств
грунтов
Массивы
грунтов
№
п/п
1
2
5
6
7
Итого:
Виды учебной работы, включая
самостоятельную работу студентов
(трудоемкость в часах)
лекции семи- практ.
нары занятия,
лаб.
работы
самост.
работа
2
-
-
2
2-3 10
-
3
12
5
4-5 12
-
3
14
5
6-9 24
-
20
34
5
10- 12
12
-
6
14
5
13
2
-
-
4
5
14
2
-
-
4
14
64
-
32
84
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Сдача лаб. работ
Письменная
контрольная
работа.
Сдача лаб. работ
Письменная
контрольная
работа.
Сдача лаб. работ
Сдача лаб. работ
Письменная
контрольная
работа.
Сдача лаб. работ
Сдача лаб. работ
Сдача лаб. работ.
Зачет по
лабораторным
работам
Экзамен в конце
семестра
Содержание дисциплины:
А.Лекции
1. Содержание и структура грунтоведения и его положение с системе
геологических наук
1. Основные понятия и определения. Инженерная геология как наука. Цели, задачи
и структура инженерной геологии; ее объект и предмет исследования, значение для
инженерно-хозяйственной деятельности человека, строительства и экологии. Инженерная
деятельность человека как крупнейший геологический фактор на Земле. Соотношение
инженерной и экологической геологии. 2. Краткая история развития инженерной геологии
и экологической геологии. 3. Инженерно-геологические условия, определение понятия и
главнейшие их компоненты. Динамичность геологической среды и основных природных и
техногенных факторов. Инженерно-геологические процессы и явления. 4. Грунтоведение
как один из теоретических разделов инженерной геологии. Объект, предмет исследования
и задачи грунтоведения. Современное понимание термина "грунт". Краткая история
развития грунтоведения. Методические и методологические основы грунтоведения.
Основной закон грунтоведения. 5. Связь грунтоведения с другими науками и
экологической геологией.
2. Состав грунтов
1. Компонентный состав грунтов. Подразделение твердого компонента грунтов
при инженерно-геологическом изучении пород. Строение и свойства первичных
силикатов, простых солей, сульфидов, глинистых минералов, органического вещества и
органно-минеральных комплексов, льда и газогидратов в грунтах. Эколого-геологическое
значение отдельных твердых компонентов грунтов. 2.Подразделение, состав и структура
жидкого компонента грунтов. Классификация и свойства разных видов воды в грунтах.
Показатели, характеризующие количественное содержание и физическое состояние
жидкого компонента в грунтах. Влияние воды на консистенцию и свойства грунтов.
Эколого-геологическое значение воды в грунтах. 3. Происхождение и состав газов в
грунтах. Показатели и состояние газов в грунтах. Их влияние на свойства грунтов и
состояние экосистем. 4. Биотическая (живая) составляющая грунтов, ее подразделение.
Макро- и микроорганизмы в грунтах, их распространенность, экология, условия
существования и развития, влияние на грунты. Эколого-геологическое значение
биотической компоненты грунтов.
3. Строение грунтов
1. Размер, морфологические особенности и количественное соотношение
элементов твердого компонента грунта. Поверхность твердых компонентов грунта,
межфазные границы и явления на них. Образование двойного электрического слоя частиц.
Взаимосвязь минерального состава и дисперсности грунтов. 2. Структурные связи в
грунтах. Природа структурных связей. Типы контактов и теория контактных
взаимодействий (теория ДЛФО).
3. Пространственная организация грунтов.
Количественное соотношение компонент. Пустотность грунтов и ее виды. Понятие
структуры и текстуры грунтов. Строение магматических, метаморфических, осадочных
сцементированных, обломочных (дисперсных) грунтов. Эколого-геологическое значение
изучения строения грунтов.
4. Свойства грунтов
1.Химические свойства грунтов: реакции в грунтах, химическая агрессивность
грунтов, кислотно-основные свойства, растворимость, химическая поглотительная
способность грунтов. Эколого-геологическое значение химических свойств. 2.Физикохимические свойства грунтов. Адсорбционные и ионообменные свойства дисперсных
грунтов и их экологическое значение. Адгезия и липкость. Диффузионные и
осмотические свойства. Капиллярные свойства грунтов. Набухаемость и усадочность
грунтов. Водопрочность грунтов: размягчаемость, размокаемость и размываемость.
Эколого-геологическое значение физико-химических свойств грунтов. 3. Физические
свойства грунтов: плотностные, гидрофизические (влагоемкость, водопроницаемость,
влагопроводность т др.), газофизические (газопроницаемость, диффузия газов, испарение
и др.), теплофизические, электрические, электрокинетические, электрохимические
(коррозионные), магнитные, радиационные свойства грунтов. Эколого-геологическое
значение физических свойств грунтов. 4. Биотические свойства грунтов: биологическая
активность, биоагрессивность и биологическая поглотительная способность грунтов.
Эколого-геологическое значение биотических свойств. 5. Физико-механические свойства
грунтов. Виды напряжений и деформаций в грунтах. Деформационные свойства скальных
грунтов и их экологическое значение. Показатели и методы определений.
Деформационные свойства дисперсных грунтов и их экологическое значение.
Просадочность лессовых пород, ее природа, основные закономерности развития.
Показатели просадочности, методы их определения. Прочностные свойства грунтов.
Реологические свойства грунтов, показатели и экологическое значение. Ползучесть и
вязкость грунтов, виды ползучести. Длительная прочность грунтов. Динамические
механические поля. Поведение грунтов при динамических воздействиях - взрыве,
вибрации, колебаниях разных видов. Тиксотропия и плывунность грунтов, условия
проявления и факторы, их определяющие. Экологическое значение физико-механических
свойств грунтов. 6.Корреляция свойств грунтов. Классификационные и расчетные
показатели. Корреляция между свойствами грунтов. Методы технической мелиорации,
применяемые для улучшения свойств грунтов и управления геологической средой.
Экологические возможности методов технической мелиорации.
5. Характеристика грунтов основных классов
1. Виды классификаций грунтов. Общие, частные, региональные, отраслевые
классификации грунтов. Принципы построения общей классификации грунтов.
Классификации грунтов по нормативным документам. 2. Магматические и
метаморфические грунты. 3. Обломочные сцементированные грунты. Химически
осажденные и биохимические (органогенные) грунты. 4. Искусственные скальные
грунты. 5. Дисперсные грунты. Крупнообломочные грунты. Мелкообломочные (песчаные)
грунты. Пылеватые (лессовые) и глинистые грунты. Глинистые грунты, их генезис,
распространение и подразделение. Строение и свойства глинистых грунтов. Биогенные
грунты - торфа и сапропели. Почвы и их свойства. Значение почв для экосистем.
Искусственные дисперсные грунты. Искусственно измененные дисперсные грунты.
Насыпные грунты. Намывные грунты. Культурные слои. 5. Грунты в мерзлом состоянии
(мерзлые грунты). Подразделение, особенности состава, состояния и свойств. 6.
Экологическая роль и значение различных типов грунтов. Экологическое значение
искусственных грунтов, проблемы утилизации отвалов, шламов, шлаков, зол и т.п.
6. Формирование состава, строения и свойств грунтов
1.Основные факторы формирования состава, строения, состояния и свойств
грунтов. 2. Главнейшие закономерности формирования свойств грунтов разных
генетических типов. 3. Трансформация состава, строения, состояния и свойств грунтов
под влиянием техногенных факторов. 4. Эколого-геологическое значение грунтов.
7. Массивы грунтов
1. Понятие о грунтовых массивах. Их роль в экосистемах. 2. Экологогеологические особенности грунтовых массивов. 3. Характеристика массивов грунтов
разных типов и их экологическое значение.
Б. Лабораторные работы
1. Изучение минерального состава глинистых грунтов рентгеновским методом.
2. Изучение минерального состава глинистых грунтов термическим методом.
3. Определение гранулометрического состава песчаных грунтов ситовым методом.
4. Определение гранулометрического и микроагрегатного составов глинистых грунтов
пипеточным и ареометрическим методами.
5. Определение естественной и гигроскопической влажности грунта.
6. Определение плотности твердых частиц в полярных и аполярных жидкостях.
7. Определение плотности песчаных и глинистых грунтов. Расчет плотности скелета,
пористости, коэффициента пористости и других показателей. Определение плотности
песков в плотном и рыхлом состояниях.
8. Определение плотности скальных грунтов, расчет плотности скелета, пористости,
коэффициента пористости и других показателей. Нахождение коэффициентов
водопоглощения и водонасыщения.
9. Определение угла естественного откоса песков.
10. Определение показателей пластичности глинистых грунтов.
11. Определение набухаемости и усадочности глинистых грунтов.
12. Определение водопрочности лессовых и глинистых пород по размоканию в воде.
13. Определение высоты и скорости капиллярного поднятия воды в песках.
14. Определение сжимаемости грунтов статической нагрузкой без возможности бокового
расширения (компрессия и консолидация).
15. Определение просадочности лессовых грунтов.
16. Определение сопротивления дисперсных грунтов одноосному сжатию.
17. Определение сопротивления дисперсных грунтов сдвигу (плоскостной сдвиг).
18.Вибрационное разжижение грунтов (демонстрационная).
19. Основные методы закрепления грунтов (демонстрационная).
4.The structure and content of the course "Engineering Geology. Part 1. Ground Knowledge":
The total labor discipline is 6 credits, or 180 hours total, out of which 64 hours - lectures,
32 hours - practical classes and 84 hours - buzz.
Week of the semester
Forms
ongoing
monitoring
of progress
(by week
lectures seminars workshops, independent semesters)
laboratory work
Form
work
intermediate
certification
(per
semester)
2
2
Letting of
laboratory
works
Semester
Section
discipline
Semester
Kinds of study, including independent work of
students (labor input in hours)
The content
and structure
Ground
Knowledge
and its
position in the
system of
geological
sciences
The
composition
of soils
5
1
5
2-3 10
-
3
12
3
The structure
of the soil
5
4-5 12
-
3
14
4
Soil properties 5
6-9 24
-
20
34
№
1
2
Written tests.
Letting of
laboratory
works
Written tests.
Letting of
laboratory
works
Letting of
laboratory
works
Written tests.
Letting of
laboratory
works
5
Characteristics 5
of the main
classes of soil
10- 12
11
-
6
14
6
Formation of
the
composition,
structure and
properties of
soils
Massifs of
soils
5
13
2
-
-
4
Letting of
laboratory
works
5
14
2
-
-
4
14
64
-
32
84
Letting of
laboratory
works. Set
off the Lab
Exam at the
end of the
semester
7
Total:
Contents:
A. Lectures
1. The content and structure of soil and its position in the system of geological sciences
1. Basic concepts and definitions. Engineering geology as a science. The goals,
objectives and structure of engineering geology, and its object and subject of study, the value for
the engineering and human activities, construction and ecology. Engineering activity as the
largest geological factor on Earth. The ratio of the engineering and environmental geology. 2. A
brief history of the development of engineering geology and environmental geology. 3.
Geotechnical conditions, the definition of concepts and their main components. The dynamism
of the geological environment and the main natural and man-made factors. Engineeringgeological processes and phenomena. 4. Soil as one of the theoretical sections of engineering
geology. Object, the object of study and objectives of soil. The modern understanding of the
term "soil". A brief history of the development of soil. Methodical and methodological
foundations of soil. The Basic Law of Soil. 5. Relationship of soil and other sciences, and
environmental geology.
2. The composition of soils
1. Component composition of soils. Subdivision of the solid component of soils in
engineering-geological study of the rocks. Structure and properties of primary silicates, simple
salts, sulfides, clay minerals, organic matter and organic-mineral complexes, ice and gas
hydrates in sediments. Ecological and geological significance of the individual components of
solid ground. 2. Division, composition and structure of the liquid component of soils. The
classification and properties of various types of water in the soil. The indicators characterizing
the quantitative content and physical condition of the liquid component in the ground. Influence
of water on the soil properties, and consistency. Ecological and geological significance of water
in the soil. 3. The origin and composition of the gases in the soil. Performance and condition of
gases in the soil. Their influence on the properties of soils and ecosystems. 4. Biotic (living)
component of the soil, its division. Macro- and micro-organisms in the soil, their prevalence, the
environment, the conditions of existence and development, the impact on soils. Ecological and
geological significance of the biotic components of the soil.
3. The structure of the soil
1. Size, morphological characteristics and the proportion of the elements of the solid
component of the soil. The surface of the solid components of soil, phase boundaries and events
to them. Formation of the electrical double layer of the particles. The relationship of the mineral
composition and dispersion of soils. 2. Structural relationships in the soil. The nature of the
structural links. Types of contacts and the theory of contact interactions (DLFO theory). 3. The
spatial organization of soils. The ratio of the component. Hollowness of soil and its types. The
concept of the structure and texture of soil. The structure of igneous, metamorphic, sedimentary
cemented, clastic (dispersed) soils. Ecological and geological significance of studying the
structure of soils.
4. Soil properties
1.Himicheskie soil properties : reactions in the soil, chemical aggressiveness of soils, acid
-base properties, solubility, chemical absorption capacity of soils. Ecological and geological
significance of chemical properties. 2.Physical and chemical properties of soils. Adsorption and
ion exchange properties of fine-grained soil and their ecological importance. Adhesion and
tackiness. Diffusion and osmotic properties. Capillary properties of soils. Swelling and shrinkage
of soils. Water resistance of soils. Ecological and geological significance of physical and
chemical properties of soils. 3. Physical properties of soils: Density, Hydrophysical (moisture
content, permeability, hydraulic conductivity, etc. m) gaze-physical (permeability, diffusion of
gases, vapors, etc.), thermal, electrical, electrokinetic, electro (corrosive), magnetic, radiation
properties of the soils. Ecological and geological significance of the physical properties of soils.
4. Biotic properties of soils: biological activity, bioagressivnost and biological absorption
capacity of soils. Ecological and geological significance of biotic properties. 5. Physical and
mechanical properties of soils. Types of stress and strain in soils. Rock deformation properties of
soils and their environmental significance. Indicators and methods for definitions. Deformation
properties of fine-grained soil and their ecological importance. Subsidence of loess, its nature,
the basic patterns of development. Indicators of subsidence, the methods of their determination.
The strength properties of soils. Rheological properties of soils, indicators and ecological
importance. Creep and toughness of soil, types of creep. Long-term strength of soils. The
dynamic mechanical field. The behavior of soils under dynamic loads - the explosion, vibration,
vibrations of different kinds. Thixotropy and sand soil conditions for the manifestation and the
factors determining them. Ecological importance of physical and mechanical properties of soils.
6.Korrelyatsiya properties of soils. Classification and estimations. The correlation between the
properties of soils. Technical methods of Reclamation used to improve the properties of soils and
control of geological environment. Environmental reclamation methods of technical capabilities.
5. Characteristics of the main classes of soil
1. Types of soil classifications. General, private, regional, sectoral classification of
soils. The principles of construction of the general classification of soils. Classification of soils
according to regulations. 2. Igneous and metamorphic soils. 3. Clastic cemented soils. Chemical
precipitation and biochemical (organogenic) soils. 4. Artificial rocky ground. 5. Grained soils.
Coarse soils. Sandy soils. Silt (loess) and clay soils. Clay soils, their genesis, distribution and
division. Structure and properties of clay soils. Biogenic soil - peat and sapropel. Soils and their
properties. Role of soil ecosystems. Man- grained soils. Artificially modified particulate soils.
Bulk soils. Alluvial soils. The cultural layers. 5. Soils in the frozen state (frozen ground). Unit,
especially composition, condition and properties. 6. The ecological role and significance of
different types of soils. The ecological value of artificial soil, the problem of disposing waste
dumps, sludge, slag, ash, etc.
6. Formation of the composition, structure and properties of soils
1. Basic factors of the composition, structure, condition and properties of soils. 2. The
chief of the formation properties of soils of different genetic types. 3. The transformation of the
composition, structure, condition and properties of soils under the influence of anthropogenic
factors. 4. Ecological and geological significance of soils.
7. Massifs of soils
1. The concept of the soil massif. Their role in the ecosystem. 2. Ecological and
geological features of the ground massifs. 3. Characteristics of massifs of different types of soils
and their environmental significance.
B. Laboratory work
1. The study of the mineral composition of clay soils X-ray method.
2. The study of the mineral composition of clay soils thermal method.
3. Determination of particle size distribution of sandy soil sieve method.
4. Determination of particle size and composition of clay soils microaggregate pipette and
areometric methods.
5. Determination of the natural and hygroscopic moisture of the soil.
6. Determination of the density of solid particles in polar and non-polar liquids.
7. Determination of the density of sand and clay soils. Calculation of skeletal density, porosity,
void ratio and other parameters. Determination of the density of sand in tight and loose
conditions.
8. Determination of density of rocky soils, the calculation of the density of the skeleton,
porosity, void ratio and other indicators. Finding the coefficient of water absorption and water
saturation.
9. Determination of the angle of repose of the sand.
10. Defining indicators of plasticity of clay soils.
11. Determination of swelling and shrinkage of clay soils.
12. Determination of water stability of loess and clay soils by soaking in water.
13. Determining the height and speed of the capillary rise of water in the desert.
14. Determination of the compressibility of soil static load without the possibility of lateral
expansion (compression and consolidation).
15. Determination of loessial soils.
16. Determination of resistance to disperse soils uniaxial compression.
17. Determination of shear resistance of fine-grained soil (shear plane).
18. Vibratsionnoe liquefaction of soils (demo).
19. The main methods of grouting (demo).
5. Рекомендуемые образовательные технологии
Чтение лекций курса рекомендуется проводить с использованием мультимедийных
средств обучения и презентаций.
5. Recommended educational technology
Lecturing the course recommended using of multimedia training and presentations.
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные
средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по
итогам освоения дисциплины.
Текущий контроль усвоения дисциплины и методов изучения грунтов
осуществляется при сдаче каждым студентом выполненных лабораторных работ (по
вышеприведенному списку лабораторных работ).
Для промежуточного контроля и аттестации студентов в ходе семестра проводятся
три домашних контрольных работы по следующим темам:
Темы контрольных работ
1.Методология грунтоведения. Компонентный состав грунтов.
2. Строение, химические, физические и физико-химические свойства грунтов.
3. Физико-механические свойства грунтов. Типы грунтов и массивов.
Вопросы для проведения текущего контроля:
1. Охарактеризуйте грунтоведение как науку, его объект, предмет и задачи
исследований.
2. Каковы история и этапы развития грунтоведения?
3. Дайте определение термина «грунт».
4. Каковы содержательные задачи грунтоведения?
5. Сформулируйте основной закон и методологический принцип грунтоведения.
6. Как и по какому принципу подразделяется твердая компонента грунтов?
7. Приведите схемы строения основных групп глинистых минералов: каолинита,
иллита, смектита, хлорита.
8. Каково экологическое значение глинистых минералов?
9. Что такое «органо-минеральные комплексы» в грунтах? Как они образуются?
10. Что такое «газогидраты» в грунтах? Как они формируются?
11. Какими методами изучается минеральный состав грунтов?
12. Приведите классификацию видов воды в грунтах.
13. Какими показателями характеризуют содержание в грунтах разных видов воды?
14. Каково экологическое значение воды в грунтах?
15. Какими методами изучается состояние и содержание воды в грунтах?
16. Охарактеризуйте газовую компоненту грунтов: происхождение, состояние,
влияние на свойства.
17. Каково экологическое значение газов в грунтах?
18. Какими методами изучается содержание и состояние газов в грунтах?
19. Какова биотическая составляющая грунтов? В чём состоит её экологическое
значение?
20. Какими методами изучается содержание и состояние биоты в грутах?
21. Какова морфология структурных элементов грунтов?
22. Что такое гранулометрический и микроагрегатный составы грунтов?
23. Какими методами изучается гранулометрический состав грунтов?
24. Что такое двойной электрический слой в грунтах?
25. Каковы связи между структурными элементами грунтов?
26. Приведите понятия о структуре и текстуре грунтов.
27. Что такое пустотность грунтов?
28. Какими методами изучается макро-, мезо- и микроструктура грунтов?
29. Назовите основные структуры скальных грунтов.
30. Перечислите основные структуры дисперсных грунтов.
31. Назовите основные структуры мерзлых грунтов.
32. Каково экологическое значение структуры грунтов?
33. Как можно систематизировать свойства грунтов?
34. Какие показатели характеризуют химические свойства грунтов?
35. Назовите и охарактеризуйте физико-химические свойства грунтов.
36. От каких факторов зависят физико-химические свойства грунтов?
37. Какими методами изучаются физико-химические свойства грунтов?
38. Каково экологическое значение физико-химических свойств грунтов?
39. Какие показатели характеризуют физические свойства грунтов?
40. Какими методами изучаются физические свойства грунтов?
41. Что такое прочность грунтов?
42. Какими методами изучается прочность грунтов?
43. Назовите и охарактеризуйте деформационные свойства грунтов.
44. Какими методами изучаются деформационные свойства грунтов?
45. Какие показатели характеризуют реологические свойства грунтов?
46. Какими методами изучаются реологические свойства грунтов?
47. Что такое классификационные, расчетные и нормативные показатели?
48. Приведите общую классификацию грунтов.
49. Какие выделяются типы и виды техногенных грунтов?
50. Приведите характеристику природных и техногенных скальных грунтов.
51. Приведите характеристику природных и техногенных дисперсных грунтов.
52. Приведите характеристику мерзлых грунтов.
53. Каковы основные факторы формирования состава, строения, состояния и свойств
грунтов?
54. В чем состоят основные закономерности формирования свойств грунтов различных
генетических типов?
55. Что такое грунтовый массив (грунтовая толща)?
56. Какие показатели характеризуют массивы грунтов?
57. Каковы особенности массивов грунтов разных типов?
6. Methodological support students' independent work. Evaluation tools for monitoring
progress, interim certification on the basis of the development of the discipline
Monitoring of learning discipline and methods of studying soil is at the time each student
laboratory work (at the above list of laboratory work). For the intermediate control and
assessment of students during the semester are held three home test covers the following topics:
Topics examinations
1.Metodology of Ground Knowledge. Component composition of soils.
2.Structure, chemical, physical and physicochemical properties of the soils.
3.Physical and mechanical properties of soils. Soil types and arrays.
Questions for monitoring:
1. Describe the Soil as a science, its object, subject and research problems.
2. What are the history and stages of development of soil ?
3. Give a definition of the term " ground ".
4. What are the substantive problems of soil ?
5. Specify the basic law and the methodological principle of soil.
6. How and on what basis is divided solid component of soil ?
7. Give the circuit structure of the main groups of clay minerals kaolinite, illite, smectite,
chlorite.
8. What is the ecological significance of clay minerals ?
9. What is the " organo -mineral complexes" in the ground ? How are they formed ?
10. What is a " gas hydrates " in the ground ? How do they form?
11. What methods studied the mineral composition of soil ?
12. Give the classification of water in soils.
13. What indicators characterize the content in soils of different types of water?
14. What is the ecological importance of water in the soil ?
15. What methods of study is conducted and the water content in the soil ?
16. Describe the gas component of soils : origin, status, influence on properties.
17. What is the ecological importance of gases in the soil ?
18. What methods studied the contents and condition of the gas in the ground ?
19. What is the biotic component of soil ? What is its ecological significance?
20. What methods studied the contents and condition of the biota in GE ?
21. What is the morphology of the structural elements of the soil ?
22. What is the particle size distribution and composition of the soil microaggregate ?
23. What methods studied particle size distribution of soil ?
24. What is the electric double layer in the soil ?
25. What are the links between the structural elements of the soil ?
26. Give an idea about the structure and texture of the soil.
27. What is the emptiness of soil ?
28. What methods studied macro-, meso- and microstructure of the soil ?
29. What are the basic structure of the rocky ground.
30. List the basic structure of fine-grained soil.
31. What are the basic structure of the frozen ground.
32. What is the ecological importance of soil structure ?
33. How can you organize soil properties ?
34. What indicators characterize the chemical properties of the soil ?
35. Name and describe the physical and chemical properties of soils.
36. What factors depend on physico- chemical properties of the soil ?
37. What methods are studied physico- chemical properties of the soil ?
38. What is the ecological importance of physico -chemical properties of soils ?
39. What indicators characterize the physical properties of soils ?
40. What methods are studied physical properties of the soil ?
41. What is the strength of the soil ?
42. What methods studied the strength of soils ?
43. Name and describe the deformation properties of soils.
44. What methods are studied the deformation properties of soils ?
45. What indicators characterize the rheological properties of soils ?
46. What methods are studied rheological properties of the soil ?
47. What is the classification, design and performance standards ?
48. Give a general classification of soils.
49. Which are distinguished by the types and kinds of man-made soil ?
50. Give a description of the natural and man-made rocky soils.
51. Give a description of the natural and man- grained soils.
52. Give a description of permafrost.
53. What are the main factors of the composition, structure, and properties of the ground state ?
54. What are the main laws governing the formation of soil properties of different genetic types?
55. What is the soil mass ( ground layer ) ?
56. What indicators characterize arrays of ground ?
57. What are the characteristics of arrays of different types of soils ?
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература:
Грунтоведение. /Авт: Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А., Голодковская
Г.А., Васильчук Ю.К., Зиангиров Р.С. // Учебник. Под ред. В.Т.Трофимова. – 6-е
изд., переработ. и доп. – М., Изд-во МГУ, 2005. – 1024 с. (В серии: Классический
университетский учебник).
Лабораторные работы по грунтоведению /Уч. пособие. // Под ред. В.Т.Трофимова и
В.А.Королева, // Колл. авторов. – М., Высшая школа, 2008, 519 с.
б) дополнительная литература:
Базовые понятия инженерной геологии и экологической геологии: 280 основных
терминов. / Под ред. В.Т.Трофимова. - М., ОАО Геомаркетинг, 2012, 320 с.
Злочевская Р.И., Королев В.А. Электроповерхностные явления в глинистых породах/ Уч.
пособие. М., МГУ, 1988, 177 с.
Инженерная геология России. Том 1. Грунты России. /Под ред. Трофимова В.Т.,
Вознесенского Е.А. и Королёва В.А. - М., изд-во КДУ, 672 с.
Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород: В 2 т./
Ред. Е.М.Сергеев и др./ Том 2. Лабораторные методы. - М., Недра, 1984. 438 с.
Огородникова Е.Н., Николаева С.К. Техногенные грунты. / Уч. пособие. – М., Изд-во
МГУ, 2004. – 250 с.
Осипов В.И., Соколов В.Н., Румянцева Н.А. Микроструктура глинистых пород. / Под ред.
Е.М.Сергеева. – М., Недра, 1989, 211 с.
Теоретические основы инженерной геологии. Физико-химические основы. / Ред. Е.М.
Сергеев. - М., Недра, 1985.
Трофимов В.Т. Генезис просадочности лессовых пород. - М.: Изд-во МГУ, 1999. - 272 с. Библиогр.: с. 262 – 268;
Трофимов В.Т. Теоретические аспекты грунтоведения. – М., Изд-во МГУ, 2003, - 114 с.
Трофимов В.Т. Теория формирования просадочности лёссовых пород. – М., ГЕОС, 2003. –
275 с., 85 илл.
Трофимов В.Т., Балыкова С.Д., Болиховская Н.С. и др. Лёссовый покров Земли и его
свойства / Под ред. В.Т.Трофимова. – М., Изд-во МГУ, 2001. – 464 с.
Шлыков В.Г. Рентгеновский анализ минерального состава дисперсных грунтов. / Отв. ред.
Соколов В.Н. – М., ГЕОС, 2006, - 176 с.
в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:
пакеты прикладных программ для обработки изображений; Statistica; Microsoft Office
Excel, Microsoft Office PowerPoint.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
а) Учебная лаборатория грунтоведения, оборудованная рабочими столами для
студентов, сушильными шкафами, лабораторными весами, вытяжными шкафами,
химической посудой, специальным грунтоведческим оборудованием (конусом Васильева,
приборами для определения липкости, размокания, ареометрами, ПНГ и др.);
б) Учебная лаборатория для дифрактометрического анализа состава грунтов,
оборудованная дифрактометрами, компьютерами для обработки данных;
в) Учебная лаборатория для электронномикроскопических исследований,
оборудованная электронным микроскопом, компьютерами для обработки изображений с
соответствующими пакетами прикладных программ;
г) Учебная лаборатория механики грунтов, оборудованная рабочими столами для
студентов, сушильными шкафами, лабораторными весами, химической посудой,
приборами для определения деформационных, прочностных и реологических свойств
грунтов (одометрами, компрессионными и сдвиговыми приборами, прессами,
компьютерами для обработки данных и т.п.);
д) Мультимедийный проектор с компьютером.
е) Учебные пособия к лабораторным работам (см. выше).
8. The logistics of discipline
a) Teaching Laboratory of Soil equipped with desks for students, drying cabinets,
laboratory scales, hoods, chemical glassware, special gruntovedcheskim equipment ( cone
Vasilyeva, devices for determining the stickiness, disintegration, hydrometer, PNG, etc.);
b) Learning Lab for diffraction carried composition of soils, equipped diffractometers,
computers for data processing;
c) Teaching Laboratory for electron microscopic studies, equipped electron microscope
image processing computers with relevant software applications;
d) Teaching Laboratory of Soil Mechanics, equipped desktops for students, drying
cabinets, laboratory scales, chemical glassware, instruments for determining the deformation,
strength and rheological properties of soils ( odometers, compression and shear devices, presses,
computers, data processing, etc.. )
e) Multimedia projector with a computer.
e) Teaching materials for laboratory work (see above).
9. Краткое содержание дисциплины (аннотация)
Курс посвящен изучению грунтов и их рациональному использованию в связи с
инженерно-хозяйственной деятельностью человека и решением эколого-геологических
проблем. Он является вводным и базовым курсом по инженерной геологии и
экологической геологии. Главные задачи курса заключаются в развитии у студентов
профессиональных инженерно-геологических навыков и знаний о составе, строении и
свойствах разных типов грунтов, необходимых им для изучения и оценки экологических
функций литосферы.
9.Course Description (abstract)
The course focuses on the study of soils and their management in connection with the
engineering and human activities, and the decision of ecological and geological problems. It is
introductory and basic courses in engineering geology and environmental geology. The main
objectives of the course are to develop students' professional engineering geological skills and
knowledge of the composition, structure and properties of different types of soil, they need to
study and evaluate the ecological functions of the lithosphere.
Разработчики (в том числе из вузовского сообщества и представителей
работодателей):
Геологический факультет МГУ ______Профессор
_____________ В.А.Королев
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Рабочий телефон, мобильный телефон, e-mail: 939-35-87 (сл.), korolev@geol.msu.ru
Эксперты:
Геологический факультет МГУ _____Профессор _________
В.Т.Трофимов
(место работы)
(занимаемая должность)
(инициалы, фамилия)
Программа одобрена на заседании Ученого совета Геологического факультета МГУ
(протокол № от
)