ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Техническая мелиорация грунтов Рекомендуется для направления подготовки

ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Техническая мелиорация грунтов
Рекомендуется для направления подготовки
020700 «Геология» по профилю
«Гидрогеология, инженерная геология и геокриология»
Квалификация выпускника – бакалавр
1. Цели и задачи освоения дисциплины
Целью освоения дисциплины «Техническая мелиорация грунтов» является освоение
студентами теоретических принципов и основных технологических приемов
целенаправленного улучшения состава, физического состояния и физико-механических
свойств массивов грунтов в инженерно-строительной практике и геотехнике, в том числе,
с использованием промышленных отходов.
Задачи дисциплины: анализ основных теоретических и практических задач
управления состоянием и свойствами массивов грунтов; рассмотрение грунтов как
объектов искусственного преобразования; формирование представлений о физикохимических основах искусственного цементообразования; характеристика применяемых
на практике методов технической мелиорации; ознакомление студентов с наиболее
типичными проектами целенаправленного изменения свойств грунтовых массивов в
инженерно-строительных и эколого-геологических целях в отечественной и зарубежной
практике.
Goals and objectives of study
The goals of study of “Ground Technological Amelioration” is the development of
students of the theoretical principles and the basic technological methods of purposeful
improvement of composition, physical conditions and engineering properties of soil massifs in
the engineering practice and geotechnics, including, using industrial waste.
Objectives of the discipline: the analysis of major theoretical and practical problems of
state management and the properties of the soil massifs; consideration of soils as objects of
artificial amelioration; formation of representations of physical-chemical bases of artificial
cementation; the characteristic of the applied methods of Ground Technological Amelioration; to
familiarize students with the most typical projects purposeful modification of properties of
groundwater arrays in construction engineering and ecological-geological purposes in domestic
and foreign practice.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Техническая мелиорация грунтов» относится к дисциплинам
профилизации инженерная геология – вариативная часть профессионального цикла
дисциплин по профилю «Гидрогеология, инженерная геология и геокриология».
Характер изложения материала курса предполагает предварительное освоение
студентами следующих дисциплин: «Общая химия» (современное естествознание,
базовая часть); «Физическая и коллоидная химия» (вариативная часть
естественнонаучного цикла); «Минералогия с основами кристаллографии»,
«Петрография» (вариативная часть профессионального цикла, модуль Геохимия);
«Литология» (вариативная часть профессионального цикла, модуль Геология и полезные
ископаемые); а также профильных дисциплин вариативной части профессионального
цикла: «Гидрогеология», «Инженерная геология, часть 1. Грунтоведение»,
«Инженерная геология, часть 2. Инженерная геодинамика», «Геокриология»,
«Методы исследования грунтов в массиве», «Механика грунтов».
Теоретические и практические занятия по курсу обеспечивают необходимые знания
для последующего освоения
профильной дисциплины вариативной части
профессионального цикла «Основы методики гидрогеологических, инженерногеологических и геокриологических исследований».
Освоение дисциплины «Техническая мелиорация грунтов» необходимо для
подготовки бакалавров направления «Геология» по профилю «Гидрогеология,
инженерная геология и геокриология»; последующему обучению в магистратуре по
направлению «Геология» магистерским программам: «Экологическая геология»,
«Грунтоведение и искусственный литогенез», «Инженерная геология»; работе в научноисследовательских и производственных организациях, деятельность которых связана с
инженерными изысканиями для строительства сооружений различного назначения,
проектированием инженерной защиты территорий от опасных геологических и
инженерно-геологических процессов.
Discipline as a part of the curriculum
Discipline “Ground Technological Amelioration” refers to the disciplines of the
specialization of engineering geology and is a variable part of a professional cycle of disciplines
according to the profile “Hydrogeology, Engineering Geology and Geocryology”.
The nature of the presentation of the material of the course involves the preliminary
development of students of the following disciplines: “General Chemistry” ( modern science, the
basic part); “Physical and Colloid Chemistry” (the variable part of the science curriculum);
“Mineralogy with the basics of crystallography”, “Petrography” (the variable part of a
professional cycle module “Geochemistry”); “Lithology” (the variable part of a professional
cycle, the module “Geology and minerals”); and profile disciplines of variant part of the
professional cycle: “Hydrogeology, Engineering Geology and Geocryology”, “Engineering
Geology, part 1. Soil and Rock Engineering”, “Engineering Geology, part 2. Engineering
Geodynamics”, “Geocryology”; “Methods of Soil Massifs Investigations”, “Soil Mechanics”.
Theoretical and practical lessons on the course provides the necessary knowledge for the
subsequent development of the profile of the discipline variant part of the professional cycle
“Fundamentals of engineering-geological, hydrogeological and geocryological studies”.
Development of the discipline “Ground Technological Amelioration” is essential for the
preparation of the bachelors of a direction “Geology” profile “Hydrogeology, Engineering
Geology and Geocryology”; continued training in a magistracy on a direction “Geology”,
master's programs: “Ecological Geology”, “Soil and Rock Engineering and artificial
lithogenesis”, “Engineering geology”; the activities in scientific-research and industrial
organizations which activity is connected: engineering survey for construction of buildings of
different purpose, design of engineering protection of territories from dangerous geological and
engineering-geological processes.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих
компетенций в соответствии с Образовательным стандартом МГУ по направлению
«Геология»:
Универсальные компетенции:
а) общекультурными (социально-личностными):
– способность осознавать свою роль и предназначение в разнообразных
профессиональных и жизненных ситуациях (ОК-1);
– способность адаптироваться к новым профессиональным технологиям (ОК-2);
– способность к самореализации, активной жизненной позиции и эффективной
профессиональной деятельности, (ОК-5);
б) общенаучные:
– 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);
– владение методологией научных исследований в профессиональной области (ОНК5);
в) инструментальные:
– способность демонстрировать в речевом общении личную и профессиональную
культуру (ИК-1);
– готовность к работе на лабораторных геологических приборах, установках и
оборудовании (в соответствии с профилем подготовки) (ИК-8);
г) системные:
– способность к постановке целей исследования и выбору оптимальных путей и
методов их достижения (СК-2);
– способность к самостоятельному обучению и разработке новых методов
исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля деятельности;
к инновационной научно-образовательной деятельности (СК-3);
Профессиональные компетенции:
Общепрофессиональные:
научно-исследовательская деятельность:
– способность глубоко осмысливать и формировать диагностические решения
проблем геологии путем интеграции фундаментальных разделов гидрогеологии и
инженерной геологии и специализированных геологических знаний (ПК-2);
– 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);
производственно-технологическая деятельность:
– способность применять на практике базовые общепрофессиональные знания
теории и методов геологических исследований при решении научно- производственных
задач (ПК-7);
– умение использовать углубленные специализированные профессиональные
теоретические и практические знания для проведения научных фундаментальных и
прикладных исследований (ПК-8);
проектная деятельность:
– способность подготавливать и согласовывать геологические задания на разработку
проектных решений (ПК-16);
– готовность к проектированию комплексных научно-исследовательских и научнопроизводственных геологических работ (ПК-17);
Специализированные компетенции
–
способность
использовать
профильно-специализированные
знания
в
гидрогеологии и инженерной геологии, экологической геологии для решения научных и
практических задач (ПК-21).
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
знать: основные закономерности пространственно-временных изменений состава,
состояния и свойств грунтовых композитов, грунтов и грунтовых массивов в результате
применения к ним методов воздействия различной природы;
уметь: применять методы технической мелиорации для решения конкретных задач,
связанных с инженерно-строительной или природоохранной деятельностью на
техногенно-осваиваемых территориях;
владеть: способностью квалифицированно поставить задачу по целенаправленному
изменению состояния, состава и свойств грунтовых массивов, найти оптимальные пути ее
решения и добиться наилучшего результата.
Discipline requirements
Universal competencies:
a) cultural (social and personal):
– ability to cooperation and partnership, awareness of the advanced system of
philosophical and ideological, social, cultural and moral values, the ability to understand their
role and purpose in various professional and life situations, the ability to use regulatory
instruments in their work (СС-1);
– the ability to navigate in social and economic issues; adapt to new professional
technologies, social phenomena and processes, the ability to re-evaluate the accumulated
experience, to analyze their own achievements and prospects of self-improvement (СС-2);
– the ability to self-realization, active life position and effective professional activity;
development of determination and perseverance in achieving the objectives, independence and
initiative; ability to make decisions, to act effectively in unusual circumstances, in situations of
occupational risk (СС-5);
b) general science:
– understanding the subject and objects of study, research methods, modern concepts,
achievements and limitations of natural sciences: Physics, Chemistry, Biology, Sciences of earth
and man, Ecology; foundations of methodology of scientific knowledge of different levels of
matter, space and time organization; the ability to highlight and solve the key philosophical and
methodological, scientific and social issues for sustainable development planning using the
interdisciplinary communication system of sciences (GSC-1);
– awareness of scientific research methodology in the professional field (GSC-5);
c) instrumental:
– knowing the rules of the Russian literary language and functional speech styles; ability to
demonstrate personal and professional culture, spiritual and moral beliefs in speech
communication; ability to formulate and solve communication tasks in all areas of
communication, to manage the processes of information exchange in different communicative
environments (IC-1);
– willingness to work with the geological, geophysical and geochemical instruments,
installations and equipment in the field and in the laboratory (in accordance with the profile
training) (IC-8);
d) system:
– ability for the search, critical analysis, generalization and systematization of scientific
information, to the formulation of the study purpose and choice of optimal ways and methods of
their achievement (SC-2);
– the ability for independent study and the development of new methods of research,
changes in the scientific and scientific-production activity profile; innovative scientific and
educational activities (SC-3);
Professional competencies:
General, mandatory for all profiles of training:
research activities:
– the ability to deeply comprehend and generate diagnostic decisions of problems of
Geology integrating fundamental branches of Geology, Geophysics, Geochemistry,
Hydrogeology and engineering Geology, Geology of fossil fuels, environmental Geology and
specialized geological knowledge (PC-2);
– readiness to be involved in the preparation of reports, essays, bibliography and reviews
on the subject of research, preparation of reports and publications within the research team (PC4);
production and technological activities:
– the ability to practice basic general professional knowledge of the theory of geological
research methods in solving scientific and industrial problems (PC-7);
– the ability to use specialized professional extended theoretical and practical knowledge to
carry out fundamental and applied scientific research (PC-8);
the project activity:
– the ability to prepare and coordinate the development of the geological setting of design
solutions (PC-16);
– readiness for the design of complex scientific-research and scientific-industrial
geological works (PC-17);
scientific and pedagogical activity:
Specialized competencies
profile-specialized competences are:
– the ability to use profile and specialized knowledge in the fields of Geology, Geophysics,
Geochemistry, Hydrogeology and engineering Geology, Geology and Geochemistry of fossil
fuels, environmental Geology to solve scientific and practical problems (in accordance with the
profile training) (PC-21).
4. Структура и содержание дисциплины «Техническая мелиорация грунтов»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.
Аудиторная нагрузка 56 часов, из них: лекционный курс – 28 часов, лабораторные работы
и семинары – 28 часов.
The structure and content of the discipline
Overall study content is 3 credits, 108 hours. Classroom load is 56 hours: lecture course –
28 hours, laboratory works – 28 hours.
Структура дисциплины
Discipline structure
Неделя семестра
Раздел
дисциплины
Семестр
№
п/п
Виды учебной работы,
включая
самостоятельную работу
студентов (трудоемкость
в часах)
лек
ции
семинары
лабор.
работы
самост.
работа
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Форма
промежуточной
аттестации (по
семестрам)
Лекционный курс (Lecture course).
1
2
3
4
5
6
1
2
3
4
Назначение, этапы развития,
предмет, задачи и методы ТМГ.
Ground Technological
1
2
Amelioration: history of
advancement, intention, problems
and methods.
Грунты как объекты
искусственного
преобразования.
2,3
4
Grounds as objects to
amelioration (improvement).
Геохимические основы
искусственного преобразования
грунтов.
4,5
4
Geochemical roots of ground
7
technological amelioration.
Гидрогеомеханическая
мелиорация грунтов.
6,7
4
Physic-mechanical amelioration
of grounds.
Физико-химическая
мелиорация грунтов.
810
Physic-chemical amelioration of
12
grounds.
Геотехнические методы
мелиорации грунтов
13,
(армирование).
4
14
Geotechnical methods of landreclamation of soils (reinforcing)
Лабораторные работы и семинарские занятия
Определение оптимальной
влажности уплотнения грунтов.
1,2
2
2
Laboratory compaction test.
Улучшение грунтов
гранулометрическими и
химическими добавками.
3,4
2
2
Ground improvement with
granulometric and chemical
additors.
7
Характеристика цементоглинистых растворов.
5,6
2
2
Laboratory study of cement-clay
solutions characteristics.
Газовая силикатизация
песчаных грунтов.
7,8
2
2
Laboratory grouting of sand by
gas silicatization.
4
4
4
Контрольная
работа
Control work
4
4
4
Контрольная
работа
Control work
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
5
6
7
Однорастворная силикатизация
лессовых грунтов.
Laboratory single-shot grouting of
loess.
Смолизация песчаных грунтов.
Laboratory grouting of sand by
aminoplast prepolymers.
Электроосмотическое осушение
глинистых грунтов.
Electro-osmosis dewatering of
soft clay.
7
9,
10
2
2
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
11,
12
2
2
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
13,
14
2
2
4
Индивидуальный
опрос
Individual surveys
14
14
52
Экзамен
14
28
Содержание дисциплины
Лекционный курс:
Раздел 1. Основные тенденции в области управления свойствами грунтов в России и
зарубежных странах. Назначение ТМГ. Главные этапы и перспективы развития.
Особенности отечественной школы. Предмет, задачи и методы ТМГ.
Раздел 2. Грунты – продукты гипергенной оболочки литосферы. Физико-химические
слагаемые техногенной эволюции грунтов. Типизация грунтов применительно к задачам
технической мелиорации, основные группы грунтов. Грунты как объекты технической
мелиорации (скальные трещиноватые, раздельно-зернистые, связно-дисперсные
структурно-неустойчивые): основные особенности при оценке в качестве объектов
технической мелиорации. Специфические грунты (илы, элювиальные, засоленные,
мерзлые, техногенные): общая инженерно-геологическая характеристика, основные
направления искусственного улучшения.
Раздел 3. Физическая природа уплотняемости и гравитационной консолидации
дисперсных грунтов. Физико-химические аспекты уплотнения дисперсных грунтов
приложением механических усилий. Физико-химические основы искусственного
цементообразования. Поликонденсация и полимеризация. Твердение коллоидных
силикатных растворов и высокомолекулярных органических соединений (синтетических и
природных).
Раздел 4. Методы гидрогеомеханической мелиорации грунтов. Обезвоживание:
основные методы, физико-технологические основы и область применения. Консолидация
слабых грунтов химическими сваями. Механическое уплотнение дисперсных грунтов:
технологические особенности методов, область применения, эффективность. Кольматация
в природе и ее значение в строительстве и природоохранных мероприятиях.
Раздел 5. Методы физико-химической мелиорации грунтов. Технологии обработки
грунтов на поверхности. Основные реагенты. Применение промышленных отходов для
обработки грунтов. Глубинная обработка грунтов вяжущими материалами. Понятие
инъекции и виды инъекционных технологий. Инъекционные материалы. Закрепление
грунтов суспензионными растворами (цементные, цементо-глинистые, глинистые).
Холодная и горячая битумизация грунтов. Силикатизация грунтов. Смолизация грунтов.
Влияние геологической среды на эффективность инъекционной обработки грунтов.
Принципы использования инъекционных технологий для создания искусственных
геохимических барьеров. Модифицирование грунтов приложением физических полей:
термическое упрочнение, замораживание, электро-химическая обработка.
Раздел 6. Армирование грунтов: способы, технологии, область применения,
инженерно-строительные задачи.
Лабораторные работы:
Лабораторная работа 1. Определение оптимальной влажности уплотнения грунтов.
Работа направлена на овладение студентами практических навыков изучения показателей
уплотняемости дисперсных грунтов.
Лабораторная работа 2. Улучшение грунтов гранулометрическими и химическими
добавками. Работа направлена на овладение студентами навыков лабораторных
исследований в области поверхностной обработки (стабилизации) грунтов химическими
добавками.
Лабораторная работа 3. Характеристика цементо-глинистых растворов. Работа
направлена на овладение студентами навыков приготовления суспензионных
инъекционных растворов.
Лабораторная работа 4. Газовая силикатизация песчаных грунтов. Работа направлена
на овладение студентами навыков лабораторного исследования эффективности обработки
грунтов в инъекционной трубке.
Лабораторная работа 5. Однорастворная силикатизация лессовых грунтов. Работа
направлена на овладение студентами навыков лабораторного исследования
эффективности обработки грунтов методом капиллярного промачивания.
Лабораторная работа 6. Смолизация песчаных грунтов. Работа направлена на
овладение студентами навыков лабораторного исследования эффективности обработки
грунтов синтетическими смолами.
Лабораторная работа 7. Электроосмотическое осушение глинистых грунтов. Работа
направлена на овладение студентами навыков лабораторного исследования
эффективности электро-химической обработки глинистых грунтов.
Discipline content
Section 1. Intention of ground technological amelioration (GTA).Emergence and
development.The specific features of national schools.GTA within system of measures for
protecting geological environment against failures.GTA within system of measures for
protecting environment against contamination. Object, problems and methods of GTA.
Section 2. Grounds as objects to amelioration (improvement). Physic-chemical features of
technogenic soil evolution. Typing of grounds: rocks and semi-solid rocks; granular
(cohesionless) grounds; cohesive grounds (silt loams, loess soils, clayey grounds); Unclassified
grounds. Specific soils (silt, eluvial grounds, salted grounds, frozen grounds, anthropogenic
grounds): general engineering-geological characteristics, the main directions of artificial
improvement.
Section 3. Geochemical aspects at management of ground system. Physical nature of
dispersive grounds compatibility. Gravitational consolidation of grounds as a physic-chemical
process. Natural silica precipitation and ground silicatization technique. Alkaline hydrolysis of
clay minerals as a source to cementing agents production. Carbonic acid leaching and its
engineering-geochemical signification. Weathering by sulfuric acid. Physic-chemical regularities
of artificial cementation. Polymerization and polycondensation. Gelation of organic polymers
(synthetic and natural).
Section 4. Physic-mechanical amelioration of grounds. Drainage and consolidation
techniques: main methods, physical and technological principles and area of application.
Gravitational drainage techniques. Geostatic densification (consolidation) of weak grounds by
preloading. Dewatering and consolidation of soft grounds by electro-osmosis. Consolidation of
soft grounds by chemical piles. Mechanical compaction and compaction by prewetting of
grounds: fields of application. Compaction by rolling. Ground improvement with granulometric
additors. Compaction by tamping. Densification of sandy grounds by vibroflotation. Treatment
of grounds by deep blasting. Compaction of collapsible grounds by prewetting. Treatment of
expansive grounds by prewetting. Treatment of frozen grounds by preliminary thawing.
Section 5. Physic-chemical amelioration of grounds. Fundamentals of treatment
technologies to surface stabilization. Lime stabilization. Cementation of grounds by hydraulic
binders. Ground improvement by treatment of organic binders. Deep treatment of grounds by
grouts. Types of injection process. Grouts and their classifications. Grounds grouting by
suspended solutions of (cement, cement-clay, clay etc.); bitumen and bitumen emulsions; silicate
solutions: synthetic resins. The influence of the ground properties on the efficiency of grouting.
Grouting for environment protection.Ground strengthening by thermal and electrical treatments:
ground freezing, ground heating, electrochemical stabilization.
Section 6. Reinforcement of soils: methods, technology, scope, engineering problems.
Laboratory works:
Lab 1. Laboratory compaction test (Proctor test). Work is aimed at giving the students the
practical skills of a review of performance compressibility of dispersive soils.
Lab 2. Ground improvement with granulometric and chemical additors. Work is aimed at
giving the students skills of laboratory research in the field of surface treatment (stabilization) of
soil chemical additives.
Lab 3. Laboratory study of cement-clay solutions characteristics. Work is aimed at giving
the students skills of preparation of suspension injection solutions.
Lab 4. Laboratory grouting of sand by gas silicatization. Work is aimed at giving the
students skills in laboratory studies of the efficiency of treatment of soils in the injection pipe.
Lab 5. Laboratory single-shot grouting of loess. Work is aimed at giving the students skills
in laboratory studies, the efficiency of treatment of soils by capillary drenching.
Lab 6. Laboratory grouting of sand by aminoplast prepolymers. Work is aimed at giving
the students skills of laboratory research of efficiency of processing of soil synthetic resins.
Lab 7. Electro-osmosis dewatering of soft clay. Work is aimed at giving the students skills
of laboratory researches of efficiency of the electro-chemical processing of clay soil.
5. Рекомендуемые технологии
Проведение семинарских занятий предполагает совместное обсуждение презентаций
и докладов студентов по изучаемой теме.
Проведение практических занятий предполагает самостоятельную работу студентов
в специализированной лаборатории.
Recommended methodology
Conducting seminars assumes joint discussion of presentations and reports of students on a
topic.
Practical training is intended for independent work of students in specialized laboratories.
6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины
Контрольные вопросы к лабораторным работам.
Лабораторная работа 1:
1. Что такое оптимальная влажность уплотнения.
2. Нарисовать график зависимости плотности скелета грунта от влажности.
3. Какому показателю влажности соответствует оптимальная влажность уплотнения.
4. Какие виды воды связываются при оптимальной влажности уплотнения.
5. От чего зависит оптимальная влажность уплотнения.
6. Порядок определения оптимальной влажности уплотнения.
7. Что такое оптимальная уплотняющая нагрузка.
8. Напишите и объясните уравнение В.И. Бируля для определения оптимальной
влажности уплотнения.
Лабораторная работа 2:
1. Что такое оптимальная гранулометрическая смесь.
2. Назовите диапазон изменения значений коэффициента сбега оптимальной
гранулометрической смеси.
3. Перечислите наиболее распространенные химические добавки, используемые для
стабилизации дисперсных грунтов.
4. Перечислите последовательность операций при поверхностной обработке грунтов.
Лабораторная работа 3:
1. Напишите формулы и названия основных минералов портланд-цемента.
2. Почему цемент относится к гидравлическим вяжущим.
3. Какая по минеральному составу глина использовалась для приготовления цементноглинистого раствора.
4. Что такое водоцементное отношение. В каких пределах изменяется его значение для
инъекционных растворов.
5. Какое соотношение цемента, глины и воды использовалось в работе.
6. Что такое показатель расплыва. Порядок его определения.
7. Что такое относительная вязкость. Порядок определения.
8. Порядок определения прочности образцов цементного камня на сжатие.
Лабораторная работа 4:
1. Что такое газовая силикатизация.
2. Назовите наиболее распространенные отвердители для жидкого стекла.
3. Что такое жидкое стекло.
4. Что такое силикатный модуль жидкого стекла.
5. Какова плотность использованного в задаче жидкого стекла.
6. Для каких грунтов используется газовая силикатизация.
7. Как влияет на качество закрепления песка недостаточное количество углекислого газа.
Лабораторная работа 5:
1. Что является отвердителем при однорастворной силикатизации лессов.
2. Что такое «активный лесс».
3. Каково значение силикатного модуля отечественных марок жидкого стекла.
4. Как влияет на эффективность силикатизации гранулометрической состав лессов.
5. Какова плотность использованного в задаче жидкого стекла.
6. Какие методы силикатизации лессов вы знаете.
7. Нарисуйте график растворимости кремнезема от рН.
8. Как определяется емкость поглощения лесса по В.Е.Соколовичу.
Лабораторная работа 6:
1. Что такое время гелеобразования (индукционный период).
2. Назовите основные отвердители для карбамидной смолы.
3. Какие синтетические смолы наиболее часто используются для инъекционного
закрепления грунтов.
4. Как минеральный и гранулометрический состав песков влияет на эффективность
закрепления песчаных грунтов карбамидной смолой.
5. Нарисуйте график зависимости времени гелеобразования от концентрации HCl.
6. В каком соотношении разбавлялась смола в задаче.
7. Для каких грунтов используется карбамидная смола.
8. Порядок определения условной вязкости карбамидной смолы.
Лабораторная работа 7:
1. Что такое электроосмос.
2. Физическая сущность электроосмоса.
3. Основные параметры электроосмоса: скорость электроосмоса, коэффициент
электроосмоса; дать определение, написать размерность.
4. Нарисовать график зависимости коэффициента осмоса от напряженности
электрического поля.
5. Что такое коэффициент эффективности.
6. При каких значениях коэффициента эффективности целесообразен электроосмос.
7. Какая реакция среды на аноде и катоде.
8. Из каких материалов сделаны электроды.
Marking for current performance control and interim assessment during and at the
end of the course
Questions for laboratory works
Lab 1:
1. What is the optimum water content?
2. Draw a graph of moisture density relation.
3. Which moisture index the optimum water content corresponds?
4. What kinds of water are bound at the optimum water content?
5. What determines the optimum water content?
6. The procedure for the optimum water content determining.
7. What is the effective compaction effort?
8. Write and explain equation V.I.Birula to express determine the optimum water content.
Lab 2:
1. What is the optimal granulometric mixture?
2. Name the range of change of values of the correlation coefficient of optimal granulometric
mixture.
3. What are the most common chemical additives used for stabilization of dispersive soils?
4. List the sequence of operations for surface treatment of soil.
Lab 3:
1. Write the formula and the name of the main minerals of Portland cement.
2. Why cement refers to the hydraulic binders?
3. What mineral composition of clay that used for the preparation of cement-clay solution?
4. What is a water/cement ratio? Enumerate the extent to which changes its value for injection
solutions.
5. What proportion of cement, clay and water used in the work?
6. What is a metric flowing? The procedure for its determination.
7. What is the relative viscosity? The order of definition.
8. The procedure for determining the unconfined strength of a cement stone samples.
Lab 4:
1. What is a gaseous silicatization?
2. What chemicals are used as a hardener for sodium silicate solutions?
3. What is a “liquid glass”?
4. What is a silica/alkali ratio?
5. What is the sodium silicate solution density used in the work?
6. For what types of soils is using a gaseous silicatization?
7. How deficiency of CO2 influence on strength of a silicated sand?
Lab 5:
1. What is a hardener in single-shot silicatization of loess?
2. What is the «active loess»?
3. What is silica/alkali ratio value of native merchandise marks of sodium silicate solutions?
4. How is loess granular composition influence on the efficiency of their silicatization?
5. What is the density used in the work of sodium silicate solutions?
6. What methods silicatization of loess do you know?
7. Draw a graph of silica solubility – pH value relation.
8. The procedure for determining of alkali sorption capacity of loess.
Lab 6:
1. What is the set time (induction period) of grout?
2. What are the main hardeners for aminoplast resins?
3. What synthetic resins are most often used for sand grouting?
4. How is sand mineral and granular composition influence on the efficiency of their grouting by
aminoplast resin?
5. Draw a graph of set time aminoplast resin – HCl solution concentration relation.
6. What is the resin dilution ratio in the work?
7. For what types of soils is used aminoplast resin?
8. The order of determination of conditional viscosity of aminoplast resin.
Lab 7:
1. What is electro-osmosis?
2. The physical essence of electro-osmosis.
3. The main parameters of the electro-osmosis: speed electro-osmosis, electro-osmosis
coefficient; define, write dimension.
4. Draw a graph of the electro-osmosis coefficient value dependence on the electric field
intensity.
5. What is the coefficient of efficiency?
6. For which values of the coefficient of efficiency is expedient electro-osmosis?
7. What is the reaction environment on the anode and the cathode?
8. What are the materials of electrodes?
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
1. Воронкевич С.Д. Основы технической мелиорации грунтов. М.: «Научный мир». 2005.
504 с.
2. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. М.: Стройиздат,
1986. 264 с.
3. Соколович В.Е. Химическое закрепление грунтов. М.: Стройиздат, 1980. 119 с.
б) дополнительная литература
1. Адамович А.Н. Закрепление грунтов и противофильтрационные завeсы. М.: Энергия,
1980. 320 с.
2. Ананьев В.П. Техническая мелиорация лессовых грунтов. Ростов: Изд-во Ростовского
университета, 1976. 120 с.
3. Банник Г.И. Основы технической мелиорации грунтов. Киев: Вища школа, 1976. 272 с.
4. Безрук В.М. Укрепление грунтов. М.: Транспорт. 1965. 340 с.
5. Жинкин Г.Н. Электрохимическое закрепление грунтов в строительстве. Л.-М.:
Стройиздат, 1966. 160 с.
6. Камбефор А. Инъекция грунтов. М.: Энергия, 1971. 333 с.
7. Кнатько В.М. Укрепление дисперсных грунтов. Ленинград: Изд-во ЛГУ, 1989. 272 с.
8. Соколович В.Е., Губкин В.А., Овчаренко А.Г. Новые способы закрепления лессовых
грунтов. Днепропетровск: Проминь, 1975. 127с.
9. Karol R.H. Chemical grouting and soil stabilization. New York-Basel. Marcel Dekker, Inc.
2003, 588 p.
10. Tallard G.R., Caron C. Chemical Grouts for Soils. Volume 1. Available Materials. 1977.
Report No. FHWA-RD-77-5, 233 p.
11. Weaver K.D., Bruce D.A. Dam Foundation Grouting. ASCE Press, 2007, 473 p.
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Практические занятия студентов проходят в лаборатории технической мелиорации
грунтов, оснащенной аналитическим оборудованием, химической посудой и химическими
реактивами. При выполнении практических работ студенты обеспечиваются
методическими пособиями, бланками, информационными таблицами, справочниками и
другой необходимой научно-технической литературой.
При чтении лекций используются современные презентационные технологии.
Necessary facilities and equipment
Practical trainings are held in the laboratory of ground technological amelioration,
equipped analytical equipment, chemical glassware and chemical reagents. When the practical
work students are provided with methodical manuals, forms, information tables, manuals and
other necessary scientific and technical literature.
When lecturing using modern presentation technology.
9. Краткое содержание дисциплины (аннотация)
В лекционной части, состоящей из шести разделов, рассматриваются вопросы
теории и практики искусственного уплотнения, упрочнения и обезвоживания массивов
грунтов. В первом разделе рассматриваются предмет, задачи и цели технической
мелиорации. Второй раздел включает характеристику основных типов грунтов как
объектов технической мелиорации. В третьем разделе дается общая характеристика
процессов зоны гипергенеза как геохимически оптимальных аналогов применяющихся на
практике методов технической мелиорации. В третьем разделе рассматриваются основные
методы гидрогеомеханической мелиорации массивов грунтов: уплотнение, обезвоживание
и кольматация. Четвертый раздел посвящен физико-химическим методам улучшения
грунтов. В пятом рассмотрены методы физико-химической мелиорации грунтов. В
шестом рассматриваются методы армирования массивов грунтов в условиях
естественного залегания. Практические занятия позволяют ознакомиться с разными
типами вяжущих веществ и некоторыми методическими приемами определения
параметров инъекционных растворов.
Discipline content (annotation)
In lectures, consisting of six sections, are considered the theory and practice of
technological amelioration, strengthening and dehydration of soil massifs. The first section
devoted to the subject, objectives and goals of the technical amelioration. The second section
includes a description of the basic types of soils as objects of technical amelioration. In the third
section provides a general description of processes of hypergenesis zone as geochemically
optimal analogues used in practice of technical amelioration. In the fourth section discusses the
main physic-mechanical methods of grounds improvement: compaction, dehydration and
mudding. The fifth section is devoted to physic-chemical methods of grounds improvement. The
sixth considers the methods of soil massifs strengthening in situ. Practical classes allow students
to become familiar with different types of binders and some techniques of definition of
parameters of injection solutions.
10. Учебно-методические рекомендации для обеспечения самостоятельной
работы студентов:
Самостоятельная работа студентов по программе курса включает подготовку
рефератов по текущим лекционным занятиям, самостоятельную обработку и оформление
результатов задач практикума. Каждая задача сдается студентом в индивидуальном
порядке в форме собеседования.
Примерная тематика рефератов
1. История развития технической мелиорации в России.
2. Современные инъекционные технологии.
3. Виды искусственных органических смол, использующихся для закрепления грунтов.
4. Виды силикатных инъекционных растворов.
5. Эмульсионные инъекционные растворы.
6. Армирование грунтов и его использование для инженерной защиты территории от
опасных процессов.
7. Стабилизация дисперсных грунтов в дорожном строительстве.
8. Укрепление оснований гидротехнических сооружений.
9. Укрепление оснований сооружений в гражданском и промышленном строительстве.
10. Уплотнение грунтов в строительстве.
11. Осушение грунтовых массивов.
12. Применение зол-уноса, шлаков, пуццоланов для укрепления грунтов.
13. Криоупрочнение (замораживание) грунтов.
14. Термоупрочнение грунтов. Физико-химические процессы и реакции.
15. Электрохимическое укрепление грунтов.
Разработчик:
МГУ имени М.В. Ломоносова
Доцент, к.г.-м.н.
Е.Н. Самарин
Геологический факультет
Рабочий телефон: (8495)939-24-00; моб.т. 8917-583-2196; e-mail: samarin@geol.msu.ru
Эксперты:
МГУ имени М.В. Ломоносова
Старший научный
Н.А.Ларионова
Геологический факультет
сотрудник, к.г.-м.н.
Рабочий телефон: (8495)939-15-22; моб.т. 8916-765-1153; e-mail: nin.Larionova@yandex.ru
Начальник отдела
ГАУ г.Москвы «Московская
инженерно-геологических
Ю.К.Егоров
государственная экспертиза»
изысканий, к.г.-м.н.
Рабочий телефон: (8499)250-10-87; моб.т. 8926-896-1890; e-mail: Egorov.YK@mge.mos.ru
Программа одобрена на заседании Ученого совета
(протокол № от
)
Декан геологического факультета
академик
Геологического факультета МГУ
Д.Ю. Пущаровский