Исследование агрессивности геологических сред на застраиваемых территориях rnг. Томска
Выпускная квалификационная работа посвящена оценке агрессивности геологических сред г. Томска. В результате исследования изучены природные условия формирования химического состава грунтов, химический состав водной вытяжки и подземных вод, выявлены особенности распространения коррозионноактивных водорастворимых компонентов грунтов с глубиной их залегания, дан анализ степени изменчивости химического состава водной вытяжки по отношению к составу почв этой территории, установленному ранее, а также произведена оценка агрессивности водной вытяжки из грунтов и подземных вод по отношению к бетону, стали, свинцовой и алюминиевой оболочкам кабеля.
Введение …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. 11
ОБЩАЯ ЧАСТЬ ………………………………………………………………………………………………………………………………….. 15
1. Природные условия исследуемого района…………………………………………………………………………………. 15
1.1. Географическое положение …………………………………………………………………………………….. 15
1.2. Геологическое строение………………………………………………………………………………………….. 16
1.3. Геоморфология………………………………………………………………………………………………………. 19
1.4. Климат ………………………………………………………………………………………………………………….. 20
1.5. Гидрологическая характеристика …………………………………………………………………………….. 28
1.6. Почвы …………………………………………………………………………………………………………………… 32
СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………………………………………………………………….. 40
2. Агрессивность грунтов и коррозионные процессы…………………………………………………………………….. 40
2.1. История изучения процесса подземной коррозии ………………………………………………………. 40
2.2. Основные факторы возникновения агрессивности грунтов ………………………………………… 46
2.3. Коррозионные процессы и их классификация …………………………………………………………… 54
3. Методика проведения работ ……………………………………………………………………………………………………… 66
3.1. Отбор проб грунта …………………………………………………………………………………………………. 66
3.2. Подготовка грунтов к анализу и приготовление водной вытяжки ……………………………….. 67
3.3. Анализ водных вытяжек из грунтов …………………………………………………………………………. 67
3.4. Обработка результатов …………………………………………………………………………………………… 74
4. Химический состав грунтов п. Зональная Станция ……………………………………………………………………. 80
4.1. Химический состав водной вытяжки из грунтов п. Зональная Станция ……………………….. 80
4.2. Сравнительная характеристика содержания компонентов в грунтах по фактическим и
литературным данным ………………………………………………………………………………………………………. 82
4.3. Особенности распределения компонентов по глубине залегания грунта ……………………… 90
4.4. Химический состав и агрессивность подземных вод на территории п. Зональная Станция ………… 98
5. Агрессивность грунтов (водной вытяжки из грунта) застраиваемой территории ………………………. 104
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ………………………………….. 108
6.1. Расчет затрат времени, труда, материалов, оборудования и стоимости основных
выполняемых работ ………………………………………………………………………………………………………….. 109
6.2. Контрагентские расходы ………………………………………………………………………………………… 113
6.3. Расчет затрат на оплату труда и отчислений на различные социальные нужды ……………. 113
6.4. Общая сметная стоимость………………………………………………………………………………………. 114
7. Социальная ответственность …………………………………………………………………………………………………… 118
7.1. Профессиональная социальная безопасность …………………………………………………………… 119
7.2. Анализ вредных производственных факторов и мероприятия по их устранению …………. 120
7.3. Анализ опасных производственных факторов и мероприятия по их устранению …………. 126
Заключение ……………………………………………………………………………………………………………………………………….. 134
Список публикаций …………………………………………………………………………………………………………………………… 135
Список использованных источников ………………………………………………………………………………………………….. 136
Приложение А …………………………………………………………………………………………………………………………………… 147
Актуальность работы.
В настоящее время значительная часть земель бывших
сельскохозяйственных угодий, примыкающих к городским территориям,
переводится в городской фонд и отводится под строительство зданий и
сооружений различного функционального назначения.
Грунты являются одним из важных компонентов геологической среды
активно используемым в жизнедеятельности человека. Изменения в характере
их химических и физико-химических свойств происходят в результате
различных влияний и воздействий на них хозяйственной деятельности
человека. К подобному роду воздействий, помимо прочего, относиться и
использование почв в сельскохозяйственных целях. Для повышения их
урожайности и борьбы с вредителями на этих территориях используются
сельскохозяйственные технологии агрогенных воздействий:
внесение стандартных минеральных удобрений; внесение почвенных
мелиоратов (раскисителей, гипса, торфа, песка или глины);
проведение водной мелиорации (осушение или орошение);
обработка территории инсектицидами, фунгицидами, гербицидами,
дефолиантами
обработка почвы, сопровождающаяся ее уплотнением, взаимодействием
с истирающимися элементами орудий ее механической обработки и с
выхлопами транспортных средств.
Указанные особенности эксплуатации сельскохозяйственных
территорий могут значительно изменить содержание ряда компонентов состава
грунта и усилить его агрессивность по отношению к строительным материалам
и конструкциям.
В этой связи изучение химического состава грунтов территорий,
используемых ранее для отличных от строительных нужд целей является
актуальным при проведении инженерных изысканий под строительство зданий
различного функционального назначения.
Исходные данные к работе. В основу магистерской диссертации
положены результаты полевых и лабораторных исследований состава водной
вытяжки из грунтов, отобранных с территории сельскохозяйственных угодий п.
Зональная Станция (Томский район) осенью 2016 года. Полевые работы
проводились сотрудниками изыскательной организации ООО
«Геостройизыскания». Лабораторные работы, включающие подготовку и
химический анализ водной вытяжки, проведены в ПНИЛ гидрогеохимии
ИШПР ТПУ при непосредственном участии автора. На участке исследования
было отобрано 11 проб грунтов с глубины от 0 до 12 м.
Целью работы является изучение агрессивности геологической среды
(водной вытяжки из грунта) бывшей сельскохозяйственной территории,
отведенной под строительство зданий, по содержанию коррозионноактивных
водорастворимых компонентов состава грунта, претерпевшего агрогенные
воздействия.
Для достижения поставленной цели предусмотрено решить следующие
задачи:
1. Изучить природные условия района исследований;
2. Изучить химический состав водной вытяжки из грунтов бывших
сельскохозяйственных угодий, включающий в себя коррозионноактивные
водорастворимые компоненты;
3. Выявить особенности распространения коррозионноактивных
водорастворимых компонентов грунтов с глубиной их залегания;
4. Оценить степень изменчивости химического состава
(коррозионноактивных водорастворимых компонентов) водной вытяжки из
грунтов бывших сельскохозяйственных угодий по отношению к составу
почв этой территории, установленному ранее;
5. Рассмотреть химического состава подземных вод на участке
исследования и проанализировать степень их агрессивности;
6. Оценить агрессивность водной вытяжки из грунтов по отношению к
бетону, стали, свинцовой и алюминиевой оболочкам кабеля.
Объектом исследования являются водные вытяжки из грунтов
сельскохозяйственной территории п. Зональная Станция (Томский район).
Предмет исследования – агрессивность водной вытяжки из грунтов
территории бывшей в сельскохозяйственном применении.
В результате исследования изучен химический состав водной вытяжки из
грунтов и характер поведения коррозионноактивных водорастворимых
компонентов состава грунта по глубине его залегания. На основе полученных
данных о химическом составе водной вытяжки из грунтов дана оценка их
агрессивности по отношению к бетону, стали, а также алюминиевой и
свинцовой оболочке кабеля. Эта информация поспособствует проведению
своевременной и правильной антикоррозионной защите материалов зданий,
увеличив тем самым срок эксплуатации зданий и снизить в будущем затраты на
их ремонт.
Научная новизна. Впервые для водной вытяжки из грунтов территории
бывшей в сельскохозяйственном использовании получены данные по
распространенности и особенностям поведения водорастворимых
коррозионноактивных компонентов. Установлена роль агрогенных воздействий
на агрессивность геологической среды.
Практическая значимость результатов ВКР. Результаты работы
используются в ООО «Геостройизыскания» при составлении технического
отчета на проектирование зданий и сооружений различного назначения в
пределах исследуемого участка.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано 2 печатные
работы. Отдельные разделы диссертации представлены на международных
конференциях: XXI Международный симпозиум имени академика М.А.Усова
студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (2017 г.) –
отмечена дипломом III степени, XXII Международный симпозиум имени
академика М.А.Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и
освоения недр» (2018 г.).
Автор выражает глубочайшую благодарность своему научному
руководителю к.г.-м.н. А.А. Хващевской за внимание, ценные советы и помощь
при выполнении работы. Особо признателен автор сотрудникам ПНИЛ ГГХ
ИШПР ТПУ за проведение химико-аналитических работ, а также сотрудникам
АО «ТомскТИСИз» в лице Е.М. Сачковой и В.К. Зайцевой, и сотрудникам ООО
«Геостройизыскания» за предоставленные материалы.
ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1. Природные условия исследуемого района
1.1. Географическое положение
Территория района исследований п. Зональная Станция расположен
восточнее Кировского района г. Томска. В административном плане г. Томск
является областным центром Томской области и граничит с Красноярским
краем, Кемеровской, Новосибирской, Омской и Тюменской областями.
Исследуемый участок в административном отношении приурочен к североной
окраине Томского сельского района «Зональненское сельское
поселение» (рисунок 1) [1].
В географическом отношении территория исследований расположена в
юго-восточной части Западно-Сибирской низменности, на границе её с Томь –
Колыванской складчатой зоной. Участок исследования расположен на правом
берегу р. Томи, в пределах Томь–Яйского междуречья.
Проведенные исследования по изучению агрессивности геологической
среды (на основе анализа водной вытяжки из грунта) бывшей
сельскохозяйственной территории, отведенной под строительство зданий на
территории п. Зональная станция показали, что грунты имеют в основном
среднюю агрессивность по отношению к свинцовой и алюминиевой оболочке
кабеля и низкую к бетону.
Среднее содержание в водной вытяжке ионов NH4+, Ca2+, HCO3-, Na+, K+,
SO42-, NO3- находится на уровне средних содержаний характерных для данной
территории либо превышает его, что связанно с влиянием компонентов
входящих в состав минеральных удобрений, вносимых в грунт ранее.
Указанные компоненты имеют различную способность к накоплению в
грунтах. Концентрация ионов NH4+, Ca2+, HCO3-, Na+, K+, в водной вытяжке из
грунта с глубиной увеличивается, а концентрация органического вещества,
SO42-, NO3- уменьшается.
Такое поведение компонентов связано как с антропогенным фактором –
привносом удобрений в почвы с целью повышения их плодородия, так и с
естественными факторами, которые заключаются в особенностях природных
условий территории и взаимного влияния компонентов почв на миграционные
свойства друг друга.
Отмеченные особенности состава водных вытяжек из грунтов должны
учитываться при проектировании зданий и проведении мероприятий по их
защите от коррозии.
Список публикаций
1. Михайлова Е.А. Химический состав водной вытяжки грунта
застраиваемых территорий // Проблемы геологии и освоения недр: Труды ХХI
Международного симпозиума студ., аспир. и молодых ученых им. академика
М.А. Усова. – Томск: Изд-во ТПУ, 2017. – Т.1. – с. 556-558.
2. Михайлова Е.А. Геохимические особенности грунтов (водная вытяжка)
сельскохозяйственных территорий // Проблемы геологии и освоения недр:
Труды ХХII Международного симпозиума студ., аспир. и молодых ученых им.
академика М.А. Усова. – Томск: Изд-во ТПУ, 2018.
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.5 (80 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
5 (145 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.6 (522 отзыва)
4.9 (826 отзывов)
4.7 (46 отзывов)
5 (20 отзывов)
4.8 (105 отзывов)
