6.5. Aplicații (laborator)

Intuiție

Geometria hărților nu se învață citind, se învață desenând. Cele patru aplicații sunt, în ordine, cele patru deprinderi ale capitolului: măsori, găsești planul din trei puncte, vezi ce face o falie, legi forajele într-un profil.

Următoarele patru aplicații reiau, în ordine, tehnicile prezentate în acest capitol și constituie conținutul standard al ședințelor de laborator ale disciplinei.

A1. Măsurători cu busola geologică. Pe un eșantion de rocă stratificată sau pe un model didactic cu suprafețe plane înclinate cunoscute, fiecare student măsoară, cu procedura din Secțiunea 6.2.2, înclinarea și sensul de înclinare a mai multor suprafețe, notează rezultatele în formatul sens de înclinare/înclinare și le compară cu valorile impuse ale modelului sau cu măsurătorile colegilor, pentru a evalua repetabilitatea citirilor. Aceleași măsurători, reprezentate în proiecție stereografică (Secțiunea 6.2.3), permit exercițiul complementar de plasare a polilor și a urmelor ciclografice pe o rețea Wulff tipărită.

A2. Harta cu strate înclinate uniform – problema celor trei puncte. Se dă o hartă topografică (Figura 6.10a) pe care sunt marcate trei puncte, A, B și C, în care s-a observat baza unei formațiuni de gresie la cotele 400, 250 și, respectiv, 250 m. Presupunând stratul plan (înclinare și direcție constante pe toată suprafața hărții), se cere sensul de înclinare, înclinarea și trasarea izobatelor bazei formațiunii. Metoda – cunoscută drept problema celor trei puncte – constă în următorii pași: (1) se unesc cele două puncte cu aceeași cotă (B și C, ambele la 250 m) printr-o dreaptă, care este chiar o izobată a stratului, deci paralelă cu direcția lui; (2) pe segmentul care unește punctul rămas (A, la 400 m) cu unul dintre celelalte două se interpolează liniar punctul D, la o cotă intermediară aleasă (de exemplu 300 m); (3) dreapta dusă prin D paralel cu izobata BC este a doua izobată a stratului, iar direcția perpendiculară pe familia de izobate astfel obținută este chiar sensul de înclinare; (4) înclinarea reală se calculează din distanța orizontală dintre două izobate consecutive și diferența lor de cotă, \(\tan\alpha = \Delta z / d\), iar rezultatul se verifică trasând o secțiune perpendiculară pe direcție. Rezolvarea completă (Figura 6.11) conduce la izobate cu direcția 143°–323°, deci la sensul de înclinare pe azimutul 053°, cu echidistanța de 50 m la o distanță orizontală de 160 m între izobate consecutive, deci la o înclinare reală de circa \(17^\circ\); secțiunea S–S\('\), trasată exact pe sensul de înclinare (deci fără corecția din relația (6.2)), arată succesiunea marne (culcuș) – gresie, cu grosimea reală de 40 m – calcare (acoperiș).

A3. Harta cu strat deplasat de o falie. Se dă o hartă (Figura 6.10b) pe care baza unei formațiuni de calcar, cu poziție plană cunoscută (sensul de înclinare 090°) în ambele compartimente ale unei falii cu direcția N–S (falia F–F, a cărei urmă pe hartă este practic rectilinie), a fost interceptată în patru puncte: P1 (330 m) și P2 (285 m) în compartimentul vestic, P3 (215 m) și P4 (185 m) în compartimentul estic. Se cere determinarea, prin metoda izobatelor aplicată separat fiecărui compartiment (sensul de înclinare fiind cunoscut, două puncte sunt suficiente), a izobatelor bazei calcarului de o parte și de alta a faliei, a cotei bazei imediat lângă planul faliei în fiecare compartiment și a săriturii verticale a faliei. Rezolvarea (Figura 6.12) dă izobate cu echidistanța de 25 m, cota bazei calcarului la falie de 270 m în compartimentul vestic și de 230 m în compartimentul estic, deci o săritură verticală de 40 m; secțiunea T–T\('\), trasată perpendicular pe falie, arată că blocul vestic (culcușul, ridicat) și blocul estic (acoperișul, coborât) sunt separate de un plan de falie înclinat cu \(70^\circ\) – geometrie tipică unei falii normale (Secțiunea 4.4.3), în care săritura verticală se poate verifica și pe cale trigonometrică din săritura totală măsurată pe planul faliei și din înclinarea lui.

Figura 6.10 Datele aplicațiilor de laborator: (a) A2 – problema celor trei puncte, cu punctele A, B, C la care s-a observat baza gresiei; (b) A3 – hartă cu baza calcarului deplasată de falia F–F, interceptată în punctele P1–P4.

Figura 6.11 Rezolvarea aplicației A2: (a) izobatele bazei gresiei (echidistanță 50 m), obținute prin problema celor trei puncte, cu sensul de înclinare pe azimutul 053°; (b) secțiunea S–S\('\), trasată pe sensul de înclinare, fără exagerare verticală, cu înclinarea reală \(\alpha \approx 17^\circ\) și grosimea reală a gresiei de 40 m.

Figura 6.12 Rezolvarea aplicației A3: (a) izobatele bazei calcarului (echidistanță 25 m) în cele două compartimente ale faliei F–F, cu cota bazei la falie de 270 m (vest) și 230 m (est); (b) secțiunea T–T\('\), E–V, fără exagerare verticală, cu planul faliei înclinat la \(70^\circ\) și săritura verticală de 40 m între compartimentul ridicat (culcuș) și cel coborât (acoperiș).

A4. Profil geotehnic din foraje. Pornind de la fișele a 3–4 foraje date (cote, adâncimi ale limitelor litologice, nivel hidrostatic), fiecare student construiește profilul geologic-geotehnic complet, urmând procedura din Secțiunea 6.4: alegerea scărilor orizontală și verticală (cu factorul de exagerare din relația (6.3)), reprezentarea coloanelor litologice, corelarea stratelor, trasarea nivelului hidrostatic și, dacă se dă și cota de fundare a unei construcții, verificarea grafică a stratului sau stratelor pe care se va sprijini fundația. Un exemplu rezolvat, cu patru foraje și o clădire cu subsol, este dat în Figura 6.8.