Классификация подземных вод по условиям их залегания

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение………………………………………………….3 стр

Классификация подземных вод по                                                              условиям геологического залегания…………………...4 стр

Физико-механические свойства дисперсных                                            (нескальных) грунтов……………………………………8 стр

Список используемой литературы…………………….11 стр

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 
 
К подземным водам относятся все  воды, находящиеся в порах и  трещинах горных пород. Они широко распространены в земной коре, и изучение их имеет  большое значение при решении  вопросов: водоснабжения населенных пунктов и промышленных предприятий, гидротехнического, промышленного и гражданского строительства, проведения мелиоративных мероприятий, курортно-санаторного дела и т. д. 
Велика геологическая деятельность подземных вод. С ними связаны карстовые процессы в растворимых горных породах, оползание земляных масс по склонам оврагов, рек и морей, разрушение месторождений полезных ископаемых и образование их в новых местах, вынос различных соединений и тепла из глубоких зон земной коры. 
Подземные воды, их происхождение, распространение, миграция, качественные и количественные изменения во времени и геологическая деятельность являются предметом изучения особой науки — гидрогеологии, одной из ветвей геологии.

Физико-механические свойства грунтов имеют важное значение для  проектирования и строительства  сооружений, так как от расчетных  показателей прочности и сжимаемости  основания в значительной степени  зависит выбор типа, размера и  конструкции сооружения, а следовательно, объемы земляных, скальных и бетонных работ. Поэтому физико-механические свойства грунтов исследуются на всех этапах и стадиях проектирования, причем детальность этих работ возрастает по мере конкретизации и детализации проектных решений.

 

1. классификация подземных вод по условиям геологического залегания.

 

Происхождение подземных  вод

Подземные воды формируются в основном из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и просачивающихся (инфильтрующих) в землю на некоторую глубину, и из вод из болот, рек, озер и водохранилищ, также просачивающихся в землю. Количество влаги, прогоняемой таким образом в почву, составляет 15-20 % общего количества атмосферных осадков.

Все воды земной коры, находящиеся  ниже поверхности Земли в горных породах в газообразном, жидком и  твёрдом состояниях, называются подземными водами. Подземные воды составляют часть гидросферы – водной оболочки земного шара. Они встречаются  на буровых скважинах на глубине  до нескольких километров. Подземные воды могут существовать до глубины 60. Приблизительные подсчёты запасов пресной воды в недрах Земли до глубины 16 километров дают величину 400 миллионов кубических километров, т.е. около 1/3 вод Мирового океана.

По условиям залегания  в земной коре подземные воды делят на воды зоны аэрации: почвенные и верховодка – и воды зоны насыщения: грунтовые и межпластовые.

Почвенные воды заполняют часть промежутков между частицами почвы; они могут быть свободными (гравитационными), перемещающимися под влиянием силы тяжести, или связанными, удерживаемыми молекулярными силами.

Верховодкой называются подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабо проницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами. Верховодка занимает ограниченные территории, это явление – временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время гола верховодка исчезает. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание.

Грунтовые воды – воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, на первом водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод называется зеркалом грунтовых вод. Мощность водоносного горизонта – это расстояние по вертикали от зеркала грунтовых вод до водоупора. В водоносных слоях грунтовые воды передвигаются от мест с более высоким уровнем к местам с более низким уровнем, т. е. в соответствии с уклоном водоносного пласта.

Области распространения  и питания грунтовых вод совпадают, поэтому мощность и во-дообилие их подвержены колебаниям, зависящим от изменений климатических и метеорологических условий, а их режиму и свойствам присуши зональные черты. Зональность грунтовых вод проявляется в глубине их залегания от поверхности и соответственно в их чистоте и температуре, а также химическом составе и степени их минерализации. В зонах избыточного и достаточного увлажнения тундре и лесах грунтовые воды залегают неглубоко, они ультрапресные и пресные, гидрокарбонатно-кальциевые. В зонах умеренно-недостаточного (неустойчивого) увлажнения  лесостепях и степях залегание вод глубже, они пресные или слабо минерализованные, постепенно становятся сульфатными. В зонах недостаточного увлажнения полупустынях и крайне недостаточного увлажнения пустынях воды глубоко залегающие, минерализованные, обычно хлоридные.

Температура грунтовых вод  в сглаженном виде повторяет годовой  ход температуры воздуха, но максимумы  и минимумы температуры запаздывают, и тем больше, чем глубже залегают грунтовые воды. Чистота грунтовых  вод определяется глубиной их залегания  от поверхности – чем глубже, тем чище.

Геолого-геоморфологические условия и вещественный состав пород  вносят разнообразие и обусловливают  специфику грунтовых вод в  пределах природных зон. Например, при  глубоком и густом долинно-балочном расчленении земной поверхности  воды залегают глубже. В целом же грунтовые воды относительно чистые, обычно пресные, постоянные и широко используются для хозяйственно-бытовых  нужд в сельской местности.

 

Межпластовые  воды – это воды, заключенные между двумя водоупорными пластами, из которых нижний называется водоупорным ложем, а верхний – водоупорной кровлей. Они залегают глубже и поэтому чище, чем грунтовые. Области распространения и питания их не совпадают, в связи с чем режим вод меньше зависит от метеоусловий и у них более постоянный уровень. Атмосферное питание эти воды получают лишь в местах выхода водоносного пласта на поверхность. Они могут быть напорные и ненапорные. Ненапорные воды не полностью насыщают водоносный пласт, имеют свободную поверхность и стекают как грунтовые по уклону ложа. Напорные воды залегают в вогнутых тектонических структурах, насыщают весь водоносный слой и обладают гидростатическим напором. Вскрытые скважинами, они могут изливаться на поверхность или даже фонтанировать. Такие воды называют артезианскими. Как и грунтовые воды, межпластовые могут иметь разный химический состав и степень минерализации, которая увеличивается с глубиной.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.физико-механические свойства дисперсных (нескальных) грунтов.

Грунт- (польск, grunt, от нем. Grund — основа, почва), любые горные породы, залегающие преимущественно в пределах зоны выветривания (включая почвы) и являющиеся объектом инженерно-строительной деятельности человека. Грунты могут быть использованы в качестве: оснований зданий и различных инженерных сооружений, материала для сооружений (дорог, насыпей, плотин), среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ). Грунты подразделяются на скальные и рыхлые [по классификации, принятой в строительных нормах и правилах (СНиП), — нескальные].

 

Методы определения  физико-механических свойств грунтов. 
Определение физико-механических свойств грунтов производится лабораторными и полевыми методами. Физические характеристики грунтов определяются лабораторными методами. В некоторых случаях используются полевые методы исследований при помощи зондирования и радиоактивного каротажа. Прочностные характеристики грунтов определяются лабораторными или полевыми методами. Для этой цели в лабораторных условиях используются сдвиговые приборы и стабилометр. В полевых условиях сопротивление сдвигу слабых грунтов определяется методом вращательного среза в скважинах . Для оценки угла внутреннего трения песчаных грунтов используют статическое и динамическое зондирование . Прочностные свойства крупнообломочных грунтов, образцы которых практически невозможно отобрать с ненарушенной структурой, определяются путем среза грунта. Деформационные свойства грунтов определяются в лабораторных условиях с использованием компрессионных приборов и стабилометров , а в полевых условиях при помощи прессиометра и штамповых испытаний.

Дисперсный грунт – представляет собой грунт, который состоит из отдельных минеральных зерен (иначе - частиц) разного размера и слабо друг с другом связанных. Такой грунт создается в итоге процессов выветривания грунтов скальных с последующим перемещением продуктов выветривания эоловым либо водным путем, а также их отложением.

Нескальные грунты по характеру структурных связей разделяются на связные и несвязные (сыпучие). К связным относятся пылевато-глинистые грунты (супеси, суглинки, глины); к сыпучим  -  крупнообломочные и песчаные грунты.

Связные грунты способны воспринимать малые растягивающие напряжения, поэтому в них возможно существование  вертикальных откосов небольшой  высоты. Сыпучие грунты растягивающих  напряжений не воспринимают, и создание в них вертикальных откосов без укрепления невозможно.

Сопротивление взаимному  перемещению частиц сыпучих грунтов обусловливается силами трения соприкасающихся поверхностей и зацепления между неровностями этих поверхностей. Эти силы тем больше, чем менее окатаны зерна в грунте. Такой механизм связи между частицами сыпучих грунтов называют внутренним трением грунта. При очень малом водонасыщении в пылеватых и мелких песках могут возникать слабые силы связности между частицами из-за капиллярного давления в контактах. Однако при увеличении водонасыщения они исчезают и практического значения не имеют.

Структурные связи в глинистых  грунтах имеют значительно более  сложную природу   и   определяются электромолекулярными силами взаимного притяжения и отталкивания между частицами, а также частицами и ионами в поровой воде. Такие связи называются водно-коллоидными. Они и обусловливают связность глинистых грунтов. Интенсивность этих связей зависит от расстояния между частицами, зарядов на их поверхности, состава и содержания ионов в поровой воде.

 

                                       Основные показатели грунтов. 
 
К наиболее важным показателям грунтов кроме механического состава относятся: плотность, пористость, влажность, внутреннее трение и сцепление, пластичность, разрыхляемость, влажность, водопроницаемость. 
 
                                                Искусственные почвы. 
 
В городах почти нет естественных почв. Здесь формируются искусственные почвы, которые правильнее называть почвогрунтами. Почвогрунты образуются при строительстве городов и в процессе их повседневной жизни. При планировочных работах часто обнажаются бедные микроэлементами подстилающие грунты, а плодородные земли засыпают строительным мусором. При прокладке подземных коммуникаций и выемке грунта для закладки фундаментов нарушается почвенный покров, перемешиваются все слои и часто бесплодный грунт оказывается на поверхности. 
 
                                        Основные показатели грунтов. 
 
Одним из основных показателей свойств грунта, характеризующих его недоуплотненное состояние, является показатель просадочности. Вторым показателем, является степень влажности. Третьим показателем просадочности является структурная прочность, а вернее, степень ее снижения при увлажнении грунта. На основе этого следует считать, что основными характеристиками просадочности грунтов являются: относительная просадочность, начальное просадочное давление, и начальная просадочная влажность.

 

 

Список используемой литературы.

 

 

 

1. ru.wikipedia.org›wiki/Гидрогеология

2. geo-site.ru›index…2011-01-11…2011-01-10…voda…

3. pppa.ru›metodika/glossary/terms38.php

4. artyom-719.narod.ru›39podzemnvod6l.htm

5. http://www.termo-hause.ru/osnovania/osnovi12.html

6. strouartdekor.ru›view_art.php…

7. sgasu.belebey.ru›PDF/mg.pdf