Межпластовые безнапорные и напорные воды

Эти воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими).

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с горизонтально залегающими водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично (рис. На стр 261).

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей (рис. На стр 262). Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном.

Отдельные части водоносных слоев залегают на различных высотных отметках, что и создает напор подземных вод. Напорных подземых горизонтов может быть несколько. Каждый из них имеет область питания там, где водоносные слои выходят на поверхность и имеют высокие отметки

Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем. Высотное положение уровня связано с характером залегания водоносных слоев. Он может быть выше поверхности земли или быть ниже ее. В первом случае, выходя через буровые скважины, вода фонтанирует, во втором-поднимается лишь до пьезометрического уровня.

Напорные воды встречаются не только в слоях, залегающих между двумя водоупорами, но и в массивах скальных, трещиноватых пород (трещиноватые воды), а также в карстовых пустотах (карстовые воды) и в вечной мерзлоте.

Артезианские воды обычно залегают на большой глубине и приурочены к синклинальным (прогнутым) геологическим структурам( создаются наиболее благоприятные условия для образования гидростатического напора.) Напорные воды встречаются и при моноклинальном (односклоновом) залегании водоносных пласто ;могут быть приурочены также и к зонам тектонических нарушений и разломов.

Геологические структуры синклинального типа, содержащие один или несколько напорных водоносных горизонтов и занимающие значительные площади, называют артезианскими бассейнами. При моноклинальном залегании слоев образуется артезианский склон.

Коэффициент фильтрации и методы его определения

Современная теория движения подземных вод основывается на применении закона Дарси

Q = k_фF(H₁-Н₂)/l = k_фFI,

Q — расход воды или количество фильтрующейся воды в единицу времени, м³/сут; к_ф — коэффициент фильтрации, м/сут; F—площадь поперечного сечения потока воды, м²; дельтаН — разность напоров, м; I — длина пути фильтрации, м.(!см.рис. уч-ка на стр.267!)

Как следует из основного з-на движения подземных вод, коэффициент фильтрации- это скорость фильтрации при напорном градиенте I= 1.(Отношение разности напора дельта H к длине пути фильтрации l наз-т гидравлическим уклоном или гидравлическим градиентом I) Коэффициент фильтрации грунтов в основном определяется геометрией пор, т. е. их размерами и формой. На значение коэффициента фильтрации влияют также свойства фильтрующейся воды (вязкость, плотность), минеральный состав фунтов, степень засоленности и др. Вязкость воды, в свою очередь, зависит от температуры, поэтому нередко вводится поправочный температурный коэффициент (0,7—0,03) для приведения водопроницаемости к единой температуре 10 °С.

Методы определения

Для получения обоснованных значений коэффициента фильтрации применяют расчетные, лабораторные и полевые методы. 1)Расчетным путем КФ определяют преимущественно для песков и гравелистых пород. Расчетные методы являются приближенными и рекомендуются лишь на первоначальных стадиях исследования. Для расчетов используют одну из м ногочисленных эмпирических фор- мул, связывающих КФ грунта с его гранулометрическим составом, пористостью, степенью однородности и т. д.

2)Лабораторные методы(!см рис на стр 271!) основаны ни изучении скорости движения воды через образец грунта при различных градиентах напора. Все приборы идя лабораторного определения КФ могут быть подразделены на два типа: с постоянным напором и с переменным.

Приборы, моделирующие постоянство напорного градиента, т. е. установившееся движение (приборы Тима, Тима-Каменского, трубка конструкции СПЕЦГЕО), применимы в основном для грунтов с высокой водопроницаемостью, например для песков. Принцип работы приборов следующий. В цилиндрический сосуд с двумя боковыми пьезометрами П1и П2 помещают испытуемый грунт. Через него фильтруют воду под напором. Зная диаметр цилиндра F, напорный градиент I и измерив расход профильфовавшейся воды Q, находят КФ по формуле

Q = kфIF: кф= Q/FI= QL/F(h₁—h₂),

h1 и h₂ —показания пьезометров; L —расстояние между точками их присоединения. Для суглинков и супесей применяют приборы типа ИНГ (рис. На стр 272), позволяющие определять к_ф образцов с нарушенной и не нарушенной структурой. Для глинистых пород наибольшее значение имеет определение КФ в образцах с ненарушенной структурой, обжатых нагрузкой, под которой грунт будет находиться в основаниях зданий и сооружений.

Приборы, моделирующие переменный напор, характеризующий неустановившееся движение, обычно используют для определения КФ связных грунтов с малой водопроницаемостью. Это компрессионно-фильтрационные приборы типа Ф-1M. Они позволяют вести наблюдения при изменении напорного градиента от 50 до 0,1 в образцах, находящихся под определенным давлением.

Основной частью прибора является одометр, с помощью которого на грунт передается давление, К одометру по трубкам подводится и после фильтрации отводится вода. Напор создается с помощью пьезометрических трубок.Простота и дешевизна лабораторных методов позволяет широко их использовать для массовых определений КФ.

Полевые методы позволя-ют определить КФв условиях естественного залегания пород и циркуляции подземных вод, что обеспечивает наиболее достоверные результаты. Вместе с тем полевые методы более трудоемкие и дорогие в сравнении с лабораторными. КФ водоносных пород определяют с помощью откачек воды из скважин, а в случае неводоносныхгрунтов — методом налива воды в шурфы и нагнетанием воды в скважины

28. Многолетнемерзлые грунты, их распространение и свойстваРис на 223

Мерзлые грунты в технической литературе часто именуют «криогенными».(Характерны структуры,скрепленные ледяным цементом).Мерзлое состояние грунтов, бывает временным и постоянным (вечным).Происхождение вечной мерзлоты связывают с периодом оледенений северного полушария Земли 10-15 тыс. лет назад.

В России : на севере Европейской территории, особенно в Сибири, в многолетнемерзлом состоянии находятся грунты скальные, полускальные, дисперсные. К классу мерзлых грунтов относят также чистые льды, входящие в грунтовые толщи в виде прослоев и линз, также льды подземных пещер. Также вечномерзлые грунты распространены на Аляске, в Гренландии, Северной Монголии.

В России территорию вечномерзлых грунтов делят на три зоны:1) Сплошная мерзлота занимает крайний север Сибири, мощность мерзлой толщи сотни метров 2) Зона с таликами располагается южнее. Отдельные участки зоны представляют собой талые фунты; мощность мерзлых толщ 20—60 м 3) Зона островной мерзлоты занимает территорию юга Сибири; мерзлые фунты встречаются в виде отдельных участков; мощность толщ 10—30 м.

Вечномерзлая толща по вертикали разделяется на две части: 1) деятельный слой; 2) собственно мерзлая толща.

Деятельный слой-это верхняя часть толщи вечной мерзлоты, которая в летний период оттаивает и замерзает зимой.. На Севере мощность минимальная, на Юге- наибольшая.

Деятельные слои бывают двух видов: сливающиеся (слой в зимнее время полностью промерзает и сливается с вечной мерзлотой, на которой лежит)-типично северным районам; несливающиеся(между слоем и вечномерзлой толщей остается слой незамерзшего грунта).

Вечномерзлая толща по своему строению бывает двух видов: 1) непрерывная, т. е. в виде сплошного массива из мерзлого грунта; 2) слоистая- в виде чередования мерзлых слоев со слоями (прослоями) талых грунтов или чистого льда.

Наибольшие мощности льда (до 20 м) отмечены на севере Сибири. Такой лед называется «погребенным».

По физическому состоянию вечномерзлые грунты разделяют на три вида:

1)твердомерзлые, например, сцементированный песок, который ведет себя как скальный грунт;

2)пластично-мерзлые, примером могут быть сцементированные льдом глинистые грунты, которые содержат также жидкую воду; эти грунты могут под нагрузкой сжиматься;

3)сыпучемерзлые — в виде песка, гравия и им подобным, в которых обломки и частицы льдом несцементированы и грунты находятся » рыхлом состоянии.

Физико-механические свойства мерзлых грунтов зависях от характера распределения в них льда и его формы. Это обуславливает три текстуры мерзлых толщ:

1)массивная-лед в грунте распределен равномерно;

2)сложная- лед кроме кристаллов присутствует в виде слоев (прослоев, линз);

3)сетчатая- слои и прослои льда пересекаются в разных направлениях.

При оценке свойств большое значение имеет общее количество льда в объеме грунта. Для этого введено понятие льдистость. Суммарная лъдистость обозначается J_tot_.

Для вечномерзлых территорий характерен ряд криогенных процессов-морозное пучение, бугры пучения, термокарст, солифлюкция и наледи.

Морозное пучение проявляется зимой в виде локальных поднятий дорожных одежд в силу промерзания деятельного слоя. Весной грунт оттаивает и на месте пучения образуется яма. Морозное пучение, которое оценивается коэффициентом к_h, предупреждается рядом мероприятий. Бугры пучения образуются в результате подъема промороженного деятельногослоя за счет давления снизу межпластовых напорных подземных вод. Бугор растет несколько лет и достигает больших размеров по высоте и ширине. После оттаивания бугров образуются небольшие западины или даже озера.

Термокарст - процесс вытаивания льда в мерзлой толще за счет поступления тепла с поверхности земли. В результате поверхность земли начинает проседать, а иногда просто образует провалы.

Солифлюкция—оплывание оттаивающих в летнее время грунтов, которые залегают на обогреваемых солнцем склонах рельефа (с уклоном 7-10 °). Оплывание происходит по мерзлым грунтам.

Наледи - образование льда за счет прорыва на поверхность земли надмерзлотных (грунтовых) вод или выхода речных вод на свой ледяной покров. Вода заливает подвалы и здания разрушаются

1 234 5 6

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.