Дисциплина ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ Тема 2 Грунтоведение ЛЕКЦИЯ

Дисциплина: ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ Тема № 2. Грунтоведение ЛЕКЦИЯ № 6 ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ Учебные вопросы: 1. Типы подземных вод; 2. Движение подземных вод; 3. Классификация подземных вод по химическому составу.

1. Типы подземных вод

Происхождение подземных вод Объяснению происхождения подземных вод посвящены следующие теории: а) инфильтрационная; б) конденсационная; в) седиментационная; г) ювенильная. • Инфильтрационная теория: просачивание атмосферных и поверхностных вод суши в глубь Земли. Воды этого типа распространены в верхних горизонтах. • Конденсационная теория: накопление вод происходит за счет конденсации водяных паров в порах и трещинах горных пород. • Седиментационные теория: это ископаемые (погребенные, реликтовые) воды, образовавшиеся в толще горных пород одновременно с образованием этих пород или несколько позже в результате геологических процессов (сжатие в складки, разрушения вышележащих толщ, образования трещин). • Ювенильная теория: объясняет происхождение подземных вод из продуктов магмы при ее извержении и застывании.

Схема залегания грунтовых вод: 1 -почвенные; 2 -безнапорные грунтовые воды; 3 -капиллярная кайма над свободной поверхностью грунтовых вод вследствие поднятия воды по капиллярам; 4 -межпластовые грунтовые воды; 5 -линза водоупорного грунта; 6 -верховодка.

две формы залегания грунтовых вод: а - поток и б - бассейн

Межпластовые грунтовые воды: • зажаты между двумя пластами водоупоров и поэтому почти всегда находятся под напором; • принято классифицировать по гидравлическим признакам грунтовые воды таким образом: напорные, безнапорные; • напорные воды, приуроченные к крупным геологическим структурам, называют артезианскими. • Родники или источники - это выходы подземных вод на поверхность; обуславливаются пересечением пьезометрического уровня с поверхностью грунта.

Схема артезианского бассейна

Другие типы подземных вод по условиям залегания: • Трещинные и жильные - в трещинах и жилах горных пород. Могут быть в трещинах скальных пород (собственно трещинные) и трещинно-пластовые (в толще осадочных пород). Бывают под напором вследствие давления газов из глубоких зон Земной коры или вследствие гидростатического давления. • Карстовые - в карстовых полостях. • Воды многолетней мерзлоты. Классификация подземных вод по другим признакам: • • • по температуре: холодные – до + 200 С; теплые - 20 -37°С; горячие - 37 -42°С; очень горячие (термальные) - более 42°С. • • по степени минерализации: пресные; солоноватые: рассолы.

2. Движение подземных вод

Способы определения направления движения грунтовых вод 1. Способ красящих веществ.

2. Способ трех скважин.

Понятие о гидравлическом уклоне Гидравлический уклон - это отношение разности напоров воды к длине пути фильтрации

Определение притока воды в строительный котлован Типы котлованов: а) совершенный; б) несовершенный

Форма котлована • Для выбора расчетной схемы форму котлована приводят к одному из двух основных видов: траншее или котловану-колодцу. • К траншеям относятся котлованы, у которых отношение а/в 10, где а - длина котлована, в - ширина котлована. • К котлованам-колодцам относятся: • круглые в плане колодцы радиусом r; • прямоугольные в плане котлованы с отношением а/в < 10; • квадратные в плане колодцы.

ПГ h УГВ Н 1 dk Н 2 b Водоупор R

a r b

Котлован – колодец

a b

Котлован – траншея

3. Классификация подземных вод по химическому составу

Оценка качества воды Вода для приготовления бетонной смеси 1. 2. 3. 4. Водородный показатель воды (РН) должен находиться в пределах от 4 до 12, 5. Недопустимы примеси нефтепродуктов, масел и жиров. Если они осаждаются на поверхности цементных частиц, то замедляется их гидратация. Если они адсорбируются на зернах заполнителей, то препятствуют образованию прочного контакта с цементным камнем и тем самым уменьшают прочность бетона. Количество примесей в виде фенолов и сахаров (органические вещества) должно быть не более 10 мг/литр каждого. Эти примеси замедляют схватывание и понижают прочность цемента. Количество солей, содержащих сульфат-ионов SO 42 - и ионов хлора Cl-, должно быть ограничено: cульфат-ионов 2, 7 г/литр; хлор-ионов 3, 5 г/литр.

Требования к питьевой воде (ГОСТ 2874 -82) • Сухой остаток после выпаривания пробы 1000 мг/литр • Хлориды (Cl) 350 мг/литр • Сульфаты (SO 42 -) 500 мг/литр • Железо (Fe 2+, 3+) 0, 3 мг/литр • Марганец (Мn 2+) 0, 1 мг/литр • Водородный показатель (РН) 6, 5 -8, 5 • Количество бактерий в 1 мл неразб. воды 100 • Количество кишечных палочек в 300 мл воды 1 • Запах, баллы 2 • Цветность, градус 2 • Мутность, мг/литр 1, 5 • Другие вредные примеси: медь, цинк, бериллий, молибден, мышьяк, нитраты, свинец, селен, стронций, фтор, уран.

Жесткость воды • Общая жесткость - это содержание в воде всех солей кальция (Са) и магния (Mg). • Временная жесткость - это содержание в воде бикарбонатов кальция [Са(НСО 3)2] и магния [Mg(HCО 3)2], которые при кипячении выпадают в осадок и образуют накипь. • Постоянная жесткость - это содержание в воде солей, остающихся в ней после удаления бикарбонатов (это сульфаты и хлориды Са и Mg). • Общая жесткость воды равна сумме временной и постоянной жесткостей. • Жесткость оценивается в мг экв/литр Са и Mg (1 мг экв/литр соответствует содержанию 20, 04 мг/л Са или 12, 16 мг/л Mg).