Инженерная геология как наука

В Беларуси нынче составляется уточненная карта распространения землетрясений, причем максимальный балл здесь в некоторых районах достигает 10. Балльность в значительной мере определяется составом грунтов и их насыщением водой.

Баллы	Последствия землетрясений
I	Колебания земли отмечаются приборами
II	Ощущается людьми в спокойном состоянии
III	Колебания земли отмечаются некоторыми людьми
IV	Землетрясения отмечаются многими людьми
V	Качание висячих предметов, спящие просыпаются
VI	Легкие повреждения в зданиях, тонкие трещины в штукатурке и сырых грунтах, небольшие изменения дебита источников и уровня воды в колодцах
VII	Трещины в штукатурке, стенах и сырых грунтах; иногда нарушения стыков трубопроводов; порой мутнеет вода, изменяется дебит источников и уровень грунтовых вод
VIII	Большие трещины в стенах и сырых грунтах, падение карнизов, дымовых труб; разрушения стыков трубопро-водов; мутнеет вода в водоемах, возникают новые, изменяются дебит источников и уровни воды в колодцах
IX	В некоторых зданиях обрушение стен, перекрытий, кровли; много разрывов и повреждений трубопроводов; трещины в грунтах до 10 см; большие волнения в водоемах, часто возникают новые и пропадают существующие источники
X	Обвалы во многих зданиях. Трещины в грунтах шириной до 1-5 м
XI	Много трещин на поверхности земли, большие обвалы в горах
XII	Изменение рельефа местности в больших размерах

25. Гидрогеология, ее объект, содержание и связь с геологией

Воды верхней части земной коры называют подземными. Науку о подземных водах, их происхождении, условиях залегания, законах движения, физических и химических свойствах, связях с атмосферными и поверхностными водами называют гидрогеологией. Благодаря глубоким связям с геологией гидрогеология располагает необходимой информацией для комплексных исследований по изучению важнейшей проблемы - истории закономерностей формирования гидрогеосферы.

26. Значение гидрогеологических изысканий в водохозяйственном строительстве

Подземные воды служат источником водоснабжения или затрудняют строительство при затоплении котлованов, карьеров, траншей. Они ухудшают механические свойства рыхлых и глинистых грунтов, могут являться агрессивной средой для строительных материалов, размывать и растворять породы с образованием пустот. Строители должны использовать подземные воды в производственных целях, уметь бороться с ними при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

27. Виды воды в грунте. Теории происхождения подземных вод

Подземные воды образуются преимущественно путем инфиль-трации. Атмосферные осадки, речные и другие воды за счет гравитации просачиваются по крупным порам и трещинам пород. На глубине они задерживаются на водоупоре, возникают горизонты подземных вод. Количество воды зависит от многих факторов: характера рельефа, состава и водопроницаемости грунтов, климата, растительного покрова, деятельности человека.

Воды земной коры постоянно пополняются ювенильными водами, возникшими в глубине земли с выходом на поверхность Земли в виде паров и горячих источников при вулканической деятельности. В зонах замедленного водообмена образуются минерализованные (соленые) воды так называемого седиментационного происхождения из древних морских осадков в начале геологической истории земной коры.

.

Рис. 52 Классификация подземных вод по условиям залегания в земной коре

Подземные воды подразделяют: по характеру их использования - хозяйственно-питьевые воды, технические, промышленные, минеральные, термальные; по условиям залегания в земной коре (рис. 52) - верховодки, грунтовые, межпластовые, трещинные, карстовые, вечной мерзлоты. В инженерно-геологических целях подземные воды классифицируют по гидравлическому признаку - безнапорные и напорные.

28. Водоносный горизонт. Зона аэрации и зона водонасыщения

Зона аэрации расположена между поверхностью земли и уровнем грунтовых вод. Над поверхностью подземных вод расположена зона повышенной влажности - капиллярная кайма.

Зона насыщения грунтов расположена ниже уровня грунтовых вод. В ней все поры, трещины, каверны и пустоты заполнены гравитационной водой. Подземные воды циркулируют в виде верховодок, грунтовых, артезианских, трещинных и вод вечной мерзлоты.

ВОДОНОСНЫЙ ГОРИЗОНТ - слой или несколько слоев водопроницаемых горных пород, трещины, поры и другие пустоты которых заполнены подземными водами. Водоносные горизонты могут быть представлены рыхлыми осадочными породами, трещиноватыми плотными изверженными породами, пористыми песчаниками, кавернозными известняками и др. Хотя при вычислениях очень удобно допустить, что водоносные горизонты однородны по составу, расположены горизонтально и слоисты, гидрогеологи должны всегда учитывать почти бесконечное разнообразие форм и свойств водоносных горизонтов. Ниже описаны различные виды природных водоносных горизонтов.

29. Верховодка, болотные и грунтовые воды. Питание грунтовых вод и режим уровня грунтовых вод

Верховодки -- это временные скопления подземных под в зоне аэрации над водоупором в периоды обильного снеготаяния и дождей. В остальное время эта вода испаряется или просачивается в нижележащие слои грунтов. Верховодки опасны для строительства подтоплением подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и др.) при отсутствии дренажей и гидроизоляции.

При инженерно-геологических изысканиях в сухое время года, верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появление для строителей может быть неожиданным.

Грунтовые воды - постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:

1. Имеют свободную поверхность, называемую зеркалом (в разрезе уровень). Положение зеркала часто отвечает рельефу местности, но непостоянно. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод - мощностью водоносного слоя.

Грунтовые воды при свободной поверхности безнапорны, но возможен местный напор при залегании линзы глины в уровне зеркала.

2. Питаются подземные воды за счет атмосферных осадков и поступления воды из водоемов и рек, что изменяет их состав.

3. Грунтовые воды при непрерывном движении и образуют потоки по уклону водоупора. Иногда залегают в форме грунтовых бассейнов в неподвижном состоянии. При выходе на поверхность образуются родники или локальная по площади заболоченность.

4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов. При строительстве часто встречаются с грунтовыми водами, которые заливают котлованы, траншеи, не позволяют нормально эксплуатировать здания и сооружения.

Межпластовые подземные воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими). Ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично (рис. 57)

Рис. 57 Межпластовая ненапорная вода: 1 - грунтовая вода; 2 - первый водоупор; 3 - межпластовая вода; 4 - второй водоупо

Рис. 58 Артезианская вода при моноклинальном залегании слоев: 1 - водоупоры; 2 - водоносный слой; 3 - область питания водой; 4 - буровая скважина; 5 - пьезометрический уровень; H - высота напора

Рис. 59 Артезианский бассейн при синклинальном залегании слоев: 1 - водоупор; 2 - водоносный слой; 3 - буровые скважины;4 - область питания водой; 5 - пьезометрический уровень; H - высота напора

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей (рис. 58 и 59). Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном.Напорных подземных горизонтов может быть несколько. Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем.

30. Карты гидроизогипс и их значение для гидротехнического строительства

Карты гидроизогипс отражают характер поверхности (зеркала) грунтовых вод (рис. 56). Гидроизогипсами называют линии, соединиющиие точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками уровней грунтовых вод. Замеряенные уровни грунтовых вод в скважинах выражают в абсолютных отметках и надписывают над каждой скважиной, а затем методом интерполяции строят гидроизогипсы. Сечение гидроизогипс (частоту их заложения) выбирают в зависимости от масштаба карты и густоты расположения точек замера от 0,5 до 10,0 м, чаще 0,5; 1,0 и 2,0 м.

С помощью карты гидроизогипс (совмещенной с топографической картой) можно выяснить направление и скорость движения грунтового потока в любой точке, а также определить глубину залегания воды (по разности отметок горизонталей и гидроизогипс).

Рис. 56 Карта гидрогизогипс (сплошные линии - горизонтали отметок поверхности Земли; пунктирные линии - уровни подземных вод (гидроизогипсы)

31. Артезианские или напорные воды. Артезианские бассейны, их область питания, напора, разгрузки

Артезианские воды - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.
Вскрытые искусственным путём Артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют.

В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки. В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором. В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников.

Артезианская вода при моноклинальном залегании слоев: 1 - водоупоры; 2 - водоносный слой; 3 - область питания водой; 4 - буровая скважина; 5 - пьезометрический уровень; H - высота напора

Артезианский бассейн при синклинальном залегании слоев: 1 - водоупор; 2 - водоносный слой; 3 - буровые скважины;4 - область питания водой; 5 - пьезометрический уровень; H - высота напора

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей. Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном. Напорных подземных горизонтов может быть несколько. Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем

По хим.составу артезианские воды могут быть пресными и минерализованными.

Линии, показывающие точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками артезианских вод называют пьезоизогипсами.

32. Карты гидроизопьез

Линии, соединяющие точки с одинаковыми отметками пьезометрического уровня, называют гидроизопьезами (или пьезогипсами). По карте гидроизопьез изучают условия формирования потоков артезианских вод, определяют направление их движения, выделяют участки возможного самоизлияния, устанавливают гидравлическую связь напорных вод с реками и др.

33. Закон Дарси и водопроницаемость грунтов

Водопроницаемость -- способность пропускать гравитационную воду через поры грунтов и трещины скальных грунтов. Чем больше размер пор и трещин, тем выше водопроницаемость пород. Песок способен пропускать воду, а глина её не пропускает. Водопроницаемость грунтов (или их фильтрационные свойства) характеризуется коэффициентом фильтрации Кф (см/с, м/ч или м/сут), представляющим собой скорость движения подземной воды при гидравлическом градиенте, равном 1. Кф водовмещающих пород определяется различными методами: в лаб. условиях, полевых.

По величине Кф грунты разделяют на: 1) водопроницаемые - Кф > 1 м/сут (галечники, гравий, песок, трещиноватые породы); 2) полупроницаемые - Кф= 1 - 0,001 м/сут (глинистые пески, лёсс, торф, рыхлые разности песчаников, реже пористые известняки, мергели); 3) непроницаемые - Кф < 0,001 м/сут (скала, глины). Непроницаемые грунты являются водоупорами, а полупроницаемые и водопроницаемые - водоносными горизонтами.

Разность напоров ДH = H₁ - H₂ в сечениях I и II обусловливает движение воды в направлении сечения II. Скорость движения водного потока зависит от разности напора (чем больше ДH, тем больше скорость) и длины пути фильтрации .

Отношение разности напора ДH к длине пути фильтрации l называют гидравлическим уклоном (гидравлическим градиентом) . Современная теория движения подземных вод базируется на законе Дарси: , где - расход воды или количество фильтрующейся воды в единицу времени, м³/сут; Кф - коэффициент фильтрации, м/сут; А - площадь поперечного сечения потока воды, м²; ДH - разность напоров, м;- длина пути фильтрации, м.

геология землетрясение инженерный геохронологический

34. Методы инженерно-геологических изысканий: буровые методы, полевые и д.р

Цель инженерно-геологических исследований - получить необходимые для проектирования объекта инженерно-геологические материалы.

Задача исследований - изучение геологического строения, геоморфологии, гидрогеологических условий, природных геологических и инженерно-геологических процессов, свойств грунтов и прогноз их изменений при строительстве и эксплуатации различных сооружений.

Инженерно-геологические работы выполняют в три этапа:

1) подготовительный; 2) полевой; 3) камеральный.

Подготовительные работы включают изучение района по архивным, фондовым и литературным материалам. Ведется подготовка к полевым работам.

В полевой период производятся работы:

* инженерно-геологическая съемка;

* разведочные работы и геофизические исследования;

* опытные полевые исследования грунтов;

* изучение подземных вод;

* анализ опыта местного строительства и т. д.

В камеральный период обрабатывают результаты полевых и лабораторных исследований, составляют инженерно-геологический отчет с приложениями: картами, разрезами и т.д.

Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов грунтов с целью расчленения геологического разреза, оконтуривания линз и прослоев слабых и других грунтов; определения физических, деформационных и прочностных свойств грунтов в условиях естественного залегания; оценки пространственной изменчивости свойств грунтов; оценки возможности погружения свай в грунты и несущей способности свай, проведения стационарных наблюдений за изменением во времени физико-механических свойств намывных и насыпных грунтов; определения динамической устойчивости водонасыщенных грунтов.

Выбор методов полевых исследований грунтов следует осуществлять в зависимости от вида изучаемых грунтов и целей исследований с учетом стадии (этапа) проектирования, уровня ответственности зданий и сооружений, степени изученности и сложности инженерно-геологических условий в соответствии с приложением Ж.

Полевые исследования грунтов рекомендуется, как правило, сочетать с другими способами определения свойств грунтов (лабораторными, геофизическими) с целью выявления взаимосвязи между одноименными (или другими) характеристиками, определяемыми различными методами, и установления более достоверных их значений.

35. Главнейшие группы горных пород

Горные породы - это агрегаты минералов, состоящие из одного минерала- мономинеральные или из нескольких - полиминеральные. Основными признаками классификации горных пород являются минеральный и химический состав, структура, условия (формы) залегания и генезис (происхождение).

Генетическая классификация.

1. Магматические (изверженные): глубинные, излившиеся.

2. Осадочные: химические, механические (обломочные), органогенные, смешанные.

3. Метаморфические: контактового, регионального метаморфизма.

Магматические породы образовались в результате процесса магматизма при внедрении магмы в земную кору и излиянии на поверхность с другими сопутствующими процессами. Такие породы могут залегать на больших глубинах, достигая нескольких тысяч км. Исходя из характера излияния подразделяют формы залегания магмы на глубинные и излившиеся.

Глубинные породы остывают в земной коре сравнительно медленно (тысячи и миллионы лет), поэтому все минералы в составе магмы образуют кристаллы. Излившиеся породы образуются за счет быстрого остывания магмы на поверхности, поэтому не все минералы образуют кристаллы и создается стекловидная масса.

Глубинные породы имеют полнокристаллическую структуру равномерно зернистую и неравномерно зернистую (порфировидную) с зернами мелкими (< 2 мм); средними (2-5 мм); крупными(> 5 мм). Излившиеся породы имеют неполнокристаллическую структуру (часть - стекла, часть - кристаллы). Разновидностью является порфировая структура (габбро и сиенит). Глубинные породы имеют текстуру массивную, излившиеся - чаще пористую и массивную.

Осадочные породы образуются из пород магматических или метаморфических при их разрушении или выветривании. Они обладают в большинстве высокой пористостью и целым рядом особенностей. Их классифицируют на химические, механические (обломочные), органогенные и смешанные.

Метаморфические породы возникли из пород магматических или осадочных путем их изменения под воздействием высоких давлений и температур, газовых компонентов, т.е. процессов метаморфизма. Породы контактового метаморфизма образовались при внедрении магмы в земную кору при высокой температуре на контакте. Породы регионального метаморфизма возникли в подвижных зонах земной коры, называемых геосинклиналями, в больших масштабах при высоких давлениях. Метаморфические породы по внешнему виду и условиям залегания занимают промежуточное положение между магматическими и осадочными, а по минеральному составу они ближе к магматическим: слюды, кварц, хлорит, тальк.

Динамоморфизм - образование горных пород в результате большого давления и деформаций земной коры (тектонические движения).

36. Гидрогеология Беларуси: артезианские, хозяйственно-питьевые, промышленные и минерально-лечебные воды

Подземные воды подразделяют: по характеру их использования - хозяйственно-питьевые воды, технические, промышленные, минеральные, термальные; по условиям залегания в земной коре - верховодки, грунтовые, межпластовые, трещинные, карстовые, вечной мерзлоты. В инженерно-геологических целях подземные воды классифицируют по гидравлическому признаку - безнапорные и напорные.

Верховодки -- это временные скопления подземных под в зоне аэрации над водоупором в периоды обильного снеготаяния и дождей.

37. Фильтрация воды в грунте. Закон Дарси

Законы движения. Подземные воды могут передвигаться в грунтах путем инфильтрации и фильтрации. Инфильтрация воды происходит в порах с их частичным заполнением воздухом или водяными парами в зоне аэрации. Фильтрация в виде движущегося потока происходит при полном заполнении пор водой.

Движение грунтового потока в водоносных слоях (галечнике, песке, супеси, суглинке) имеет параллельно-струйчатый или ламинарный характер и подчиняется закону Дарси. В крупных пустотах происходит вихревое или турбулентное движение воды, но сравнительно редко. Движение подземных вод может быть установившимся и неустановившимся, напорным и безнапорным. Ненапорные грунтовые воды имеют водоупор снизу и свободную поверхность сверху. Такие воды передвигаются от более высоких мест к низким.

Схема безнапорной фильтрации грунтовой воды

Разность напоров ДH = H₁ - H₂ в сечениях I и II обусловливает движение воды в направлении сечения II. Скорость движения водного потока зависит от разности напора (чем больше ДH, тем больше скорость) и длины пути фильтрации .

Отношение разности напора ДH к длине пути фильтрации l называют гидравлическим уклоном (гидравлическим градиентом) .Современная теория движения подземных вод базируется на законе Дарси: где - расход воды или количество фильтрующейся воды в единицу времени, м³/сут; Кф - коэффициент фильтрации, м/сут; А - площадь поперечного сечения потока воды, м²; ДH -разность напоров, м;-длина пути фильтрации,м.

Фильтрационные показатели грyнтов. Одним из основных фильтрационных параметров является коэффициент фильтрации Кф - это скорость фильтрации при напорном градиенте I = 1. Он зависит от размеров и формы пор, свойств воды (вязкость, плотность), минерального состава грунтов, степени засоленности и др. Вязкость воды зависит от температуры, поэтому нередко вводится поправочный температурный коэффициент (0,7 - 0,03) для приведения к единой температуре 10^оС.

Методы определения. Приближенно оценивают Кф по табличным данным.

38. Дебит водозаборной скважины

Дебимт -- количество воды, выдаваемое скважиной в единицу времени. Дебит является интегральной характеристикой источника (буровой скважины, трубы, колодца и т. п.), определяющей его способность генерировать продукт, при заданном режиме эксплуатации, зависящей от его связей с прилегающими нефте-, газо- или водоносными слоями, истощения этих слоёв, а также сезонных колебаний (для грунтовых вод).

Дебит жидкости выражается в л/с или мі/с, мі/ч, мі/сут.

Дебимт сквамжины -- объём продукции, добываемой из скважины за единицу времени (секунду, сутки, час и др.).

Дебит поглощающих колодцев также определяют по формулам Дюпюи , где Н- начальная высота грунтовой воды (мощность водоносного горизонта), r- радиус колодца, который определяется по площади поперечного сечения колодца, приравненной к площади равновеликого круга.

39. Поглощающие колодцы и их дебит

Поглощающий колодец (скважина, шурф) предназначен для приема сточных вод или пополнения запасов в нем воды.

При поглощении воды вокруг колодца возникнет воронка поглощения аналогично депрессионной с выпуклостью вниз.

Дебит поглощающих колодцев также определяют по формулам Дюпюи , где Н- начальная высота грунтовой воды (мощность водоносного горизонта), r- радиус колодца, который определяется по площади поперечного сечения колодца, приравненной к площади равновеликого круга.

Поглощающие колодцы для сброса воды: а - в грунтовые и б - в межпластовые воды; R - радиус воронки поглощения

Отвод воды из строительных котлованов можно осуществлять различными способами: дренажными траншеями, колодцами, буровыми скважинами. При этом горизонтальные дренажные траншеи заглубляются в водоносные пласты и могут быть открытыми или закрытыми. Пластовые дренажи являются точечной системой и служат для защиты отдельных зданий и дорого от возможного подтопления при подъеме УГВ.

40. Депрессионная воронка и радиус влияния. Водозаборные скважины

Депрессионные воронки в разных грунтах: 1 - гравий; 2 - песок; 3 - суглинок

В песках уклоны кривых депрессий составляют 0,02-0,006, а в суглинках 0,1-0,05.

При откачке воды из скважины формируется депрессионная воронка радиусом влияния R, при водопонижении воды в скважине на величину S. Радиус влияния депрес.воронки зависит от Кф водовмещ. грунтов.

Для мелких песков R=50-200 м, средних R=100-200, крупных R=200-400, очень крупных R=400-600 и более.

Водозаборная скважина - скважина для забора подземных вод. Обычно водозаборная скважина оборудована обсадными трубами и фильтром.

41. Геологическая деятельность болот

Болота - это избыточно увлажненные участки земной поверхности с развитой на них специфической растительностью по берегам рек, старицам, побережьям озер, на вечной мерзлоте. По происхождению болота подразделяют на низинные, верховые и переходные. Низинные болота образуются от заторфовывания водоемов, а верховые болота - от заболачивания суши. Низинные питаются грунтовой, речной или озерной водой, атмосферными осадками, верховые - атмосферными осадками и талыми водами. Болота переходного типа имеют смешанное питание.

Типы болот: а - низинное; б - верховое; 1 - минеральное дно; 2 - торф: 3 - ил; 4 - заболоченный грунт (стрелки показывают источники питания болот водой)

Заболачивание происходит на мало водопроницаемых грунтах и при снижении испарения воды, поверхностного стока и подземного дренирования. На этих участках в местах выхода на поверхность подземных вод при отсутствии оттока появляются ключевые болота малой площади с развитой болотной растительностью и торфом. Болота на верхней и средней частях склонов называют висячими, а в долинах рек - пойменными. Болота бывают мелкие (до 2 м), средние (2 - 4 м) и глубокие (свыше 4 м).

Строительная оценка болот. Болота неблагоприятны для возведения зданий и сооружений. Для определения возможности строительства, выбора типа фундамента и конструкции сооружения надо установить происхождение, площадь и глубину болота, рельеф минерального дна. Верховые болота осушаются легче.

42. Геологическая деятельность морей

В морях и океанах протекают сложные процессы разрушения, перемещения и формирования различных осадочных пород. В прибрежной зоне морские осадки состоят из продуктов разрушения берегов и приносимых ветром или реками. В морях многочисленные организмы с твердыми скелетами (раковины, панцири) из СаСОз и SiO2nН2О создают органические осадки. В соленой морской воде много химических осадков.

Абразионная работа моря. Абразия - разрушение горных пород, берегов и дна. Эти процессы зависят от особенностей движения воды, направления ветров, характера грунтов на берегах, силы ударов волн и обломков. Основные разрушения совершает морской прибой, меньше - течения (прибрежные, донные, приливы и отливы). Волны ослабляются и отсутствуют на глубинах около половины длины волны. В результате абразии на берегах образуются волноприбойные террасы. Эти террасы могут быть сложены коренными породами или морскими аккумулятивными отложениями (морскими террасами). Подводные террасы свидетельствуют о наступлении моря и опускании берега ниже уровня воды. Пляж - часть берега, которая перекрыта максимальной волной или приливом.

Для укрепления берегов от абразии используют: волноотбойные стенки, буны, волноломы, ж/б тетраподы.

Морские отложения осадков распределяются довольно закономерно: у берегов - галечники, гравий и т. д., в зоне шельфа -- пески различной крупности; на материковом склоне преобладает глинистые грунты. С удалением от берега к обломкам примешиваются органические илы и химические осадки. Главная масса осадков откладывается у берега и на мелководье.

На низких берегах за пляжной зоной формируются береговые валы из гальки, песка, битой ракушки. Пляжные отложения -- пески, илы, гравий, реже галечник.

Строительные свойства морских грунтов определяются условиями их образования. Глубоководные отложения более выдержаны по составу, имеют значительную мощность, однородность, однотипные свойства. Отложения шельфа однообразны по напластованию, но быстро меняются по вертикали. Породы береговой зоны переменчивы во всех отношениях.

Древние морские отложения являются хорошим основанием под сооружения, но могут содержать вредные примеси типа пирита и водорастворимых солей. Глубоководные глины часто переуплотнены: на крутых откосах в них возникают оползни. Надежными основаниями служат пески, галечники и другие обломочные материалы. К слабым грунтам относятся мощные толщи современных прибрежных илов.

43. Приток воды к водозаборным скважинам. Дебит скважины, радиус влияния. Формула Дюпюи

Водозаборы -- это сооружения, с помощью которых происходит захват (забор) подземных вод для водоснабжения, отвод их с территорий строительства или просто в целях понижения уровней грунтовых вод. Существуют вертикальные, горизонтальные и лучевые типы подземных водозаборных сооружений.

При откачке воды из скважины вследствие трения воды о частицы грунта происходит воронкообразное понижение уровня воды. При этом образуется воронка депрессии, имеющая в плане форму близкую к кругу, а в вертикальном разрезе воронка ограничивается кривыми депрессии. Радиус воронки, отсчитываемый от оси скважины, наз. радиусом влияния R. Он используется в многочисленных расчетах при проектировании водозаборных и дренажных сооружений. Радиус влияния зависит от дебита скважины Q (м3/сут), мощности грунтовой воды Н (м), Кф (м/сут) и гидравлич. уклона I: .

Радиус влияния напрямую зависит от гранулометрического состава горных пород и размера пор в этих породах. Дебит грунтовой скважины определяется по формуле Дюпюи: .

44. Классификация подземных вод. Минеральные воды Беларуси

Подземные воды подразделяют: по характеру их использования - хозяйственно-питьевые воды, технические, промышленные, минеральные, термальные; по условиям залегания в земной коре - верховодки, грунтовые, межпластовые, трещинные, карстовые, вечной мерзлоты. В инженерно-геологических целях подземные воды классифицируют по гидравлическому признаку - безнапорные и напорные.

Классификация подземных вод по условиям залегания в земной коре

Минеральные воды Беларуси широко используются в лечебницах и на розлив (минская минеральная вода). На базе их работают Нарочь, Ждановичи, Рогачёв, Горваль, Ушачи, Новоельня, Бобруйск, Лётцы, Чёнки, Белый Берег, Озеро Белое.

На территории Республики Беларусь существуют следующие бальнеологические типы минеральных вод:

Гидрокарбонатные воды - характеризуются высокими концентрациями гидрокарбонат-иона (НСО,). Гидрокарбонатные воды рекомендуют при лечении хронических гастритов с повышенной секреторной функцией, язвенной болезни, хронических колитов и панкреатитов, пиелитов. циститов, диабетов различной этиологии.

Сульфатные воды характеризуются преобладанием сульфат-иона (SO₄^2-). Из катионов в этих водах чаще всего присутствуют Na⁺, Mg²⁺ и Са^2+. Сульфатные воды применяют при лечении хронических заболеваний печени и желчевыводящих путей, болезнях обмена веществ (сахарный диабет, ожирение), хронических запоров.

Хлоридные воды характеризуются высокой концентрацией ионов хлора (Сl^-), который чаще всего находится в сочетании с катионами натрия, реже кальция. Хлоридные воды наиболее эффективны для лечения заболеваний пищеварительной системы с пониженной секреторной функцией желудка (гастриты, колиты, холециститы).

Хлоридные воды с повышенной концентрацией йода чаще всего применяют при лечении воспалительных явлений в желудочно-кишечном тракте, атеросклерозе и базедовой болезни.

45. Бурение. Способы бурения. Скважины

Бурение - комплекс операций, в результате которых сооружается буровая скважина.

Скважина - цилиндрическая горная выработка в земной коре, диаметр которой по сравнению с её глубиной является небольшим. Скважины бывают: вертикальные, наклонные, горизонтальные, восходящие.

Для извлечения шлама из скважины при бурении используют различные механизмы. При этом разрушающими инструментами являются режущие и ударные долота, желонки, струи воды.

Ствол скважины - пространство ограниченное стенками скважины.

Расстояние между устьем и забоем называют глубиной или длиной скважины. Бурение скважины состоит из следующих главных операций: разрушение породы забоя, удаление шлама (разрушенной породы) из ствола скважины, крепление стенок скважины. При этом породу забоя разрушают буровым инструментом, струей воды, взрывами и др. способами. Далее шлам из забоя скважины удаляют буровым инструментом или промывочной жидкостью.

Бурение по типам бывает: вращательное, колонковое, шнековое, ударное, вибрационное, гидравлическое и др.

Каждый из этих способов имеет определенные преимущества и недостатки, но в реальных условиях используют комбинированное бурение.

Размещено на Allbest.ru

...