Шпаргалка по дисциплине "Геология"

 

33) 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. Верховодка - временное скопление подземных вод в близповерхностном слое вводоносных отложений в пределах зоны аэрации, лежащих на линзовидном, выклинивающемся водоупоре. 

 

34) Движение подземных водПодземные воды находятся в постоянном движении. Существует раздел гидрогеологии, изучающий закономерности движения подземных вод, который называется "Динамика подземных вод".Законы движения подземных вод используются при гидрогеологичеких  инженерных расчетах водозаборов, дренажей, определении притоков воды к строительным котлованам.Подземные воды передвигаются в основном путем инфильтрации и фильтрации.Под инфильтрацией понимают движение воды при частичном заполнении пор воздухом либо водяными парами. При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор водой. Масса этой движущей воды создает фильтрационный поток.

Фильтрационные потоки различают по характеру движения (установившийся и неустановившийся), гидравлическому состоянию (безнапорные, напорные и напорно-безнапорные). Движение потоков в основном ламинарное (параллельным) , в крупных трещинах и пустотах может быть турбулентным (завихряющемся). В плане фильтрационные потоки можно рассматривать как плоские и радиальные (сходящиеся (например к колодцу) и расходящиеся).Основной закон фильтрации подземных вод - Закон фильтрации Дарси Движение подземных вод происходит при наличии разности гидравлических уровней (напоров). Воды двигаются от мест с высокими уровнями к местам с низкими уровнями. Отношение разности напоров к длине пути фильтрации называется гидравлическим (напорным) градиентом. Чем градиент выше, тем больше скорость движения.

I = ΔH/l,

где ΔG = H1-H2 -  разность напоров (H);

l - длина пути фильтрации.

Фильтрация в полностью водонасыщенных водах при ламинарном (параллельном, спокойном, без завихрений) движении воды подчиняется закону Дарси.Q = КфFI,  где Q - расход воды (кол-во фильтрующей воды через поперечное сечение F  в единицу времени); Кф - коэффициент фильтрации;

F - площадь поперечного сечения  потока воды (водоносного пласта); I -  Гидравлический градиент.

Введем понятие скорость фильтрации (v) - отношение расхода воды к площади поперечного сечения потока (v = Q/F). Таким образом сформулировать закон Дарси можно как "Скорость фильтрации пропорциональна напорному градиенту"

v = КфI

Коэффициент фильтрации можно таким образом можно выразить как скорость фильтрации при напорном градиенте равном единице.Скорость фильтрации воды по представленной выше формуле не отвечает действительной скорости движения воды в породе. Это связано с тем что вода двигается не по всему сечению, а только через его часть, равную площади пор и трещин породы. Действительную скорость движения воды (vд) определить можно как

vд = v/n,

где n - пористость породы, выраженная в долях единицы.

Коэффициент фильтрации определяется в основном геометрией пор,  а также свойствами самой воды и пр.Точное значение коэффициента фильтрации определяют лабораторным путем, полевым путем и расчетным методом ( для песков и гравелистых пород)

 

 

 

 

35)плоский поток возникает около  горизонтальных дренажных устройств(канавы, траншеи, трубчатый дренаж) а так же при фильтрации воды через насыпи и дамбы. Схема одиноч соверш дрены:

 

 

 

Совершенный назыв дренаж который полностью вскрывает водоносный слой в грунтах.

 

 

 

 

 

 

Рядом с такой дреной происходит понижение угв, расстояние на которое происх понижение угв назыв радиус депрессии(радиус влияния), и линия которая ограничивает поток гв сверху (угв) – кривая депрессии.формула Кусакина ИП:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36) Схема систематического дренажа

Расстояние между дренами-осушителями систематического дренажа и глубину их заложения определяют расчетом. В городских условиях такой дренаж можно устраивать в сочетании с местными дренажами. В этом случае при проектировании отдельных дрен следует учитывать возможность их одновременного использования в качестве местного дренажа, защищающего отдельные сооружения и в качестве элементов систематического дренажа, обеспечивающего общее понижение уровня грунтовых вод на дренируемой территории.

При заложении дрен систематического дренажа в толще грунта со слабой водопроницаемостью, подстилаемого хорошо водопроницаемыми грунтами, следует применять комбинированный дренаж, состоящий из горизонтальных дрен с вертикальными, самоизливающимися колодцами .

На территориях, подтопляемых потоком грунтовых вод, область питания которых захватывает также и дренируемую территорию, следует применять совместно головной и систематический дренажи.

Для защиты от подтопления грунтовыми водами подвальных помещений и подполий, отдельно стоящих зданий или группы зданий при заложении их в водоносных песчаных грунтах, следует устраивать кольцевые дренажи. Их прокладывают также для защиты особо заглубленных подвалов в новых кварталах и микрорайонах при недостаточной глубине понижения уровня грунтовых вод общей системой дренажа территории.

 

 

37) Радиальный поток- образуется около вертикальных дренажных устройств (скважины, колодцы)

Если L/b <=10, то считается вертикальным водосбором с условным радиусом 

                                                                    

 

Вертикальный совершенный дренаж (котлован).

(Ребят ,в тетради рисунок есть, просто мне не нарисовать тут его)

Формулы:

Уравнение кривой депрессии:

 

 

Приток воды в дрену:

                                                       

       *

 

 

38) Прорыв  напорных вод в котлован.

При открытии глуб. дно  в котловане ,возможен, прорыв через дно. Кроме затопителя, котловина происходит разрушение структуры и резкое снижение его диф-х и прочных свойств.

(Схема есть в тетради)

Прорыв напорных вод заключается в том случае, если давление, создаваемое слоями грунта ,толщиной z превышает давление, создаваемое напорными водами.

R*z>=h*gw g-удельный вес водоупорного слоя грунта,

z>=(h*gw)/g)*kst gw- удельный вес вод,

kst- коэффициент запаса устойчивости 1,1…1,3

 

39)методы  водопонижения уровня грунтовых вод.

Открытый способ водопонижения. Сами котлованы при этом могут иметь либо наклонные, либо вертикально  закрепленные откосы. При защите откосов сплошными шпунтовыми,  свайными стенками или стеной в грунте грунтовая вода может поступать в  котлован только через его основание, где собирается в специально  устроенных водосборниках. При закрытом способе водопонижения вода откачивается из  приемных колодцев, в результате чего происходит понижение уровня  грунтовых вод вокруг котлована и уменьшение притока в котлован грунтовой воды Процесс удаления грунтовой воды из водопроницаемых слоев может осуществляться различными способами. Условия, в которых происходит приток грунтовых вод в котлован при применении различных способов водоудаления, могут быть весьма различны. Если приток  осуществляется под действием напора грунтовых вод, и вода поступает в приемные колодцы под действием сил гравитации, то такой способ удаления воды называется гравитационным. Способы, при которых удаление воды из грунта производится при помощи дополнительного понижения давления, называются вакуумными.

 

40) Головной дренаж устраивают для перехвата грунтовых вод, направленных к области дренирования: реке, оврагу или другому пониженному месту территории.

Обычно головной дренаж располагают вдоль подошвы откоса склонов возвышенностей. Головной дренаж проектируют отдельной дреной, рас положенной нормально к направлению движения потока и принимающей подземные воды только с верховой стороны дрены .Преимуществом головного дренажа в планировочном отношении является то, что протяжение дренажа по отношению к площади осушаемой территории — наименьшее по сравнению с другими системами, а трассу его располагают вне пределов осушаемой территории. Береговые дренажи устраивают для перехвата фильтрующихся вод со стороны реки в период повышенного ее горизонта, а также фильтрующихся вод на придамбовую территорию со стороны водохранилища, когда отметки зеркала водохранилища расположены выше обвалованной территории. Трассу берегового дренажа располагают вдоль берега реки или подошвы дамбы со

стороны ограждаемой территории. Для выпуска воды из дренажа за пределы дамбы устраивают станцию перекачки. устраивают совмещенной с конструкцией стен здания. Кольцевой дренаж применяют для защиты отдельно стоящих сооружений, если за пределами замкнутого контура понижение уровня подземных вод не требуется. Выпуск воды из кольцевого дренажа осуществляют в сеть водостоков

Трассу кольцевого дренажа обычно располагают сравнительно близко к наружной части защищаемого сооружения.Кольцевой дренаж заменяют пристенным дренажом, если подземную часть здания или сооружения располагают в непроницаемых или слабо­проницаемых грунтах. Пристенный дренаж является типом кольцевого дренажа, в котором конструкцию фильтра.

 

41)формы  геологической деятельности. Земная кора подвержена постоянным воздействиям внутр (эндогенных) и внеш (экзогенных) сил, изменяющих ее с-в, строение и форму пов-ти. Внутр силы, обусловливаемые колоссальным давлением и высокой температурой ядра Земли и глубоких толщ земной коры, вызывают нарушения первоначального залегания пластов литосферы, в связи с чем образуются складки, трещины, сбросы, сдвиги и пр. С деятельностью внутренних сил связаны землетрясения и вулканические извержения. Преимущественно внутренние силы создают большие неровности на земной поверхности: горы и глубокие впадины. Они же вызывают медленные поднятия и опускания отдельных частей земной коры — вековые колебания. Поднятия и опускания земной коры охватывают обычно обширные области и приводят к смещению положения суши и моря. Море при этом то надвигается на сушу, то отступает. Изменения положения моря и суши происходили на протяжении всей истории Земли, происходят и сейчас. Кроме вертикальных медленных движений литосферы земной коры происходят также и медленные горизонтальные смещения.

Раздел геологии, занимающийся изучением движений земной коры, изменяющих ее строение и формы залегания горных пород (складки, сбросы и пр.), получил название тектоники.

Наша планета — Земля непрерывно изменяется под действием разнообразного проявления и внешних сил или процессов. Изменяются ее состав, физическое состояние, внешний вид и другие особенности. Мощный поток солнечной энергии порождает на поверхности Земли разнообразные процессы внешней динамики Земли. Эти изменения состоят в непрерывных перемещениях водных и воздушных масс, в химических и физических превращениях веществ под воздействием выветривания, в разрушении, переносе и вторичном отложении горных пород, в жизнедеятельности организмов и т. п. Указанные изменения принято называть экзогенными процессами. В тесной взаимосвязи с экзогенными процессами проявляются и силы тяжести, которые обусловливают направление движения воды, ледников и продуктов разрушения горных пород по земной поверхности.

Они вызывают целый ряд геологических процессов, изменяющих состав и строение верхней части земной коры. К ним относятся: а) выветривание горных пород; б) денудация, заключающаяся в сносе продуктов выветривания с повышенных точек рельефа в пониженные и обнажении внутренних частей земной коры в местах, откуда удалены продукты выветривания; в) перенос продуктов выветривания водой, ветром и ледниками; г) отложение и уплотнение осадков.

Ниже рассмотрены геологические процессы, вызываемые деятельностью текучих вод, моря, ледников и ветра.

 

42)физическое  выветривание. Температурное выветривание наблюдается во всех климат зонах, но наиболее интенсивно оно протекает в областях, хар-хся резкими контрастами температур, сухостью воздуха, отсутствием или слабым развитием раст покрова. Такими областями являются тропические и внетропические пустыни. Интенсивно температурное выветривание протекает на крутых склонах высоких гор, особенно на склонах южной экспозиции .Механическое выветривание происходит под воздействием таких факторов, как замерзание воды в трещинах и порах горных пород, кристаллизация солей при испарении воды, т.е. оно тесно связано с темпер выветр. Особенно сильный и быстрый механич разр-ль г п — вода. При ее замерзании в трещинах и порах горных пород возникает огромное давление, в р-те к-го порода распадается на обломки. Это явление часто называют морозным вывеет-ем. Предпосылками морозного выветривания служат трещиноватость гп, наличие воды и соответ темпер усл. Следует отметить, что интенсивность морозного выветр опр-ся не амплитудой, а частотой колебания темпоколо точки замерзания воды, т.е. около 0С. Вследствие этого наиболее интенсивно морозное выветривание протекает в полярных странах, а также в горных районах, преимущественно выше снеговой границы.