- •Инженерная геология и охрана природной среды
- •Тема 1. Введение в дисциплину
- •Тема 2. Основы общей геологии
- •2.1. Цель изучения темы
- •2.2. Содержание темы
- •2.3. Методические указания
- •Тема 3. Элементы генетического грунтоведения
- •3.1. Цель изучения темы
- •3.2. Содержание темы
- •Тема 4. Основы общей и инженерной гидрогеологии
- •4.1. Цель изучения темы
- •4.2. Содержание темы
- •Тема 5. Инженерная геодинамика
- •5.1. Цель изучения темы
- •5.2. Содержание темы
- •6.1. Цель изучения темы
- •6.2. Содержание темы
- •Тема 7. Математическая статистика в инженерной геологии
- •7.1. Цель изучения темы
- •7.2. Содержание темы
- •Тема 8. Инженерные изыскания для промышленного и гражданского строительства
- •8.1. Цель изучения темы
- •8.2. Содержание темы
- •Тема 9. Экологические проблемы как важнейшие
- •9.1.Цель изучения темы
- •9.2. Содержание темы
- •Тема 1. Введение в дисциплину.................................................................................................3
Тема 4. Основы общей и инженерной гидрогеологии
4.1. Цель изучения темы
_ изучить влияние подземных вод на строительство.
4.2. Содержание темы
- виды подземных вод
в грунтах ;
- агрессивность подземных вод по отношению к бетонам;
- классификация подземных вод по условиям залегания; _ режим, движение подземных вод, основной закон фильтрации ( Закон Дарси );
_-расчет притока подземных вод к скважинам; _ расчет притока подземных вод к строительным котлованам; расчет притока подземных вод к канавам.
4.3. Методические указания
Прежде всего необходимо рассмотреть виды воды в грунтах: вода парообразная , физически связанная, химически связанная, свободная, вода в твердом состоянии. Дать краткую характеристику этим водам.
Вода парообразная содержится в воздухе, заполняющем пустоты. Она перемещается в парообразном состоянии от места с большей упругостью водяного пара в место с меньшей упругостью его.
Физически связанная вода включает прочносвязанную гигроскопическую (адсорбционную ) и рыхлосвязанную ( пленочную ) воду.
Прочносвязанная вода характерна для тонкодисперсных грунтов, образует на поверхности минеральных частиц 1-3 ряда молекул за счет адсорбции из водяного пара воздуха или жидкой свободной воды. Удерживается за счет электромолекулярных сил, действующих между отрицательно заряженной твердой минеральной частицей и диполем воды. Характерна четкая ориентировка диполей. Обладает свойствами твердых тел.
Содержание прочносвязанной воды или максимальная гигроскопичность зависит от минерального и гранулометрического составов: в песках -1%, лессах-8%, глинах-18%.
Между прочносвязанной и рыхлосвязанной водами находится переходный сольватный (осмотический) слой толщиной 10-20 молекул воды, в котором наблюдается нечеткость ориентировки диполей, их подвижность.
Рыхлосвязанная вода образует слой молекул в несколько десятков и
-
сотен рядов, взаимодействующих с поверхностью частиц грунта и слоем прочносвязанной воды с помощью молекулярных сил. Она существует при влажности грунта большей максимальной гигроскопичности. Перемещается за счет соединения с более толстым слоем такой воды или при наличии разности концентрации ионов (осмотическое давление) в плёнках воды.
Прочносвязанная и рыхлосвязанная вода образует молекулярную воду.
Максимальное количество молекулярной воды называется максимальной молекулярной влагоемкостью, которая характеризует инженерно-геологические свойства грунта. При давлении 300-500 МПа молекулярная вода переходит в свободное состояние.
Химически связанная вода объединяет кристаллизационную, которая входит в кристаллическую решетку минералов, и конституционную, которая образуется при соединении ОН" и Н+ при выделении их из минералов типа каолинита, монтморилонита и др.
Свободная вода включает капилярную, гравитационную и вакуольную воды, Капилярная вода находится в порах и микротрещинах размером до 0,25-1,0 мм, удерживается и перемещается за счет поверхностного натяжения на границе воды и воздуха.
Гравитационная вода образуется при влажности больше молекулярной или при полном водонасыщении пор и трещин грунтов и перемещается под воздействием силы тяжести.
Вакуольная вода - пустотная ювенильная первичная вода, та, которая не участвует в водообмене.
Вода в твердом состоянии находится в грунтах в виде льда и осуществляет жёсткие криогенные структурные связи грунтов.
При изучении агрессивности подземных вод следует усвоить определение агрессивности; виды агрессивности: механическая, химическая, общекислотная; факторы всех видов агрессивности; отличительные особенности проявления той или иной агрессивности в бетоне или металлоконструкции; оценку агрессивности подземных вод и меры борьбы.
Классификация подземных вод по условиям залегания изучается с характеристикой всех типов вод: почвенных вод, верховодки, грунтовых и межпластовых вод. Характеристика включает условия залегания, питание, толщину водоносного пласта, зрияние на тот или иной вид строительства: дорожное, промышленное, гражданское и т.д.
Большую роль играет режим грунтовых вод, влияющий на изменение их качества во времени и на изменение положения уровня грунтовых вод. Студент обязан знать основные законы движения подземных вод, иметь предс-
-
тавление о коэффициенте фильтрации грунтов, скорости и расходах потоков грунтовых вод.
При расчете воды к водозаборам важно иметь представление об основных понятиях: дипрессионной воронке, радиусе влияния, понижении уровня грунтовых вод, статическом и динамическом уровне, толщине водоносного пласта, радиусе водозабора, совершенном и несовершенном водозаборах,
При подготовке вопроса расчет притока воды к строительным котлованам обратить внимание на то, что выбор формулы расчета делается в зависимости от соотношения сторон котлована.
Литература / 2,11,12 /.