Виды воды в горных породах (грунтах) и их влияние на состояние и свойства горных пород.
Виды воды в горных породах (грунтах) и их влияние на состояние и свойства горных пород. - раздел Геология, Геология и ее разделы Взависимости От Того, В Каком Состоянии В Грунтах Находится Вода, Она Класси...
Взависимости от того, в каком состоянии в грунтах находится вода, она классифицируется следующим образом: парообразная; связанная — прочносвязанная (гигроскопическая), рыхлосвязанная; свободная — капиллярная, гравитационная; в твердом состоянии (лед); кристаллизационная и химически связанная.
Парообразная вода. Водяной пар играет большую роль в процессах, протекающих в грунтах, в силу того, что может свободно передвигаться в грунте при незначительной его влажности, а также потому, что при конденсации пара на поверхности грунтов образуются другие виды воды.
Подвижность парообразной влаги в определенных условиях влияет на свойства грунтов, особенно глинистых, лессовых, где она воздействует на их естественную влажность.
Связанная вода. Связь между пленками воды и минеральными частицами обусловлена молекулярными силами. Связанная вода составляет более 40 % всей воды, содержащейся в глинистых породах. Присутствие различных категорий связанной воды в грунтах любого состава резко изменяет их состояние и свойства. Связанная вода перемещается в грунтах в сторону падения электрического потенциала, увеличения дисперсности грунта, большего содержания глинистых минералов.
Связанную воду принято подразделять на прочносвязанную и рыхлосвязанную.
Прочносвязанная вода. Максимальное количество прочносвязанной воды в грунтах примерно соответствует максимальной гигроскопичности. Сама прочносвязанная вода имеет несколько разновидностей, каждая из которых существенно влияет на свойства пород. При полном содержании всех видов прочносвязанной воды, указанная потеря прочности глинистыми грунтами весьма значительна. Содержание прочносвязанной воды в дисперсных грунтах определяется их минералогическим составом, дисперсностью, степенью однородности, формой и характером поверхности минеральных частиц, а также составом обменных катионов в них.
Рыхлосвязаннаявода по своим свойствам существенно отличается от прочносвязанной, например, имеет плотность, близкую к плотности свободной воды. Рыхлосвязанная вода подразделяется на пленочную и осмотическую. Пленочная влага как бы облекает собой прочносвязанную и удерживается молекулярными силами в значительно меньшей степени.
Капиллярную воду подразделяют на три вида: 1) вода углов пор; 2) подвешенная вода; 3) собственно капиллярная вода.
Первый вид воды (вода углов пор, или стыковая вода) иногда называют капиллярно-разобщенной водой или капиллярно-неподвижным состоянием свободной грунтовой воды. Вода углов пор обычно образуется в местах соприкосновения — на контактах частиц — в виде отдельных капель, занимающих суженные части пор и ограниченных менисками воды.
Собственно капиллярная вода формируется за счет поднятия воды вверх от уровня грунтовых вод, образуя под грунтовыми водами в массиве грунта капиллярную кайму. Капиллярное поднятие зависит от ряда факторов, например, степени дисперсности, неоднородности грунта, его минералогического состава, формы и характера поверхности грунтовых частиц, плотности и пористости грунта.
При промачивании грунтов сверху, например, при атмосферных осадках, при возведении грунтовых плотин гидромеханизацией или отсыпкой, при увлажнении и укатке грунта, а также в других случаях, возникающих в строительной практике, в грунтах образуется подвешенная вода. Наиболее часто формирование ее происходит в песках, как в однородных, так и слоистых их толщах. Образование подвешенной воды зависит от гранулометрического состава песка и его исходной влажности.
Эта вода способна передвигаться за счет разности температур (от холода к теплу), растворять и переносить соли; при испарении воды эти соли кристаллизуются и этим разрушают структуру грунтов и строительных материалов, например в дорожных одеждах.
Переходим к рассмотрению гравитационной воды, которую подразделяют на: 1) просачивающуюся и 2) воду грунтового потока.
Первый вид воды преимущественно располагается в зоне аэрации и перемещается под действием гравитационной силы сверху вниз. Это движение продолжается до тех пор, пока вода не встретит на своем пути фактически водонепроницаемый, водоупорный горизонт. После этого дальнейшее движение воды происходит под влиянием напора в виде потока грунтовых вод. Слой грунта, в котором движется вода фунтового потока, называют водоносным горизонтом.
Минерализация подземных вод увеличивается с глубиной. Растворенные в воде соли находятся в подвижном равновесии с твердой составляющей грунтов и взаимодействуют с ней.
Гравитационная вода практически всегда находится в движении. Движущаяся вода способна к растворению горных пород, выносу из них частиц, т. е. к изменению структуры и состава грунтов, к образованию и активизации геологических процессов.
Вода в твердом состоянии. При температурах ниже нуля гравитационная вода замерзает и содержится в грунте в виде льда. Лед может формировать в грунте как прослои различной, иногда значительной мощности, так и рассеянные в его толще отдельные кристаллы. Свойства мерзлых рыхлых грунтов зависят от изменений температуры, особенно при колебаниях ее около О °С, так как вблизи этой границы резко меняется количество в грунте незамерзшей воды. Соотношение содержания незамерзшей воды и льда в грунте влияет на изменение большей части физических и химических свойств дисперсных мерзлых грунтов.
Резкое изменение строения грунтов происходит при миграции влаги и льдовыделении в процессе промерзания дисперсных, особенно глинистых, грунтов. Эти изменения влекут за собой естественное изменение физических и механических свойств грунтов. Следует иметь в виду, что повторное замерзание и оттаивание дисперсных пород приводят к необратимым изменениям структуры и свойств этих пород, так, например, увеличивается количество свободной воды, возрастает фильтрационная способность, изменяются прочность, электрические и другие свойства.
Кристаллизационная и химически связанная вода. Кристаллизационная и химически связанная вода, часто называемая конституционной, участвует в формировании кристаллических решеток различных минералов. Так, вода входит в состав таких минералов, как гипс (CaS04 * 2Н20) и ряда других. Кристаллизационная вода, участвуя в построении кристаллической решетки минералов, сохраняет свою молекулярную форму.
Химически связанная вода входит в состав таких соединений, как, например, лимонит (Fe203 * nН20). Эта вода не сохраняет своего молекулярного единства, однако более прочно, по сравнению с кристаллизационной, связана с другими молекулами кристаллических решеток.
Геология и ее разделы... Геология комплекс наук о составе строении истории развития Земли... В настоящее время геология является типичной естественной наукой обладающей комплексным характером и состоящей более...
Вечная мерзлота.
Вечная мерзлота – близкая к поверхности подземная зона с отрицательной температурой, сохраняющейся в течение веков и тысячелетий; мощность зоны от 1 до сотен метров.
Многолетняя — явление
Происхождение, форма и строение планеты Земля. Геосферы.
Вопрос о происхождении Земли – важнейший вопрос естествознания. Более 100 лет пользовалась признанием гипотеза Канта-Лапласа, согласно которой солнечная система образовалась из огромной раскаленной
Оползни. Геологические условия. Методы борьбы.
Оползни — это скользящее смещение горных пород на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных или подземных вод.
Деформации в результате оползания подвергаются насыпи шос
Температурный режим верхней поверхности Земли.
Земная кора имеет два источника тепла: от солнца и от распада радиоактивных веществ в своей нижней части на границе с верхней мантией. В недрах же Земли температура увеличивается с глубины от 1300
Борьба с эрозией рек.
С боковой эрозией борются укреплением берегов с регулированием течения реки. В зависимости от геологического строения берега, характера и места размыва укрепление проводят устройством набережных,
Билет 4.
1. Что называется минералом? Химический состав и физические свойства минералов.
Минерал – это природное химическое соединение, обладающее определенным постоянством состава
Билет 5.
1. Что называется минералом? Происхождение минералов. Минералы магматических горных пород.
Минерал – это природное химическое соединение, обладающее определенным постоянст
Коэффициент фильтрации. Методы определения.
Коэффициент фильтрации — это скорость фильтрации при напорном градиенте I= 1. Коэффициент фильтрации грунтов в основном определяется геометрией пор, т. е. их размерами и формой. На значение коэффиц
Минералы осадочные горных пород. Искусственные минералы.
Минерал – это природное химическое соединение, обладающее определенным постоянством состава, строения и свойства. Условия, в которых образуются минералы в природе, отличаются большим разнообразием
Геологические процессы в зоне мерзлых пород.
Происходящие в зоне многолетней мерзлоты геологические процессы связаны, в первую очередь, с расклинивающим горные породы действием замерзающих подземных вод. В свою очередь, это действие зависит о
Билет 7.
1. Что называется горной породой? Магматические горные породы, их происхождение и классификация.
Горные породы – это естественные агрегатные соединения минералов одного ил
Напорные воды. Их изображения на картах.
Межпластовые подземные воды. Эти воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими).
Напорные (артезианские) воды связаны с за
Билет 9.
1. Осадочные горные породы: происхождение, классификация, формы залегания в земной коре. Общие особенности минерального состава и текстуры осадочных горных пород.
Осадочны
Закон Дарси. Скорость фильтрации.
Подземные воды могут передвигаться в горных породах как путем инфильтрации, так и фильтрации. При инфильтрации передвижение воды происходит при частичном заполнении пор воздухом или водяными парами
Билет 10.
1. Что называется грунтом? Классификация грунтов по ГОСТ 25100-95.
Грунты – это любые горные породы и твердые отходы производства, залегающие на поверхности земной коры и
Подземные воды.
Современные представления геоэкологической науки определяют гидросферу как одну из главных жизнеобеспечивающих геосфер; гидросфера — неотъемлемая часть окружающей природной среды, неразрывно связан
Безнапорные грунтовые воды.
Грунтовыми называют постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод, залегающие на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:
Осадочные горные породы хемогенные и органогенные.
Хемогенные породы образуются в результате выпадения из водных растворов химических осадков. К этим породам относят различные известняки, известковый туф, доломит, ангидрит, гипс, каменную соль и др
Снежные лавины
Снежные лавины - это обрушение больших масс снега с крутых склонов гор. На высоких горных хребтах постоянно накапливается снег, образуя нависающие над склонами большие карнизы. Под действием соб
Сезоная мерзлота. Пучение.
По длительности существования мерзлого состояния пород принято подразделять «родовое» понятие «мерзлые породы» на три видовых понятия:
кратковременномерзлые породы (часы, сутки),
Геологические карты и разрезы.
Геологические карты и разрезы являются важнейшей и обязательной геологической документацией при решении вопросов строительства. Карты составляются для больших площадей, где намечается крупное строи
Билет 17
15. Сейсмические явления: землетрясения и цунами. Магнитуда и бальность землетрясения. Сейсмическое районирование и микрорайонирование.
Сейсмические явления проявляются в
Селевые потоки. Пролювий (с. 317-320 и с.314).
Пролювий,пролювиальные отложения — продукты разрушения горных пород, выносимые временными водными потоками (сели и др.) к подножию возвышенности или на пологие участки склонов и межгорных равнин. П
Билет 18
15. Сейсмические явления: землетрясения и цунами. Магнитуда и бальность землетрясения. Сейсмическое районирование и микрорайонирование.
Сейсмические явления проявляются в
Геологическая деятельность ледников
В настоящее время льды занимают 10 % поверхности суши, 98,5 % ледниковой поверхности приходится на полярные области и лишь 1,5 % — на высокие горы. Различают три типа ледников: горн
Билет 19
16. Рельеф поверхности суши.
Рельеф – это совокупность всех форм земной поверхности – возвышений, равнин и углублений. Эти «неровности» на поверхности Земли весьма динамич
Плывуны
Плывунами называют водонасыщенные рыхлые породы, обычно пески, которые при вскрытии различными горными выработками разжижаются, приходят в движение и ведут себя подобно тяжел
Билет 21
27.Что такое подтопление? Подтопленные, подтопляемые и не подтопляемые территории (Задачник с.238).
Подтопление - подъём уровня грунтовых вод, обусловленный повышением гор
Аккумулятивная деятельность моря
В прибрежной зоне морские осадки (обломочные горные породы) формируются как за счет продуктов разрушения берегов, так и за счет привноса материала ветром и особенно реками. В морях обитают многочи
Инженерно-геологические изыскания для строительства.
Инженерно-геологические изыскания для строительства – это технологический процесс получения, накопления, обработки и обобщения информации об инженерно-геологических условиях участка строительства о
Состав инженерно-геологических изысканий
1. Сбор и обработка материалов изысканий и исследований прошлых лет
2. Дешифрирование аэро- и космоматериалов, аэровизуальные наблюдения
3. Рекогносцировочное обследование, включа
Билет 25
25. Основной закон фильтрации – закон Дарси. Скорость фильтрации и действительная скорость подземных вод (с. 266-267).
Подземные воды могут передвигаться в горных породах
Осыпи и обвалы на склонах
Осыпи.На крутых склонах, особенно в горных районах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физического выветривания. Породы растрескиваются и обломки скатываются
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов