Тема 3.1. Подземные воды и их режим

Контрольная работа №3

 

ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ.

 

Тема 3.1. Подземные воды и их режим

 

При рассмотрении режима подземных вод следует обратить внимание на то, что в результате ведения горных работ, при строительстве часто происходит нарушение естественного режима подземных вод.

При проведении горных работ в горных породах ниже уровня грунтовых вод необходимо осушение выработок и котлованов, которое затруднено при значительных притоках воды. Горные работы особенно усложняются, если в зону работ попадают плывуны или заболоченные участки. В этом разделе следует познакомиться также с водными свойствами горных пород, режимами подземных вод, определением направления, скорости движения подземных вод и водопритоков к дренажным колодцам (канавам, котлованам, скважинам и др.).

Подземные воды воздействуют непосредственно на подземные строительные коммуникации, крепление горных выработок, подземных сооружений, вызывая затопление, коррозию строительных материалов.

В результате взаимодействия подземных вод и горных пород в основании сооружений происходит изменение физико-механических свойств пород, как правило, приводящее к уменьшению их прочности.

Подземные воды являются одной из причин, вызывающих такие геологические процессы, как просадки лессовых пород, пучение, оползни, карст, суффозию и т.д., в районах развития, которых шахтное строительство сооружений связано со значительными трудностями.

Следует изучить виды воды, содержащиеся в грунтах в зонах аэрации и насыщения, и их влияние на физико-механические свойства горных пород. Необходимо уяснить условия образования различных типов подземных вод и особенности их режима, причем особое внимание следует обратить на верховодку и грунтовые воды. Подземные воды первых от поверхности водоносных горизонтов чаще всего влияют на инженерно-геологические условия местности.

Следует ознакомиться с методами стационарных наблюдений за режимом подземных вод, а также с составленными на основании этих наблюдений картами гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат, с помощью которых можно устанавливать направление и скорость движения подземных вод, глубину их залегания и другие параметры водоносных горизонтов.

Необходимо также рассмотреть вопросы, посвященные химическому составу подземных вод, их жесткости и агрессивности.

 

Задание 5.

Построить план гидроизогипс по данным замеров высот уровней воды в 16 скважинах (таблица 5). Скважины пробурены по квадратной сетке в водоносном пласте. Расстояние между скважинами 40 м. Масштаб 1: 1000.

По плану гидроизогипс определить:

1. Направление движения подземных вод (показать стрелками).

2. Значение гидравлического уклона и скорости движения подземных вод на участке между скважинами 6-7-11-10. Коэффициент фильтрации берется по варианту из таблицы 6.

3. Определить радиус влияния R и дебит Q совершенной скважины, заложенной в водоносном аллювиальном пласте с грунтовой водой.

Мощность водоносного пласта Н, м; коэффициент фильтрации К, м/сут; диаметр скважины d, мм; понижение уровня воды в скважине S, м (табл. 6).


Таблица 5

Сведения о подземных водах

 

Вариант Гипсометрический  интервал, м

Глубина уровня воды в скважинах, отсчитанная от горизонтально залегающего водоупора, м

    1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 0,5 7,5 5,0 3,0 2,0 6,0 4,0 2,5 1,5 4,5 3,0 1,5 2,5 3,0 1,0 2,0 3,0 2 0,2 8,2 6,8 6,0 7,0 8,6 7,8 7,2 8,0 9,2 8,4 8,8 9,0 9,8 9,4 9,0 9,6 3 0,5 4,0 5,5 8,0 7,0 5,5 6,0 10,0 8,5 6,0 8,0 11,0 7,0 5,5 7,0 9,0 7,0 4 0,5 8,0 7,0 6,0 5,0 8,0 7,0 6,0 6,0 8,5 7,5 7,0 6,0 9,0 8,0 7,0 7,5 5 0,5 8,0 3,5 4,5 3,5 2,5 4,0 5,5 4,5 3,5 5,0 6,5 5,5 4,5 6,0 7,5 6,5 6 0,5 6,0 9,5 7,5 8,5 6,5 10,0 8,5 6,5 8,5 11,5 7,5 6,0 7,5 9,5 8,5 6,5 7 0,2 7,0 6,6 5,6 6,6 6,0 5,6 5,8 6,0 5,4 4,8 4,2 6,6 6,0 6,2 6,0 5,8 8 0,2 5,0 3,8 6,4 7,4 6,0 4,0 5,0 6,2 7,4 6,2 4,4 5,8 6,0 4,0 6,4 6,2 9 0,5 5,0 6,5 5,5 4,5 6,0 7,5 6,5 5,5 7,0 8,0 7,0 6,5 8,5 11,0 9,5 8,5 10 0,1 7,0 6,8 6,7 6,6 6,2 6,3 6,6 6,3 6,8 6,3 5,9 6,0 6,2 6,1 6,0 6,4

 


Таблица 6

Данные к решению задания 5

 

Вариант Н К d S
1 4,0 5,6 400 1,5
2 6,0 5,0 400 2,4
3 8,0 4,4 300 3,1
4 10,0 4,1 200 4,6
5 12,0 3,9 200 4,6
6 14,0 3,5 400 4,2
7 15,0 3,3 300 5,3
8 16,0 3,2 200 8,2
9 17,0 2,8 200 7,8
10 18,0 2,6 200 9,0

 


Вопросы для самопроверки

1. Какие виды воды находятся в грунте? Каково влияние различных видов воды на свойства грунтов?

2. Сущность конденсационной и инфильтрационной теорий образования подземных вод.

3. Какие типы подземных вод выделяют по условиям их образования?

4. Что такое верховодка? Ее режим и влияние на условия строительства.

5. Какие воды называются грунтовыми? Объясните их образование, рапространение, условия питания я влияние на условия строительства.

6. Какие межпластовые воды называются артезианскими?

7. Что такое режим подземных вод, и какие факторы влияют на него? Виды и цели стационарных наблюдений за режимом подземных вод.

8. Каковы принципы составления гидрогеологических карт (гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат)? Какие задачи решают с их помощью?

 

Задание 6

Определить коэффициент фильтрации массива водоносных песков по

результатам откачки из одиночной скважины (табл.7).

Таблица 7

 

Номер варианта Мощность водоносного горизонта H, м Дебит скважины Q, м3/сут Понижение уровня воды в скважине S, м Радиус влияния скважины R, м Радиус скважины r , м
1 26 3003 6 315 0,1
2 18 809 4 114 0,3
3 30 6774 8 573 0,1
4 16 508 4 98 0,1
5 10 290 2 46 0,2
6 22 4372 5 323 0,3
7 10 150 3 41 0,2
8 24 2478 6 286 0,1
9 8 644 2 69 0,3
10 12 600 4 104 0,2

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Сформулируйте основной закон фильтрации и напишите его математическое выражение.

2. Методы определения коэффициента фильтрации и факторы, влияющие на его величину.

3. Какие виды подземных потоков наиболее часто встречаются при гидрогеологических расчетах?

4. Как определяют расход плоского потока при горизонтальном и наклонном залеганиях водоупоров?

5. Какие скважины (колодцы) называются совершенными?

6. Что такое радиус влияния скважины?

7. Как определяется дебит совершенных скважин безнапорных и напорных подземных водах?

8. Какие скважины называются взаимодействующими? Объясните возможность их использования для понижения уровня грунтовых вод.

9. Какие колодцы называется поглощающими и с какой целью их применяют?

 

РАЗДЕЛ 4.

Вопросы для самопроверки

1. Какие движения земной коры приводят к возникновению разрывных и складчатых нарушений в ней.

2. Что такое магматизм? В каких структурных элементах земной коры он наблюдается?

З. Различия в характере тектонических движений и магматизме в различных структурах земной коры (платформах и геосинклиналях).

4. Перечислите и охарактеризуйте виды землетрясений. К каким геологическим структурам они обычно приурочены?

5. Каково воздействие продольных, поперечных и поверхностных волн на горные породы и сооружения?

6. Как определяют сейсмическое ускорение, коэффициент сейсмичности и балльность землетрясения?

7. Влияние рельефа местности, состава пород, условий залегания и обводненности их на силу землетрясения.

8. Какие мероприятия необходимы при строительстве в сейсмически активных районах?

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что такое оползень? Основные причины, необходимые для возникновения оползней; типы оползней и мероприятия по борьбе с ними.

2. Перечислите меры борьбы с обвалами и осыпями.

3. Какие причины необходимы для возникновения суффозии? Мероприятия по борьбе с суффозией.

4. Что является причиной просадочности лессовых пород? Какие существуют методы определения просадочности лессовых пород и какими показателями она количественно оценивается? Основные мероприятия по борьбе с просадочностью лессовых пород.

5. Что такое карст? Причины возникновения и условия развития карста в различных геологических условиях.

6. Назовите причины возникновения плывунного состояния грунтов. Чем отличаются истинные плывуны от ложных? Мероприятия по борьбе с плывунами.

7. Какие характерные геологические процессы и явления происходят в областях развития многолетнемерзлых пород? Особенности их влияния на инженерные сооружения.

 

Задание 7

Охарактеризовать водно-физические, механические и строительные свойства рыхлых горных пород (табл. 8) и указать возможность их использования в народном хозяйстве.

Таблица 8

 

Вариант Названия рыхлых горных пород
1 Галечники
2 Пески мелкозернистые
3 Дресва
4 Пески крупнозернстые
5 Глины

 

Продолжение табл. 8

 

Вариант Названия рыхлых горных пород
6 Суглинки
7 Супеси
8 Лессы
9 Пески-плывуны
10 Глинистые пески

Задание 8.

Объяснить причины образования и охарактеризовать инженерно – геологические процессы. Назвать мероприятия, устраняющие и вредное влияние на ведение горных работ, условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений (табл. 9).

Таблица 9

 

Вариант Инженерно- геологические процесы
1 Эоловые процессы
2 Оползни
3 Сели
4 Карстовые процессы
5 Суффозия
6 Выветривание горных пород
7 Плывунные явления в песках
8 Абразия
9 Просадочность лессовых пород
10 Криогенные явления

 


Библиографический список.

 

1. Ананьев В.П., Коробкин В.И. Инженерная геология.- М.: Высшая школа, 1973.

2. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Основы геологии, минералогии и петрографии: Учебник. – М.: Высшая школа, 2008. – 400 с.

3. Белоусова, О. Н. Общий курс петрографии / О. Н. Белоусова, В. В. Михина. – М.: Недра, 1972. – 344 с

4. Гальперин, А. М. Гидрогеология и инженерная геология / А. М. Гальперин, В. С. Зайцев, Ю. А. Норватов. – М.: Недра, 1989. – 383

5. Ершов, В. В. Основы геологии / В. В. Ершов, А. А. Новиков, Г. Б. Попова. – М.: Недра, 1986. – 310 с.

6. Ломтадзе, В. Д. Инженерная геология и инженерная петрология./ В. Д. Ломтадзе. – Л.: Недра, 1984. – 511 с.

7. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. -М.: Высшая школа, 1982

8. Миловский, А. В. Минералогия и петрография./ А. В. Миловский. – М.: Недра, 1973. – 368 с.

9. Милютин А.Г. Геология: Учебник. – М.: Высшая школа, 2008. – 448 с.

10. Павлинов, В. Н. Основы геологии / В. Н. Павлинов, Д. С. Кизевальтер, Н. Г. Лин. – М.: Недра, 1991. – 269 с.

11. Панюков, П. Н. Инженерная геология./ П. Н. Панюков. – М.: Недра, 1978. – 296 с.

12. Седенко М.В. Основы гидрогеологии и инженерной геологии. - М.: Недра, 1978.

13. Седенко, М. В. Гидрогеология и инженерная геология. / М. В. Седен-ко. – М.: Недра, 1971. – 271 с.

14. Сергеев, Е. М. Инженерная геология./ Е. М. Сергеев. – М.: Изд-во МГУ, 1978. – 384 с.

15. Фролов А.Ф., Коротких И.В. Инженерная геология.- М.: Недра, 1983.

 


Контрольная работа №3

 

ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ.

 

Тема 3.1. Подземные воды и их режим

 

При рассмотрении режима подземных вод следует обратить внимание на то, что в результате ведения горных работ, при строительстве часто происходит нарушение естественного режима подземных вод.

При проведении горных работ в горных породах ниже уровня грунтовых вод необходимо осушение выработок и котлованов, которое затруднено при значительных притоках воды. Горные работы особенно усложняются, если в зону работ попадают плывуны или заболоченные участки. В этом разделе следует познакомиться также с водными свойствами горных пород, режимами подземных вод, определением направления, скорости движения подземных вод и водопритоков к дренажным колодцам (канавам, котлованам, скважинам и др.).

Подземные воды воздействуют непосредственно на подземные строительные коммуникации, крепление горных выработок, подземных сооружений, вызывая затопление, коррозию строительных материалов.

В результате взаимодействия подземных вод и горных пород в основании сооружений происходит изменение физико-механических свойств пород, как правило, приводящее к уменьшению их прочности.

Подземные воды являются одной из причин, вызывающих такие геологические процессы, как просадки лессовых пород, пучение, оползни, карст, суффозию и т.д., в районах развития, которых шахтное строительство сооружений связано со значительными трудностями.

Следует изучить виды воды, содержащиеся в грунтах в зонах аэрации и насыщения, и их влияние на физико-механические свойства горных пород. Необходимо уяснить условия образования различных типов подземных вод и особенности их режима, причем особое внимание следует обратить на верховодку и грунтовые воды. Подземные воды первых от поверхности водоносных горизонтов чаще всего влияют на инженерно-геологические условия местности.

Следует ознакомиться с методами стационарных наблюдений за режимом подземных вод, а также с составленными на основании этих наблюдений картами гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат, с помощью которых можно устанавливать направление и скорость движения подземных вод, глубину их залегания и другие параметры водоносных горизонтов.

Необходимо также рассмотреть вопросы, посвященные химическому составу подземных вод, их жесткости и агрессивности.

 

Задание 5.

Построить план гидроизогипс по данным замеров высот уровней воды в 16 скважинах (таблица 5). Скважины пробурены по квадратной сетке в водоносном пласте. Расстояние между скважинами 40 м. Масштаб 1: 1000.

По плану гидроизогипс определить:

1. Направление движения подземных вод (показать стрелками).

2. Значение гидравлического уклона и скорости движения подземных вод на участке между скважинами 6-7-11-10. Коэффициент фильтрации берется по варианту из таблицы 6.

3. Определить радиус влияния R и дебит Q совершенной скважины, заложенной в водоносном аллювиальном пласте с грунтовой водой.

Мощность водоносного пласта Н, м; коэффициент фильтрации К, м/сут; диаметр скважины d, мм; понижение уровня воды в скважине S, м (табл. 6).


Таблица 5

Сведения о подземных водах

 

Вариант Гипсометрический  интервал, м

Дата: 2018-12-21, просмотров: 338.