Тема 8.1 Водные свойства горных пород

Главнейшими водными свойствами пород являются: влагоёмкость, водоотдача и водопроницаемость.

Влагоёмкостью называется способность горных пород вмещать и удерживать определенное количество воды. По степени влагоемкости породы могут быть подразделены на три категории:

- весьма влагоемкие (торф, суглинки, глины);

 - слабо влагоемкие (мергели, мел, рыхлые песчаники, глинистые и мелкие пески, лесс);

 - невлагоемкие (массивные изверженные и осадочные породы, галечники, гравий, песок).

Полной влагоемкостью называют содержание в породе воды, при полном насыщении пор, которое наблюдается, например, в водоносных пластах зоны насыщения. Эта величина определяется теми же способами, что и пористость, и выражается в процентах к весу породы.

Неполной, или капиллярной, влагоемкостью называют способность породы удерживать в капиллярах определенное количество воды. Величина капиллярной влагоемкости, определенная экспериментально, колеблется в зависимости от принятой методики определения. Для пород, обладающих только капиллярными порами, она равна полной влагоемкости.

Максимальной молекулярной влагоемкостью называется количество воды, удерживаемое в виде пленок на частицах породы силами молекулярного притяжения.

Максимальная молекулярная влагоемкость породы может быть определена по гранулометрическому составу на основании опытных данных, имеющихся для некоторых фаций:

 

Диаметр частиц. мм Максимальная молекулярная влагоемкость, %
1,00-0,50 1,57
0,50-0,25 1,60
0,25-0,10 2,73
0,10-0,05 4,75
0,05-0,005 10,18
0,005-0 44,85

Можно указать и другие приемы определения максимальной молекулярной влагоемкости горных пород.

1. Способ высоких колонн сводится в основном к определению влажности в слоях грунта над капиллярной зоной после стекания гравитационной воды.

2. Способ центрифугирования заключается в удалении из образца грунта гравитационной воды при помощи мощной центрифуги; для глинистых грунтов рекомендуется применять центрифугу, развивающую ускорение, превышающее ускорение силы тяжести более чем в 5000 раз.

3. Метод влагоемких сред состоит в удалении гравитационной воды путем прессования пробы грунта среди слоев фильтровальной бумаги.

     Максимальной гигроскопической влагоемкостью, или максимальной гигроскопичностью, называется максимальное количество гигроскопической воды, поглощакиое породой из атмосферы с выделением тепла. Величина зависит от гранулометрического состава породы, поэтому по ней иожно определить величину поверхности частиц (таблица 8.1)

     Максимальная гигроскопичность породы определяется путем высушивания образца, предварительно увлажненного особым способом, при 105-110 0 до постоянного веса.

 

 

Таблица 8.1.

 

Породы Максимальная гигроскопичность,% Поверхность частиц (на 1г породы) м2
Мелкий кварцевый песок 0,03 0.14
супесь 1,40 5,60
Средний суглинок 3,00 12,00
каолин 3,19 21,60
Тяжелая глина 23,61 95,24

Водоотдачей называется разность между полной и максимальной молекулярной молекулярной влагоемкостью. Удельная водоотдача характеризует количество гравитационной воды, которое можно получить из 1 м3 породы. Таким образом, коэффициентом водоотдачи может быть названо отношение количества воды, которое может отдать порода, к общему объему воды в породе. Количество отдаваемой воды можно выражать в кубических метрах, литрах и процентах. Для гидрогеологических расчетов правильное определение величины водоотдачи имеет большое значение.

Водопроницаемость – это способность горной породы пропускать через себя воду. Степень водопроницаемости породы не определяется абсолютной величиной пористости, она зависит от размера пустот или диаметра пор. Горная порода с весьма значительной пористостью может быть непроницаемой, как, например. Глина, пористость которой часто достигает 60%. Песок же, пористость которого составляет 30%, отличается хорошей водопроницаемостью.

По степени водопроницаемости горные породы можно подразделить на три группы:

1. водопроницаемые, к которым относятся осадочные рыхлые обломочные породы (галечник, гравий, песок), а также трещиноватые компактные породы.

2. полупроницаемые, т.е. глинистые пески, лесс, торф, рыхлые разности песчаников, реже пористые известняки и мергели.

3. непроницаемые (водоупорные), к которым принадлежат массивные кристаллические и осадочные породы. Если только они не трещиноваты, а также глины.

Водопроницаемость пород, зависящая от наличия трещин и разломов, называется макропроницаемостью, а зависящая от наличия пор, - микропроницаемостью.

 

 

Тема 8.2

Дата: 2018-12-21, просмотров: 294.