11. Карты гидроизогипс. Практическое применение.

Грунтовые воды создают большие трудности при производстве строительных работ (заливают котлованы, траншеи и т. д.) и мешают нормально эксплуатировать здания и сооружения. Для определения направления движения грунтовых вод и напорного градиента на любом участке применяются карты гидроизогипс. Гидроизогипсы – это линии, соединяющие точки зеркала грунтовых вод, лежащих на одном уровне. Изображение гидроизогипс в плане представляет собой карту гидроизогипс. Для построения карты гидроизогипс показывают абсолютные или относительные отметки уровней воды в скважинах, расположенных по сетке, и соединяют линиями точки с одинаковыми отметками. Сечение гидроизогипс (частоту их заложения) выбирают в зависимости от масштаба карты и густоты расположения точек замера от 0.1 до 10 м. Карты гироизогипс составляют для определенной территории или строительной площадки на определенный период времени, имея карту гидроизогипс можно определить: направление движения подземных вод, скорость фильтрации, глубину заложения.

12. Классификация подземных вод по условиям залегания в разрезе.

По условиям залегания в земной коре подземные воды делят на воды зоны аэрации: почвенные и верховодка – и воды зоны насыщения: грунтовые и межпластовые. Почвенные воды заключены в почве и не имеют водоупора. Верховодка образуется на линзе водоупорных пород, распространена локально, залегает неглубоко, существует временно, малообильна. В условиях континентального климата умеренного пояса она появляется весной после снеготаяния, иногда осенью. Грунтовые воды – воды первого от поверхности постоянного водоносного горизонта, на первом водоупорном слое. Поверхность грунтовых вод называется зеркалом грунтовых вод. Мощность водоносного горизонта – это расстояние по вертикали от зеркала грунтовых вод до водоупора. В водоносных слоях грунтовые воды передвигаются от мест с более высоким уровнем к местам с более низким уровнем, т. е. в соответствии с уклоном водоносного пласта. Скорость их движения (v) прямо пропорциональна коэффициенту фильтрации водоносной породы (k), который зависит от водопроницаемости и определяется по таблице, и уклону подземного потока (i), и вычисляется по формуле Дарси: v=k*i (см/с или м/сут.). Области распространения и питания грунтовых вод совпадают, поэтому мощность и водообилие их подвержены колебаниям, зависящим от изменений климатических и метеорологических условий, а их режиму и свойствам присуши зональные черты. Зональность грунтовых вод проявляется в глубине их залегания от поверхности и соответственно в их чистоте и температуре, а также химическом составе и степени их минерализации. В зонах избыточного и достаточного увлажнения – тундре и лесах (K_ув≥1) – грунтовые воды залегают неглубоко, они ультрапресные и пресные, гидрокарбонатно-кальциевые. В зонах умеренно-недостаточного (неустойчивого) увлажнения – лесостепях и степях (K_ув=1,0-0,3) – залегание вод глубже, они пресные или слабо минерализованные, постепенно становятся сульфатными. В зонах недостаточного увлажнения – полупустынях (K_ув=0,3-0,1) и крайне недостаточного увлажнения – пустынях (K_ув<0,1) – воды глубоко залегающие, минерализованные, обычно хлоридные. Температура грунтовых вод в сглаженном виде повторяет годовой ход температуры воздуха, но максимумы и минимумы температуры запаздывают, и тем больше, чем глубже залегают грунтовые воды. Чистота грунтовых вод определяется глубиной их залегания от поверхности – чем глубже, тем чище. Геолого-геоморфологические условия и вещественный состав пород вносят разнообразие и обусловливают специфику грунтовых вод в пределах природных зон. Например, при глубоком и густом долинно-балочном расчленении земной поверхности воды залегают глубже. В целом же грунтовые воды относительно чистые, обычно пресные, постоянные и широко используются для хозяйственно-бытовых нужд в сельской местности. 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 (артезианские) 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.

13. Межпластовые воды, условия их залегания, практическое значение для целей водоснабжения и при ведении работ в котловане (траншее).

14. Мерзлотные (геокриологические) процессы: морозное пучение, просадки при оттаивании, наледи, термокарст и др.

15. Мерзлые грунты, состав, состояние.

16. Методы инженерно-геологических изысканий.

17. Механическая суффозия, условия проявления, способы защиты.

Суффозия - вынос мелких минеральных частиц породы фильтрующейся через неё водой. Процесс близок к карсту, но отличается от него тем, что суффозия является преимущественно физическим процессом и частицы породы не претерпевают дальнейшего разрушения. Одна из характеристик размываемости грунтов. Суффозия приводит к проседанию вышележащей толщи и образованию западин (суффозионных воронок, блюдец, впадин) диаметром до 10 и даже 100 метров, а также пещер. Другим следствием может быть изменение гранулометрического состава пород как подверженных суффозии, так и являющихся фильтром для вынесенного материала. Наиболее широкое развитие суффозия получает в области распространения лёссов и лёссовидных суглинков, под склонами долин рек, часто по ходам роющих животных. Основными условиями развития механической суффозии являются: неоднородность гранулометрического состава песчаных грунтов, при которой возможен вынос мелких частиц из песчаной толщи; критическая величина вымывающих скоростей фильтрационного потока; наличие условий для выноса мелких частиц на дневную поверхность в основаниях склонов, строительных котлованов, различных выемках и т.д. Виды суффозии: Механическая — вода при фильтрации отрывает и выносит целые частицы (глинистые, песчаные). Химическая — вода растворяет частицы породы (соли, гипс) и выносит продукты разрушения. Химико-физическая — смешанная (часто происходит в лёссе). К основным мероприятиям по борьбе с механической суффозией следует относить: прекращение движения воды через размываемый массив, осушение или уменьшение скоростей движения воды до безопасных величин, перекрытие мест выхода подземных вод тампонированием или присыпкой песка, искусственное закрепление ослабленных суффозией пород методами технической мелиорации (цементацией, глинизацией, битуминизацией и т.д.)