8. Суффозионные процессы, меры борьбы с суффозией.

Суффозия (от латинского «подкапываю») – процесс выноса частиц горных пород движущимися (фильтрующимися через породу) подземными водами. Различают механическую и химическую суффозию.

Под механической суффозией понимают разрыхление и вынос частиц пород, даже не содержащих растворимых в воде минералов, током фильтрующейся воды

Под химической суффозией понимают выщелачивание и вынос в растворенном виде водорастворимых минералов и горных пород.

Для борьбы с суффозией применяют меры по прекращению движения воды через размываемый массив:

- регулирование поверхностного стока или перехват подземных вод дренажными устройствами для предотвращения поступления и фильтрации воды;

- устройство защитных покрытий для защиты горных пород от поверхностного выветривания;

- устройство обратных фильтров (в основании плотины в ее нижнем бьефе) или поверхностных дренажей для вывода подземных вод и предотвращения вымывания частиц пород;

- конструктивные особенности сооружений для уменьшения скоро сти движения и увеличения пути фильтрации подземных вод;

- искусственное улучшение свойств пород путем силикатизации, цементации и пр. для снижения фильтрации. Нагнетание затвердевающих (схватывающихся) материалов в породы (поры, каналы, трещины).

8. Классификация подземных вод.

К подземным относят воды, которые находятся в порах, трещинах или пустотах горных пород и грунтов, обладающих водоотдачей, то есть, содержащаяся в них вода является свободной, способной перемещаться (см. рис. 6.1). Подземные воды и все, что с ними связано, изучает геологическая наука гидрогеологи я.

По своему происхождению подземные воды подразделяются на три группы:

1. Остаточные подземные воды это – воды бывших морских водоемов, которые находились в донных морских осадках и сохранились в них после отступления моря и накопления сверху новых осадков. Остаточные воды характеризуются повышенной минерализацией (рассолы) и залегают на очень больших глубинах.

2. Ювенильные подземные воды образовались при конденсации выделяемых магмой паров воды. В процессе проникновения в верхние горизонты земной коры, часто смешиваются с водами другого происхождения, образуя так называемые минеральные воды, обычно высокотемпературные.

3. Инфильтрационные подземные воды образуются в результате инфильтрации (просачивания) выпадающих на земную поверхность осадков вглубь Земли.

В строительной практике с первыми двумя группами подземных вод обычно не встречаются, а воды третьей группы встречаются повсеместно: в любом, даже самом засушливом районе Земли, с определенной глубины неизбежно присутствие подземных вод. Даже если там весьма редки осадки, воды образуются за счет конденсации водяных паров атмосферы при суточных перепадах температуры.

8. Основной закон фильтрации (закон Дарси). Способы определения скорости движения подземных вод.

Закон Дарси:

v = k * j,

где k (или kф) – коэффициент фильтрации (показатель, который характеризует водопроницаемость породы и зависит от ее пористости).

kф =(n *vо)/j,

где vо – истинная скорость потока.

Выражение Дарси отвечает медленному и спокойному струйчатому движению воды в грунте – ламинарное движение. Когда частицы жидкости при движении отрываются от ее основной массы и начинают двигаться по разным траекториям, сталкиваясь между собой, такое движение называется турбулентное или вихревое

Определение направлений и скоростей движения подземных вод непосредственно полевыми наблюдениями возможно лишь для грунтовых и карстовых потоков, редко - для напорных вод. Для прямого определения направления и скорости движения подземных вод используют индикаторы, загружаемые в специальные загрузочные скважины и затем фиксируемые в соседних наблюдательных скважинах.

Для проведения опыта по определению скорости движения подземных вод при установленном направлении потока закладывают куст из четырех скважин; верхнюю скважину делают пусковой, а нижние по течению - наблюдательными.