Генезис осадочных горных пород

Сейсмосели

В результате землетрясений отколовшиеся фрагменты ледников или горных пород могут преградить путь рекам, образовывая очень неустойчивые плотины. При разрушении такой плотины вода из нее сбрасывается не постепенно а моментально, что способствует накоплению потоком немыслимой кинетической энергии.

Лахары

Лахары — селевые потоки вулканического происхождения. В результате выброса лавы или схода пирокластических потоков происходит быстрое таяние снежного покрова и ледников на склонах вулкана, а образовавшаяся вода смешивается с пеплом и горными породами. При извержении Везувия 79 года, под пеплом которого были похоронены Помпеи, город Геркуланум завалило трёхметровым слоем грязекаменной массы, принесённой лахаром. При раскопках обнаружено, что селевой панцирь Геркуланума значительно более плотный, чем пепловый слой Помпей.

Связные

К связным относят грязекаменные потоки, в которых вода практически не отделяется от твёрдой части. Они обладают большим объёмным весом (до 1,5—2,0 т/м³) и большой разрушительной силой. К несвязным относят водокаменные потоки. Вода переносит обломочный материал и по мере уменьшения скорости откладывает его в русле или в области конуса выноса на предгорной равнине. Объёмный вес водокаменных селей

В селевом бассейне выделяют следующие зоны:

Зона зарождения (питания)

Зона транзита

Зона аккумуляции

По степени насыщенности наносами и их фракционному составу

Грязевые сели — смесь воды с мелкозёмом при небольшой концентрации камней, объёмный вес у=1,5—2 т/м³

Грязекаменные сели — смесь воды, гальки, гравия, небольших камней, у=2,1—2,5 т/м³

Водокаменные (наносоводные) сели — смесь воды с преимущественно крупными камнями, у=1,1—1,5 т/м³

Борьба с селями

Сели могут производить огромные разрушения. Борьба с селями ведется преимущественно путём закрепления почвенного и растительного покрова, строительства специальных гидротехнических сооружений.

Для борьбы с селями проводят профилактические меры и строительство инженерных сооружений.

Применение тех или иных способов борьбы определяют зонами селевого бассейна. Профилактические меры принимают для предупреждения появления селя или ослабления его действия ещё в самом начале процесса. Наиболее радикальным средством является лесонасаждение на селеопасных горных склонах. Лес регулирует сток, уменьшает массу воды, рассекает потоки на отдельные ослабленные струи. В зоне водосбора нельзя вырубать лес и нарушать дерновый покров. Здесь же целесообразно повышать устойчивость склонов террасированием, перехватывать и отводить воду нагорными канавами, земляными валами.

В руслах селей наибольший эффект дают запруды. Эти сооружения из камня и бетона, установленные поперек русла, задерживают сель и отбирают у него часть твёрдого материала. Полузапруды отжимают поток к берегу, который менее подвержен разрыву. Селеулавливатели применяют в виде котлованов и бассейнов, закладываемых на пути движения потоков; строят берегоукрепительные подпорные стенки, препятствующие размыву берегов русла и защищающие здания от ударной силы селя. Эффективны направляющие дамбы и селехранилища. Дамбы направляют поток в нужном направлении и ослабляют его действие.

На участках населённых пунктов и отдельных сооружений, расположенных в зоне отложения пролювия, устраивают отводные каналы, направляющие дамбы, русло рек забирают в высокие каменные берега, ограничивающие растекание селевого потока. Для защиты дорожных сооружений наиболее рациональны селеспуски в виде железобетонных и каменных лотков, пропускающих сели над сооружениями или под ними.

 

19. Виды пролювиальных отложений, их состав и физико-механические свойства.

В горных областях с засушливым климатом бурный поток, выходя из узкой долины на равнину, резко уменьшает скорость и в связи с этим откладывает здесь весь или почти весь переносимый им материал в форме конуса. Осадки, отложенные рекой ниже устья горной долины и имеющие форму конуса, называются пролювиальными, или пролювием.

При этом в верхней части конуса отлагаются валуны в галечники, которые ниже сменяются песками и гальками. В средней части конуса осаждаются преимущественно пески и супеси и, наконец, по окраинной (периферической) его части осаждается глинистый материал.

Пролювий хорошо развит только в засушливых областях. Здесь даже постоянные потоки (т. е. потоки, текущие круглый год), выходя из гор в пустыню, иссякают вследствие сильного испарения.

Весь принесенный ими материал идет на формирование конуса.

В областях с влажным климатом боковые выносы рек уносятся главной рекой, т. е. пролювий не возникает. Здесь широко развиты аллювиальные отложения.

20. Геологическая деятельность рек. Виды аллювиальных отложений, их состав и физико-механические свойства.

Река – постоянный водоток, совершает две геологические работы – эрозия и оккумуляция.

 

Эрозия – размыв речной долины (каждая река имеет речную долину).

 

 

Реки:

1) Горные

2) Равнинные

 

Горные реки – донная эрозия, течение быстрое.

 

 

Река

 

Равнинные реки – боковая эрозия, течение медленное

 

река

 

 

 

Размывается Изгибы реки - меандр

Размывается только одна сторона!!!

 

Размывается

 

Строение речных долин

 

 

Долины симметричные – горные реки

Долины ассиметричные – равнинные реки

 

 

III

II

П (пойменная терраса) – заливается

I П в период разлива рек

I,II,III – надпойменные террасы,

бывшие пойменные

Русло Дно

 

Река (равнинная)

 

Аккумуляция – перенос и отложение продуктов разрушения (эрозии).

Аллювиальные отложения (alQ – речные отложения.

 

Реку можно разделить:

1) Русловая часть (горн. – гравий и галечник, равн. – глина)

2) Пойменная часть (глины и илы)

3) Дельтовая часть (илы)

 

Как строить в речных долинах:

Горные долины – благоприятны для строительства.

В пойменных террасах очень трудно строить, т.к. там плохие грунты (илы), а под ними агрессивные подземные воды, они затопляемы.

 

Защита от эрозии – наброска рваного (бутового) камня, установка защитной стенки.

 

21. Геологическая работа волн, возникающих на поверхности воды. Виды морских отложений, их состав и физико-механические свойства.

Морские отложения, донные осадки современных и древних морей Земли. Преобладают над континентальными отложениями, слагая более 75% общего объёма осадочной оболочки материковой земной коры. Формирование Морские отложения началось с появлением первых морей в архее или в ещё более отдалённом геологическом прошлом, около 3,5—4 млрд. лет назад, и происходило в течение всей геологической истории. Ископаемые Морские отложения превращены процессами диагенеза в осадочные горные породы. К Морские отложения относятся большинство известняков, доломитов, мергелей и кремнистых пород, значительная часть глин и аргиллитов, алевролитов, песчаников, конгломератов, а из полезных ископаемых — многие железные и марганцевые руды, большинство фосфоритов, горючие сланцы и др. Многие метаморфические горные породы (гнейсы, сланцы, мраморы) первоначально накапливались как Морские отложения

Из поступающего на дно водоёма осадочного материала разного происхождения образуются основные типы Морские отложения — терригенные, биогенные, хемогенные и вулканогенные, а также различные их сочетания.

В зависимости от глубины, удалённости берега, форм рельефа дна, течений, условий обитания осадкообразующих организмов и др. факторов в пределах отдельных морских бассейнов существуют одновременно разнообразные обстановки осадкообразования, в которых развиваются разные фации Морские отложения Так, в прибрежной наиболее мелководной зоне под воздействием волнения накапливаются терригенные пески, галечники, ракушечники, а в участках затишья и близ устьев рек — глины, алевриты. На подводных поднятиях и на открытых шельфах часты ракушечные и детритовые биогенные известковые осадки, пески; во впадинах эпиконтинентальных морей преобладают глины,

Глубоководные Морские отложения, накапливающиеся главным образом в котловинах глубоких морей, преимущественно тонкозернистые (глины, алевриты, известковые и кремнистые илы), но встречаются и пески, отложенные придонными течениями. На склонах образуются подводно-оползневые отложения. В центральных частях обширных глубоких морей, куда поступает мало терригенного материала, Морские отложения приобретают пелагический облик, приближаются к океаническим осадкам (пелагические диатомиты, известняки). На дне и у подножий склонов замкнутых котловин образуются Морские отложения, обогащенные органическим веществом.

Ископаемые Морские отложения распознаются по содержащимся в них остаткам или следам жизнедеятельности морских организмов, которые, однако, могут отсутствовать (особенно в глубоководных Морские отложения). Признаками Морские отложения служат некоторые аутигенные минералы (глауконит), структурные и текстурные особенности пород.

Массы Морские отложения, их состав и распределение на поверхности Земли зависят в первую очередь от тектонического режима и климатических условий. Тектонические движения предопределяют образование морских бассейнов, их конфигурацию, основные черты рельефа дна и прилегающих берегов, обусловливают трансгрессии и регрессии моря, влияют на интенсивность осадконакопления и на мощности накапливающихся толщ Морские отложения Характер Морские отложения в тектонически подвижных геосинклинальных областях и на относительно стабильных платформах существенно различен. Для первых характерны большие мощности, формирование на начальных и заключительных стадиях тектонических циклов глубоководных Морские отложения: кремнистых и глинистых пород, туфов и туффитов, мергелей, пелитоморфных пелагических известняков, а также полимиктовых и граувакковых обломочных отложений — конгломератов, песчаников, алевролитов, ритмично-слоистого флиша, подводно-оползневых отложений, рифовых известняков. Платформенные Морские отложения — мелководные органогенные известняки и доломиты, тонкозернистые терригенные породы (глины, мергели, мелкозернистые песчаники — кварцевые, нередко глауконитовые) накопились преимущественно в эпиконтинентальных морях и отличаются небольшими мощностями.

 

22. Геологическая деятельность ледников. Ледниковые и ледниково-речные отложения. Их состав физико-механические свойства.

Сейчас льды занимают 10 % поверхности суши, 98,5 % полярные области и 1,5% – высокие горы. Различают 3 типа ледников: горные, плоскогорий и материковые.

Горные ледники образуются высоко в горах на вершинах, в ущельях, впадинах, различных углублениях. Они движутся на Кавказе со скоростью 0,03 – 0,35 м/сут, на Памире — I – 4 м/сут.

Ледники плоскогорий залегает сплошной массой и по ущельям спускаются в виде языков. Такой ледник располагается сейчас на Скандинавском полуострове.

Материковые ледники залегают сплошным покровом в Антарктиде (4200 м), Гренландии (>2400 м) и в других местах. Скорость движения льда к океану в Гренландии составляет 4 – 38 м/сут. На побережье льды раскалываются, и огромные глыбы (айсберги) ветром и течениями уносятся в открытый океан.

Разрушительная работа ледников. При своем движении лед под действием тяжести и вмерзших в него обломков истирает и вспахивает поверхность земли, создавая котловины, рытвины, борозды. При толщине ледника 100 м на его ложе давит 920 МПа. В результате обработки льдом образуются округленные формы скал в виде «бараньих лбов», «курчавых скал», «штрихованных валунов» и т. д.

 

23. Виды несогласий.

Стратиграфические несогласия по ряду различных признаков (по величине угла несогласия, отчетливости выражения поверхности несогласия, площади распространения, условиям возникновения и др.) могут быть разделены на несколько видов.

1. По величине угла несогласия могут быть выделеныпараллельное, угловое, азимутальное угловое игеографическое несогласия.

Параллельное несогласие – такое несогласие, когда два соприкасающихся разновозрастных комплекса залегают одинаково. Оно выражается перерывом в осадконакоплении и параллельным залеганием слоёв выше и ниже поверхности несогласия (рис. 1.42 б). Легко устанавливается, если по обе стороны поверхности несогласия состав пород разный или разновозрастные руководящие остатки ископаемой фауны и флоры, либо есть поверхности подводного размыва или наземной денудации (коры выветривания и др.).

Рис. 1.42. Согласное (а) и несогласное параллельное (б) и угловое (в) залегание.

Угловое несогласие – такое несогласие, когда два соприкасающихся комплекса залегают под разными углами. Оно выражается перерывом в осадконакоплении, в промежуток которого произошло нарушение нижележащих слоёв (изменение угла наклона, складчатость), что привело к разному углу наклона слоёв, расположенных по обе стороны поверхности несогласия (рис. 1.42 в).

Азимутальное угловое несогласие – такое несогласие, когда простирание и углы залегания двух соприкасающихся разновозрастных комплексов разные. Оно обусловлено перерывом в осадконакоплении, в промежуток которого произошло нарушение нижележащих слоёв (изменение угла наклона, складчатость), что привело к разному углу наклона слоёв, расположенных по обе стороны поверхности несогласия. Только перерыв этот должен быть более продолжителен.

Географическим несогласием называется угловое несогласие с углом менее 1º. Такое несогласие может быть установлено только при картировании обширных территорий, когда можно проследить налегание одного горизонта на разные подстилающие стратиграфические горизонты без видимого нарушения параллельности положения поверхностей наслоения тех и других.

2. По отчетливости поверхности несогласия различают: явное несогласие (с отчётливо выраженными поверхностями несогласия) и скрытое несогласие (с неопределённым положением поверхности несогласия).

Рис. 1.43. Схема основных типов структур согласного (I) и несогласного (II) залегания горных пород.

Скрытое несогласие (рис. 1.43) может быть между одинаковыми по составу, но разными по возрасту породами. В «немых» толщах его выделит очень трудно. Оно выделяется также там, где трудно выявить и провести поверхность несогласия (например, залегание аркозовых песчаников на сильно выветрелых гранитах, туфопесчаников на туфах и т.д.).

3. По площади распространения выделяются региональные и местные несогласия.

Региональные несогласия проявляются на огромных территориях, вызываются общими для больших площадей вертикальными поднятиями, и знаменуют важные геотектонические события (например, несогласие между палеозоем и мезозоем в Средней Азии, между нижним и средним палеозоем на Урале и т.д.).

Местные несогласия не имеют широкого распространения и отражают движения и рост отдельных структур. Они образуются обычно в прогибах на локальных структурах поднятия, если поверхность осадконакопления оказывается в пределах действия волновых колебаний или выше уровня воды.

4. По условиям возникновения несогласия делятся на истинные, ложные и внутриформационные несогласия.

Истинные несогласия фиксируют перерывы в отложении осадков, вызванные вертикальными движениями земной коры (поднятиями). Они формируются в длительные отрезки времени.

К ложным несогласиям относятся различные сложные, но всегда местные размывы в сериях косослоистых пород, сопровождающиеся иногда видимыми угловыми несогласиями (краевое, рассеянное, дисгармоничное). Косая перекрещивающаяся и диагональная слоистость возникает вследствие постоянного изменения поверхности накопления осадка и его перемыва и переотложения (рис. 1.43). Краевое несогласие наблюдается по краям бассейна осадконакопления и заключается в последовательном утонении и выклинивании отдельных горизонтов с образованием очень слабых угловых несогласий и трансгрессивных перекрытий. Рассеянное (дисперсное) несогласие образуется при развитии складок во время накопления осадков и погружения дна бассейна. Дисгармоничное тектоническое несогласие возникает в результате процессов складкообразования, обусловленных резкими различиями пластичности смежных стратиграфических горизонтов. Высокопластичные слои претерпевают более интенсивное смятие, чем подстилающие или перекрывающие их низкопластичные породы.

Внутриформационные несогласия включают несогласия, возникающие в результате размыва, происходящего одновременно (сингенетично) с накоплением осадков. Основная роль при их формировании принадлежит донным течениям. Эти несогласия не отражают переломных моментов в геологической истории района, а характеризуют лишь изменения физико-географических условий в области накопления осадков (например, увеличением скорости движения водной среды) или в зоне денудации.

Если же несогласное залегание возникло в результате тектонических перемещений одних толщ относительно других, то такое несогласие называется тектоническим.

24. Формы залеганий метаморфических горных пород.

Формы залегания метаморфических пород в значительной мере определяются типом метаморфизма и происхождением (осадочным или магматическим) горных пород. Метаморфические породы, возникшие из осадочных и осадочно-вулканогенных толщ, могут быть интенсивно деформированы, тогда как интрузивные массивы при метаморфизме обычно более или менее сохраняют свою первоначальную форму, которая часто является единственным критерием для их выделения (например, для расчленения ортогнейсов и парагнейсов в регионально метаморфизованных толщах).

При автометаморфизме изменение формы интрузивных массивов происходит иногда лишь за счет изменения их объема. Например, при серпентинизации ультраосновных пород увеличение их объема вызывает характерную деформацию во вмещающих породах (мелкая складчатость, разломы в контактовой зоне). При динамометаморфизме породы интенсивно деформируются — часто образуют весьма сложные складки, заполняют трещины (тектониты, милониты), мощные зоны смятия, возникающие как в связи с проявлениями складчатости, так и независимо от нее. При региональном метаморфизме измененные породы часто сохраняют первичную слоистость, хотя слои, пласты и линзовидные тела бывают интенсивно дислоцированы и деформированы. В слоистых метаморфических толщах образуются специфические формы, среди которых наиболее характерны тектонические линзы или будины (от франц. boudin — колбаса), мигматиты, птигматиты.

Тектоническое линзование, или будинирование, происходит в слоях хрупких или твердых пород, залегающих внутри пластичных. При сдавливании толщи под нагрузкой вышележащих пород или в результате стресса пластичные породы текут и разрывают включенный в них хрупкий или менее пластичный слой либо на изолированные куски, либо на линзовидные части, часто соединенные тонкими шейками (рис. 150).

25. Основные типы складок, встречающихся в земной коре, и их влияние на условия строительства.

В каждой складке различают ядро (или свод) и крылья. От того, как образовались складки, какая у них форма, зависит их название. Основные виды складок — синклинальная и антиклинальная. В синклинальной складке в ядре (центральной части) находятся породы более молодые, чем на ее крыльях. Можно представить себе, что горизонтальные слои прогнулись вниз при образовании такой складки. Антиклинальная складка, напротив, имеет в ядре более древние породы. Как бы испытав давление снизу, она изогнулась вверх.

В природе огромные складки таких типов часто являются отрицательными формами рельефа — долинами. Если складка синклинальная, то русло реки проходит по наиболее молодым породам. Скорее всего они оказались менее прочными и река смогла их разрушить в первую очередь Склоны долины такой реки пологие. В случае антиклинальной долины река прокладывает своё русло по древним породам, а на склонах выходят остатки складки в виде уступов. Когда между слоями находятся водоносные горизонты, на таких склонах часто встречаются родники, можно заметить, что среди них есть острые, с углом складки менее 90°; тупые, с углом более 90°; и сундучные складки, с плоскими сводами и крутыми крыльями. Если представить себе, как и в какой последовательности образовывались эти слои и изгибались в столь причудливые сочетания, можно почувствовать себя в машине времени.

 

26. Разрывные дислокации и их влияние на условия строительства в районах развития.

Складчатые дислокации. Под дислокациями понимают вторичные формы залегания горных пород. При колебаниях часто происходит смятие слоев (пластов) пород в складки или их наклон (рис.8) без разрыва сплошности. В вершинах складок они всегда бывают трещиноваты, а иногда даже раздроблены. При первичном (ненарушенном) залегании осадочных пород их расположение не меняется и остается таким же как при формировании.

Разрывные дислокации имеют нарушения сплошности пластов. На территории Беларуси новейшие дислокации не образуются, но старые встречаются. Примером служит Припятский грабен (рис. 9), поверху которого очень много отложений морского происхождения.

К разрывным дислокациям относятся (рис. 10) сбросы, взбросы, сдвиги, грабены, горсты, надвиги.

Рис. 8. Складчатые дислокации:

а – моноклиналь; б – флексура; в – антиклиналь;

г – синклиналь; О – ось складок; П – поверхность земли

Рис. 10. Разрывные дислокации:

а – сброс; б – ступенчатый сброс; в – взброс; г – надвиг; д – грабен; е – горст;

1 – неподвижная часть толщи; 2 – смещаемая часть; П – поверхность земли;

р – разрыв слоев

27. Основные виды трещиноватости горных пород и их влияние на прочность оснований сооружений.

Под трещиноватостю понимают совокупность трещин (разрывов сплошности в массиве горных пород) любого происхождения, всех размеров и направлений.

Трещиноватость является важнейшей характеристикой породного массива, оказывающей существенное влияние на выбор системы разработки, на параметры буровзрывных работ. Ее необходимо учитывать при определении устойчивости горных пород, расчете горного давления, выборе крепи, расчете сетки шпуров и скважин, удельного расхода ВВ, выборе типа ВВ и при решении других задач. Поэтому трещиноватость отнесена к горнотехническим свойствам.

Трещины разделяют на закрытые (с плотно сомкнутыми стенками) и открытые. Ширина раскрытия изменяется от долей миллиметра до десятков сантиметров. Трещины с раскрытием более 1 м относятся к разрывам.

Существует несколько классификаций горных пород по трещиноватости, в основу которых положены генетические, морфологические, горнотехнические и другие признаки. В настоящее время при определении горного давления, расчетах крепи, определении удельного расхода взрывчатых веществ в горном деле пользуются классификацией, представленной в табл. 5.6.

Таблица 5.6. Классификация пород по трещиноватости Межведомственного Совета по взрывному делу

Категории по трещи-новатости	Степень трешиноватости (блочности) массива	Среднее расстояние между трещинами, м	Цельная трешино-ватость, м -1
	Чрезвычайно трещиноватые (мелкоблочные)	До 0,1	Более 10
II	Сильнотрещиноватые (сред-неблочные)	0,1-0,5	10-2
III	Среднетрещиноватыс (круп­ноблочные)	0,5-1	2-1
IV	Малотрещиноватые (весьма крупноблочные)	1-1,5	1-0,65
V	Практически монолитные	Свыше 1,5	До 0,65

 

28. Виды воды в грунте. Влияние различных видов воды на свойства грунтов.

Подземные воды образуются преимущественно путем инфиль-трации. Атмосферные осадки, речные и другие воды за счет гравитации просачиваются по крупным порам и трещинам пород. На глубине они задерживаются на водоупоре, возникают горизонты подземных вод. Количество воды зависит от многих факторов: характера рельефа, состава и водопроницаемости грунтов, климата, растительного покрова, деятельности человека.

Воды земной коры постоянно пополняются ювенильными водами, возникшими в глубине земли с выходом на поверхность Земли в виде паров и горячих источников при вулканической деятельности. В зонах замедленного водообмена образуются минерализованные (соленые) воды так называемого седиментационного происхождения из древних морских осадков в начале геологической истории земной коры.

. Подземные воды подразделяют: по характеру их использования - хозяйственно-питьевые воды, технические, промышленные, минеральные, термальные; по условиям залегания в земной коре (рис. 52) - верховодки, грунтовые, межпластовые, трещинные, карстовые, вечной мерзлоты. В инженерно-геологических целях подземные воды классифицируют по гидравлическому признаку – безнапорные и напорные.

Рис. 52. Классификация подземных вод по условиям залегания в земной коре

 

 

29. Сущность конденсационной и инфильтрационной теорий образования подземных вод.

Конденсационная теория - [condensatio - уплотнение] - теория, объясняющая происхождение подземных вод конденсацией водяных паров атмосферного воздуха в порах, трещинах и других пустотах горных пород. В настоящее время установлено, что подземные воды только частично образуются за счет конденсации водяных паров.

Инфильтрационная теория - теория происхождения подземных вод путем просачивания в почву и горные породы поверхностных вод.

30. Классификация типов подземных вод по условиям их образования.

По условиям залегания выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и напорные, или артезианские.

Верховодкой называются подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабо проницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами. Верховодка занимает ограниченные территории, это явление – временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время гола верховодка исчезает. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание.

К верховодке нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя. Почвенные воды представлены почти связанной водой. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения.

Грунтовые воды. Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они приурочены к выдержанному водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах – выше. Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.

Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.

Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях – один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

Напорные, или артезианские воды. Напорными называют такие воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напрных вод на поверхность Земли. Если в центре такой чаши, или мульды, заложить артезианскую скважину, то вода из нее будет вытекать в виде фонтана по закону сообщающихся сосудов.

Размеры артезианских бассейнов бывают весьма значительными – до сотен и даже тысячи километров. Области питания таких бассейнов зачастую значительно удалены от мест извлечения воды. Так, воду, выпавшую в виде осадков на территории Германии и Польши, получают в артезианских скважинах, пробуренных в Москве; в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой.

Артезианские воды характеризуются постоянством дебита и хорошим качеством, что немаловажно для её практического использования.

 

31. Верховодка. Ее режим и влияние на условия строительства.

Верховодки — это временные скопления подземных под в зоне аэрации над водоупором в периоды обильного снеготаяния и дождей. В остальное время эта вода испаряется или просачивается в нижележащие слои грунтов. Верховодки опасны для строительства подтоплением подземных частей зданий и сооружений (подвалы, котельные и др.) при отсутствии дренажей и гидроизоляции.

При инженерно-геологических изысканиях в сухое время года, верховодка не всегда обнаруживается. Поэтому ее появление для строителей может быть неожиданным.

Грунтовые воды - постоянные во времени и значительные по площади распространения горизонты подземных вод на первом от поверхности водоупоре. Они характеризуются рядом признаков:

1. Имеют свободную поверхность, называемую зеркалом (в разрезе уровень). Положение зеркала часто отвечает рельефу местности, но непостоянно. Водоупор, на котором лежит водоносный слой, называют ложем, а расстояние от водоупора до уровня подземных вод – мощностью водоносного слоя.

Грунтовые воды при свободной поверхности безнапорны, но возможен местный напор при залегании линзы глины в уровне зеркала.

2. Питаются подземные воды за счет атмосферных осадков и поступления воды из водоемов и рек, что изменяет их состав.

3. Грунтовые воды при непрерывном движении и образуют потоки по уклону водоупора. Иногда залегают в форме грунтовых бассейнов в неподвижном состоянии. При выходе на поверхность образуются родники или локальная по площади заболоченность.

4. Количество, качество и глубина залегания грунтовых вод зависят от геологических условий местности и климатических факторов. При строительстве часто встречаются с грунтовыми водами, которые заливают котлованы, траншеи, не позволяют нормально эксплуатировать здания и сооружения.

Межпластовые подземные воды располагаются в водоносных горизонтах между водоупорами. Они бывают ненапорными и напорными (артезианскими). Ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Они связаны с водоносными слоями, заполненными водой полностью или частично (рис. 57)

Рис. 57. Межпластовая ненапорная вода:

1 – грунтовая вода; 2 – первый водоупор;

3 – межпластовая вода; 4 – второй водоупо

 

Рис. 58. Артезианская вода при моноклинальном залегании слоев:

1 – водоупоры; 2 – водоносный слой; 3 – область питания водой; 4 – буровая скважина; 5 – пьезометрический уровень; H – высота напора

 

Рис. 59. Артезианский бассейн при синклинальном

залегании слоев:

1 – водоупор; 2 – водоносный слой; 3 – буровые скважины;4 – область питания водой; 5 – пьезометрический уровень; H – высота напора

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей (рис. 58 и 59). Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном.Напорных подземных горизонтов может быть несколько. Напорность вод характеризуется пьезометрическим уровнем.

 

32. Грунтовые воды, их образование, распространение, условия питания и влияние на условия строительства.

Грунтовые воды. Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они приурочены к выдержанному водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах – выше. Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.

Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.

Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях – один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.

 

 

33. Артезианские воды, их образование, распространение, условия питания и влияние на условия строительства.

Артезианские воды характеризуются постоянством дебита и хорошим качеством, что немаловажно для её практического использования.

Артезианские воды - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Залегают главным образом в доантропогеновых отложениях, в пределах крупных геологических структур, образуя артезианские бассейны.
Вскрытые искусственным путём Артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта. При достаточном напоре они изливаются на поверхность земли, а иногда даже фонтанируют.

В пределах артезианского бассейна различают три области: питания, напора и разгрузки. В области питания водоносный горизонт обычно приподнят и дренирован, поэтому воды здесь имеют свободную поверхность; в области напора уровень, до которого может подняться вода, располагается выше кровли водоносного горизонта. Расстояние по вертикали от кровли водоносного горизонта до этого уровня называются напором. В отличие от области питания, где мощность водоносного горизонта изменяется в зависимости от метеорологических факторов, в области напора мощность артезианского горизонта постоянна во времени. В области разгрузки воды выходят на земную поверхность в виде восходящих источников.

Артезианская вода при моноклинальном

залегании слоев:1 – водоупоры; 2 – водоносный слой; 3 – область питания водой; 4 – буровая скважина; 5 – пьезометрический уровень; H – высота напора

Артезианский бассейн при синклинальном

залегании слоев:1 – водоупор; 2 – водоносный слой; 3 – буровые скважины;4 – область питания водой; 5 – пьезометрический уровень; H – высота напора

Напорные (артезианские) воды связаны с залеганием водоносных слоев в виде синклиналей или моноклиналей. Площадь распространения напорных водоносных горизонтов называют артезианским бассейном. Напорных подземных горизонтов может быть несколько. Напорность