Подземные воды

Подземные воды играют существенную роль в ходе геологического развития земной коры. Их широкое и повсеместное распространение и подвижность приводят к постоянному взаимодействию с горными породами, к перераспределению вещества, к образованию и разрушению месторождений полезных ископаемых и т. д. Геологическая работа подземных вод прежде всего выражается в химическом взаимодействии с горными породами — в растворении, гидратации, гидролизе, карбонатизации, окислении, выщелачивании, переносе и переотложении вещества.
Растворение, выщелачивание, перенос и переотложение пород подземными водами наглядно проявляются при образовании карста и суффозии.
Суффозией (от лат. suffosio — подкапывание) называется вынос из горных пород подземной водой растворенных веществ и мелких минеральных частиц. Она особенно широко проявляется в лёссах и лёссовидных грунтах и сопровождается проседанием поверхности с образованием небольших суффозионных воронок, западин и блюдец. Суффозия наблюдается на склонах долин, в оврагах, на ровной поверхности (в степях); часто вызывает суффозионные оползни. Карстово-суффозионные процессы развиваются в песчаниках и конгломератах с известковым, гипсовым и другим растворимым цементом. Цемент выносится в растворе, а песок и галька — водой, уже чисто механически. Так создаются иногда значительные подземные пустоты и полости, сходные с глубинными формами карста.

Плывуны. Способность песков в водонасыщенном состоянии разжижаться, оплывать, засасывать в себя тяжелые предметы известна строителям очень давно (при вскрытии котлованов, бурении скважин и др. работах). Плывун – это не тип грунта, а его состояние. Выделяют два вида плывунов:
- Ложные, пассивные, «псевдоплывуны». Их плывунность вызвана гидравлическим градиентом, взвешивающим действием воды при фильтрации. Ложными плывунами может быть гравий и галечник при восходящем движении подземных вод. Но они легко отдают воду и становятся нормальными грунтами при устранении градиента воды.
- Истинные плывуны – это определенный тип грунтов – пылеватые пески и супеси, в которых кварцевые частицы окружены глинистой оболочкой. В замоченном состоянии они плохо отдают воду и не осушаются обычными способами (дренажом). Их коэффициент фильтрации мал (К_ф = доли м/сутки). Истинные плывуны обладают тиксотропией, т.е. разжижением при механическом воздействии и восстановлением прочности после прекращения воздействия.
Методы борьбы с плывунами:1) Шпунты; 2) Замораживание 9временная мера); 3) Иглофильтры; 4) Электроосмос и электрохимическое закрепление; 5) Силикатизация; 6) Различные конструктивные мероприятия (например, опускные колодцы)

КОЛЬМАТАЦИЯ, кольматаж— процесс естественного проникновения или искусственного внесения мелких (главным образом коллоидных, глинистых и пылеватых) частиц и микроорганизмов в поры и трещины горных пород, в фильтры очистных сооружений и дренажных выработок, а также осаждение в них химических веществ, способствующее уменьшению их водо- или газопроницаемости.

23)

Просадкой грунтов называется быстро протекающая осадка, возникающая при коренном изменении структуры грунтов вследствие избыточного увлажнения. Просадочные грунты относятся к структурно-неустойчивым грунтам, которые меняют свои физико-механические свойства при внешних воздействиях. Свойством просадки обладают обычно лёссы и лёссовидные суглинки. Вследствие наличия крупных пор эти грунты иногда называют макропористыми.

Просадочные лёссовые грунты обладают следующими свойствами: они состоят в основном из пылеватых частиц, имеют большую пористость (около 50 %) и малую влажность. На образцах грунта видны крупные поры (макропоры диаметром 0,5... 5,0 мм и более). В грунте содержится значительное количество карбонатов. При замачивании они быстро размокают и теряют первоначальную структуру. Расчет оснований, сложенных лёссовыми грунтами, выполняют по деформациям, которые равны сумме осадки от внешней нагрузки и просадки при замачивании. Просадочные грунты характеризуются относительной просадочностью, начальным просадочным давлением и начальной просадочной влажностью.

Относительная просадочность — это относительная деформация грунта при его замачивании под нагрузкой. Она устанавливается при испытаниях грунтов при разных напряжениях, вызванных нагрузкой от фундамента и от собственного веса грунта.

24) Карст — совокупность процессов и явлений, связанных с деятельностью воды и выражающихся в растворении горных пород и образовании в них пустот, а также своеобразных форм рельефа, возникающих на местностях, сложенных сравнительно легко растворимыми в воде горными породами — гипсами, известняками, мраморами, доломитами и каменной солью.

Развитие карста

Наиболее характерны для карста отрицательные формы рельефа. По происхождению они подразделяются на формы, образованные путём растворения (поверхностные и подземные), эрозионные и смешанные. Для развития карстового процесса необходимы следующие условия:

· ровная или слабо наклонная поверхность, чтобы вода могла застаиваться и просачиваться внутрь;

· значительная толщина горных пород, поддающихся карстованию (растворению), и их трещиноватость;

· низкая минерализованность и существенное количество воды, входящей в эти породы;

· уровень подземных вод должен стоять низко, чтобы было достаточное пространство для вертикального движения воды.

Виды карста

По глубине уровня подземных вод различают карст глубокий и мелкий. Различают также «голый», или средиземноморский карст, у которого карстовые формы рельефа лишены почвенного и растительного покрова (например, Горный Крым), и «покрытый» или среднеевропейский карст, на поверхности которого сохраняется кора выветривания и развит почвенный и растительный покров.

Карст характеризуется комплексом поверхностных (воронки, карры, желоба, котловины, каверны и др.) и подземных (карстовые пещеры, галереи, полости, ходы) форм рельефа. Переходные между поверхностными и подземными формами — неглубокие (до 20 м) карстовые колодцы, естественные туннели, шахты или провалы. Карстовые воронки или иные элементы поверхностного карста, через которые в карстовую систему уходят поверхностные воды, называются поноры.