Содержание
Контрольная работа №1
По геологии
Охарактеризуйте свойства минералов
А) Селенит
Минерал-Селенит
Класс минералов: cульфаты
Химический состав:Гипс — минерал, состава CaSO4*2H2O.
Цвет: розовато — белого и янтарно-жёлтого цвета
Цвет черты: белая
Блеск:со стеклянным и перламутровым блеском.
Спайность Совершенная
Твердость: 1,5-2
Диагностические признакитонковолокнистый минерал
Инженерно- геологическая характеристикаструктурная разновидность с характерным волокнистым строением, натриево-кальциевый силикат с шелковистым отливом и мягким атласным блеском
Применение:Применяется как недорогой поделочный камень для изготовления резных художественных и художественно-бытовых изделий,бус и фигурок. Легко шлифуется наждачной бумагой и хорошо полируется. В украшениях может быстро затираться и терять полировку из-за малой твёрдости, и тогда требует новой полировки. Сходство переливчатости селенита с лунным сиянием породило и продолжает порождать много суеверий о, якобы, заключённых в этом камне сверхъестественных силах, чем пользуются всевозможные шарлатаны, приписывая ему множество магических и лечебных свойств.
Б)Мусковит
Минерал-Мусковит
Класс минераловсиликаты
Химический составОкись калия (К2О)
ЦветСерый, белый, бесцветный, светло-желтый, светло-коричневый
Цвет чертыБелая
Блескстеклянный, перламутровый, шелковистый
СпайностьСовершенная.
Твердость2-3
Диагностические признакиПлавится с трудом; при этом образуется серый или желтый стеклянный перл.Поведение в кислотах. Не растворяется, при температуре выше 850ОС происходит потеря воды.
Инженерно- геологическая характеристикаПластинчатые и таблитчатые, короткостолбчатые псевдогексагональные кристаллы, от крупно- до тонкочешуйчатых агрегаты, плотные сплошные чешуйчатые массы, сферолиты
Применениесамый надежный и долговечный диэлектрик. Слюда находит применение в сложнейших энергетических установках, в ЭВМ, в транзисторных приемниках, в электрических выключателях. Она находит применение в индустрии строительных материалов, в деревообрабатывающей промышленности. В металлургической и химической промышленности – вставляется в окна печей, использовалась для изготовления граммофонных мембран и в производстве автомобильных стекол.
Мелкая слюда идет на изготовление кровельных материалов (толь), смазочных веществ, обоев, писчей бумаги, точильных камней, автомобильных шин, огнеупорных красок. Склеенные и спрессованные мелкие куски дают так называемый миканит, заменяющий листовую слюду.
Охарактеризуйте свойства горных пород
А)Кварцит
ПородаКварцит
Тип по происхождению-осадочно-метаморфическая порода
Минеральный состав-горная порода, образовавшаяся в результате изменения осадочных или магматических горных пород под воздействием температуры, давления и состоящая в основном из кварца
Цветсерого, розового, желтого, малиново-красного, темно-вишневого и иногда белого
Структурамелкозернистые породы
Текстура массивная
Инженерно-геологическая характеристикаКварцит отличается очень высокой твердостью и относится к труднообрабатываемым материалам, однако поддается полировке очень высокого качества
ПрименениеОтносительно высокая прочность позволяет делать из кварца вставки в кольца, серьги, броши. Создают из него и более крупные изделия: пепельницы, чаши, вазы. Кварц применяется в стекольной промышленности, часовом деле.
Б)Гравий
Порода-Гравий
Тип по происхождениюрыхлая крупнообломочная (псефитовая) осадочная горная порода.
Минеральный составсодержит обычно примеси песка, глины и органических веществ
Цветбежевый, серый, серо-голубой, пёстрый, рыжий, чёрный.
Структурасостоит из зёрен округлой формы размером 5-70 мм в поперечнике.
Текстураобъёмная и насыпная масса
Инженерно-геологическая характеристикаводопоглощение, прочность по дробимости в цилиндре, содержание слабых зёрен, износ в барабане, морозостойкость
Применение Гравий природного происхождения применяют в качестве крупного заполнителя для армированного и неармированного бетона, для приготовления гравийно-щебёночной смеси, используемой при сооружении железнодорожного пути, в строительстве автомобильных дорог и др. Гравий рекомендуется применять для бетонов марки до 300.
3.Объясните, какие геологический процессы обусловили обраование четвертичных отложений и какими литологическими разностями пород они представлены:
-Озерные
Озерные отложения, которые играют важную роль в химизме озер, большей частью образуются в самих озерах. Обычно они состоят из полуразложившихся остатков водорослей, зоопланктона и более крупных организмов и в озерах, сформировавшихся примерно 10 тыс. лет назад. Изучение колонок озерных отложений показывает, что концентрация бактерий в них очень велика, особенно на контакте донных осадков и воды. Такая же закономерность прослеживается и в концентрации разных химических веществ, например фосфора и аммония. Поскольку озерные отложения обычно холодные и бедны кислородом, в них прекрасно сохраняются свидетельства состояния озера в прошлом, что находит отражение либо в составе и количестве специфических пигментов водорослей, либо в составе поддающихся определению остатков наиболее устойчивых к разложению частей организмов.
Изучение отложений позволяет воссоздать детальную картину смены обстановок в данном озере. Кроме того, поскольку озерные осадки накапливают информацию о природных обстановках всего водосборного бассейна, в них запечатлены и климатические изменения прошлого. Например, изучение состава пыльцы растений в колонке озерных отложений позволяет установить, какие наземные растения были распространены на определенных этапах геологической истории, а учет современных экологических требований этих видов растений – определить, какими были в то время температуры и влажность.
Охарактеризуйте форму дислокации горных пород, дайте схематический рисунок и оцените ее влияние на условия строительства различных сооружений.
-Сброс
Сброс – разрывное нарушение, сопровождающееся перемещением слоев
горных пород по плоскости разрыва, которая называется сбрасывателем, илисместителем. Эта плоскость у сброса наклонена в сторону опущенных слоев. Она разграничивает крылья (бока) сброса, т.е. перемещенные по сместителю части, одна из которых является опущенной (лежачей), а другая – поднятой (висячей). Сброс образуется при перемещении одного крыла или придвижении обоих крыльев в разных направлениях, либо в одном, но с различной скоростью. Величина смещения (амплитуда) у сбросов бывает различнойот весьма незначительной до многих сотен метров. Система сбросов, когдакаждое последующее крыло опущено относительно предыдущего называетсяступенчатым сбросом.
5.Ответьте на один вопрос, который касается гидрогеологических условий строительства:
-Основной закон фильтрации (закон Дарси) коэффициент фильтрации и методы его определения.
ЗАКОН ДАРСИ закон фильтрации жидкости в пористой среде, выражающий линейную зависимость скорости фильтрации от напорного градиента:
где v — скорость фильтрации;
К — коэффициент фильтрации (см.);
i — напорный градиент.
Методы определения коэффициента фильтрации:
На местности бурят несколько колодцев. В один из них добавляют подкрашенную жидкость, в другом засекают ее время появления и замеряют уровень воды, откачивая жидкость.
Достоинств: Грунт в естественном состоянии.
В цилиндр с диаметром D помещают испытываемый образец. Сверху вниз пропускают воду. Уровни в пьезометрах поднимаются на определенную высоту. Замеряя разность уровней и деля на расстояние между пьезометрами получаем гидравлический уклон.
Расход замеряют объемным методом.
Определяют коэффициент фильтрации с помощью формул через другие коэффициенты.
Пр.: C = QμΔl/(ΔРF), коэффициент проницаемости грунта.
По соответствующим таблицам, справочникам для определенного вида грунта находят коэффициент фильтрации.
6. Определите коэффициент фильтрации массива водоносных песков по результатам откачки из одиночной совершенной скважины, заложенной в горизонте грунтовых вод:
Мощность водоносного горизонта Н,м -8
Дебит скважины Q, мсут -644
Понижение уровня воды в скважине S0, м -2
Радиус влияния скважины R0, м -69
Радиус скважины r, м –0,3
Кф = Qln(R/r)/π (2H – S) S
Кф = 644* 5,43/3,14 (2*8 – 2)* 2
Составьте описание геологического процесса. При характеристике процесса необходимо рассмотреть, причины образования, его развития, условия строительства сооружений в районах проявления этих процессов, мероприятия по их предупреждению и борьбе с ними.
-Сели
Сели — паводки с очень большой концентрацией минеральных частиц, камней и обломков горных пород,возникающие в бассейнах небольших горных рек и сухих логов и вызванные, как правило, ливневыми осадками, реже интенсивным таянием снегов, а также прорывом моренных и завальных озер, обвалом, оползнем, землетрясением. Сели двигаясь с большой скоростью, на своем пути нередко производят крупные разрушения. Опасность селей не только в их разрушающей силе, но и во внезапности их появления. Селям подвержено примерно 10% территории нашей страны.
Способы борьбы с селевыми потоками весьма разнообразны. Это возведение различных плотин для задержки твердого стока и пропуска смеси воды и мелких фракции пород, каскада запруд для разрушения селевого потока и освобождения его от твердого материала, подпорных стенок для укрепления откосов, нагорных стокоперехватывающих и водосборных канав для отвода стока в ближайшие водотоки и др. Методов прогноза селей в настоящее время не существует. Вместе с тем для некоторых селевых районов установлены определенные критерии, позволяющие оценить вероятность возникновения селей.
Для возникновения селя требуется одновременно совпадение трех обязательных условий:
— наличие на склонах селевого бассейна достаточного количества легко перемещаемых продуктов разрушения горных пород (песка, гравия, гальки, небольших камней);
-наличие значительного объема воды для смыва со склонов камней и грунта и их перемещения по руслу;
— достаточная крутизна склонов (не менее 10-15°) селевого бассейна и водопотока (русла селя).
К возникновению селевых потоков часто приводят и антропогенные факторы: проводимые на склонах вырубка лесов, взрывные работы, разработка карьеров, массовое строительство.
Заблаговременные мероприятия по предупреждению селей
организуется система оповещения и планируется эвакуация.
| | | следующая лекция ==> | |
| Выпишите в таблицу главнейшие метаморфические породы, укажите их среднюю плотность, предел прочности при сжатии, минералогический состав и область применения в строительстве | | | Translate the report in written form |
Дата добавления: 2016-09-06 ; просмотров: 1188 | Нарушение авторских прав
Откуда появляется вода в кране? Из каких недр ее добывают для удовлетворения постоянно растущих потребностей человечества? В 21 веке достаточное количество воды является одним из основных условий комфортной жизни. Средний объем ежедневного потребления воды одним человеком составляет от 150 до 600 литров. В засушливых регионах, однако, этот показатель не превышает 15 литров.
Любой природный или созданный человеком водоем основан на подземных водоносных горизонтах. Именно от характеристик этих слоев нашей планеты зависит количество и качество воды, наполняющей колодец или скважину. Учеными давно изучены и детально описаны все слои пресной воды, содержащиеся в недрах нашей планеты. Стоит отметить, что на планете наблюдается неравномерное распределение таких слоев, вследствие чего в некоторых регионах фиксируются сложности с доступом к питьевой воде.
Водоносный горизонт – это грунт, в порах и трещинах которого залегает, а может и перемещаться вода. Во время бурения скважины очень важно найти именно такой горизонт, который гарантирует требуемый объем воды высокого качества. Запечатан такой водосодержащий слой водоупорными слоями, чаще всего глинистыми грунтами.
Первый водоносный горизонт
Как известно, водоносные горизонты пролегают в рыхлых, зернистых или пористых породах, полостях и трещинах твердых пластов, которые имеют способность накапливать влагу. Первый водоносный горизонт еще называют верховодкой. Глубина его залегания не превышает 0,5 м в северной тундре, однако может достигать 20-25 м в южных широтах. Состоит этот слой из несцементированных (рыхлых) осадочных пород. В толщину слой достигает 3-4 м. Верховодка не имеет кровли. Ее верхняя граница расположена в области аэрации, вследствие чего обеспечивается непосредственная связь водоносного горизонта с поверхностью. Почти весь объем горизонт получает путем инфильтрации с поверхности почвы. Единственное достоинство этого горизонта состоит в его легкой доступности.
Из минусов стоит отметить:
- сезонность наполнения данного слоя
- прямая зависимость от количества осадков
- нестабильный характер, то есть во время засухи вода может полностью исчезнуть
- низкий уровень очистки воды. Незначительная толщина почвы мешает полноценной задержке химических и органических примесей, которые оказывают влияние на качество жидкости
- загрязнение удобрениями, гербицидами и пестицидами, которые активно используют в сельском хозяйстве, а также продуктами из мусорных полигонов и промышленными отходами.
Верховодка может быть использована исключительно для полива и бытовых нужд. Без длительного кипячения вода не должна использоваться для употребления в пищу.
Во время бурения скважины, которая опускается ниже первого водоносного горизонта, нужно позаботиться о тщательной изоляции от попадания верховодки при помощи системы концентрических обсадных труб.
Грунтовый водоносный горизонт находится в первом водоносном горизонте. Его отличие заключается в расположении на ближайшем от поверхности земли водоупорном слое, в рыхлых или трещинных породах. Наполняет он вследствие просачивания осадков, таяния снегов, вод из рек, ручьев, озер, оросительных каналов.
Количество грунтовых вод меньше зависит от уровня осадков. Тем не менее, во время весеннего таяния снега или обильных дождей оно повышается. В сухое время года наблюдается его истощение. Эту особенность обязательно нужно принимать во внимание перед бурением скважины или копки колодца.
Для питья такая вода не пригодна без кипячения.
Второй водоносный горизонт
Второй подземный водоносный горизонт или межпластовый слой находится между двумя водоупорными пластами грунта. Его объем более стабилен. Наполнение горизонта происходит вследствие инфильтрации грунтовых вод через слабопроницаемые породы. По характеру движения существует две категории подземных вод:
- циркулирующие в рыхлых породах (песчаные, галечные, гравийные)
- аккумулирующиеся в скальных трещиноватых пластах (гранитных, известняковых, доломитовых).
Глубина водоносных горизонтов второго слоя может составлять от 30 до 100 метров. В процессе просачивания через мелкие поры, трещины и каверны вода проходит естественную природную очистку. Чаще всего она соответствует нормативам, прописанным в СанПиНе.
Исходя из типов пород, через которые просачивается жидкость, она будет насыщаться растворенным железом, солями кальция или магния, и прочими веществами. Вследствие этого, их количество может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК), которая прописана в санитарных правилах и нормах. В таком случае необходимо приобрести дополнительное оборудование для очистки воды.
Артезианский водоносный горизонт
Характеристика водоносных горизонтов артезианского типа основана на их глубине. Артезианский водоносный горизонт расположен в особых геологических структурах:
- впадинах
- мульдах, которые представляю собой пологие тектонические прогибы, напоминающие чашу или корыто
- флексурах — коленообразных изгибах слоистых пород.
Этот слой расположен в пористых или щелевых породах, залегающих между двумя водоупорными слоями (известняк, гранит, песчаник). Следовательно, именно этот слой наилучшим образом защищен от действия внешних факторов. Наполнение слоя осуществляется удаленно. Источник питания может располагаться на расстоянии десятков и даже сотен километров. После прохождения таких расстояний, вода природным путем очищается от примесей и загрязнений.
Глубина залегания водоносных горизонтов артезианского происхождения составляет от 100 до 1000 метров.
Из плюсов артезианского горизонта стоит выделить:
- большой объем
- высокий уровень качества и чистоты
- пригодность для питья без дополнительной очистки
- стабильное не лимитируемое количество.
К минусам относят:
- чрезмерную минерализацию
- сложность добычи
- высокую стоимость прибора артезианского водозабора.
В Законе Российской Федерации «О недрах» значится, что расположенные в артезианских водоносных горизонтах воды представляют собой государственный стратегический запас.
Сооружения для добычи воды
В способы добычи воды могут быть разными. Выбор способа зависит месторасположения на участке водоносных горизонтов, их глубины, а также целей использования воды.
Колодец для бытового и сельскохозяйственного использования создается глубиной до 5 метров. Чтобы получить питьевую воду, глубина колодца должна составлять от 10 до 15 метров. Колодец является самым дешевым и простым вариантом создания водозабора. Наличие колодца на участке решает следующие вопросы:
полив участка
наличие воды для технических и бытовых нужд.
Для питья вода из колодца используется исключительно после процедуры кипячения. При выкапывании шахты нужно принимать во внимание объем воды, который способен выдать колодец.
Для питьевых целей стоит использовать второй водоносный горизонт. Скважины на нем обеспечат вас чистой питьевой водой. Ствол, углубленный на 50 метров в подпочвенный песчаный горизонт, является наиболее подходящим для обеспечения загородного дома водой. Чистоту такой воды легко объяснить тем, что суглинок и песок, через который вода попадает в водоносный слой, являются отличным природным фильтром.
Период использования скважин на песок ограничивается истощением этого водного слоя или заиливанием скважины. Чаще всего такие скважины эксплуатируются примерно 8 — 10 лет. Тогда как артезианские водозаборы могут быть использованы более полувека, вследствие неограниченности объема водоносных пластов.
В загородных домах создаются чаще всего скважины на песок. Они более бюджетные.
Методы определения глубины залегания
Определить глубину расположения водоносных горизонтов можно различными способами. К примеру, растения, которые нуждаются в избыточном количестве влаги, прекрасно демонстрируют местонахождение водоносных слоев. Если во время засухи, растения пышные и зеленые, значит, участок богат подземными водами.
Также можно ориентироваться на разновидность влаголюбивых растений. К примеру, если на участке растет камыш, значит, вода находится на глубине от метра до трех. Тогда как рогоза может расти в метре от поверхности водоносного горизонта. Черный тополь растет там, где вода залегает на глубине от полуметра до трех. Березняки и ольха также являются индикаторами присутствия водоносных слоев, а вот наличие сосны говорит совершенно об обратной ситуации.
Для выяснения глубины залегания водоносных жил успешно применяется ручное бурение. Этот способ подходит для земель с мягкими почвами. Бур нужно вести в землю и тщательно на каждом этапе заглубления осматривать почву на предмет появления чрезмерной влаги.
Если глубина скважины относительно небольшая, то ее можно установить своими силами. Но если речь идет о глубине в 30-50 м, то понадобятся специальные буровые установки.
Мощность — водоносный горизонт
Для выявления основных причин, влияющих на качество разобщения н освоения пласта Вь был проанализирован статистический массив гсоло — [ О-те. Методом дисперсионного анализа выявлен ряд факторов, имеющих тесную связь с качеством разобщения, и том числе мощность вышележащего водоносного горизонта , время от вскрытия пласта до момента перфорации колонны, плотность бурового раствора. [31]
Различают три способа водопонижения: поверхностный, из подземных выработок и комбинированный. Область их применения определяется свойствами грунтов, условиями питания подземных вод, коэффициентом фильтрации осушаемых пород, мощностью водоносного горизонта и применяемых технических средств водопонижения. [33]
Под инженерно-геологической обстановкой подразумевается комплекс природных процессов и явлений в их взаимном сочетании и взаимодействии, которые прямо или косвенно могут влиять на условия строительства и эксплуатацию сооружений. Это — рельеф и геоморфология района п участка; условия залегания, строение и состав толщ грунтов; глубина залеганпя и мощность водоносных горизонтов , физические свойства п химический состав подземных вод; степень трещиноватостп, структурные и текстурные особенности и физико-механические свойства грунтов, физико-геологические процессы и явления ( эрозия, абразия, карст, оползни, просадки), развитие которых тесно связано с климатом и прочими природными факторами. [34]
Погрешность определения действительной скорости зависит от многих факторов. Главными из них, как показывает анализ опубликованных данных, являются погрешность определения расчетного значения времени движения индикатора и погрешность определения мощности водоносного горизонта . [35]
Изучение на этой модели фильтрации в безнапорных водоносных горизонтах возможно, если принять, что колебания уровня грунтовых вод незначительны по сравнению с мощностью водоносного горизонта . [36]
Уклоны поверхности грунтовых вод / в момент подъема уровня практически не изменяются или изменяются крайне мало. Учитывая, что фильтрационные свойства водоносного горизонта в этот момент также существенно не меняются, становится понятным, что размеры подземного стока в таких условиях практически прямо пропорциональны изменениям мощности водоносного горизонта и зависят лишь от нее. [37]
Поверхность грунтовых вод носит название зеркала, или скатерти, грунтовых вод. Пласт породы, заключающий грунтовые воды, называется водоносным пластом, или водоносным горизонтом. Водонепроницаемую породу, подстилающую водоносный пласт, принято называть водоупором, или водоупорным ложем. Мощность водоносного горизонта ( Я) определяется расстоянием по вертикали от уровня грунтовых вод до кровли подстилающего водоупорного пласта. [39]
Эту поверхность принято называть зеркалом, или скатертью, грунтовых вод; на карте она изображается гидроизогипсами — линиями одинаковой высоты зеркала над уровнем моря. На рис. 110 показана форма гидроизогипс при различных соотношениях поверхностных и подземных вод. Водонепроницаемая порода, подстилающая грунтовые воды, называется водоупорным ложем. Мощностью грунтового водоносного горизонта называется вертикальное расстояние от водоупорного ложа до поверхности грунтовых вод; мощность эта в течение года может меняться. [40]
В таких случаях построение карты водопроводимости рекомендуется проводить в такой последовательности. Прежде всего, выделяются различные литолого-фациальные разности водовмещающих пород и границы их распространения. На карту наносятся изолинии мощностей водоносного горизонта , а для сложнослоистых песчано-глинистых толщ — эффективных мощностей. Далее, для каждой выделенной литолого-фациальной разности по данным кустовых опытных откачек определяется коэффициент фильтрации. Умножением этого коэффициента на мощность находится коэффициент водопроводимости. [41]
Грунтовые воды залегают на сравнительно небольшой глубине и имеют питание по всей площади распространения водоносного горизонта и местное дренирование. Режим этих вод тесно связан с климатическими особенностями и топографией местности, а поэю. Залегают грунтовые воды чаще всего в толще четвертичных отложений, отличающихся обычно большой невыдержанностью литологического состава, вследствие чего мощность водоносного горизонта , водоотдача, водопроницаемость и гидравлические уклоны потока грунтовых вод претерпевают существенные изменения далее на небольших расстояниях. Грунтовые воды зачастую бывают связаны с поверхностными водами болот и торфяников и, кроме того, слабо защищены от поверхностного загрязнения. [42]
В речных долинах основным источником привлекаемых ресурсов является поверхностный сток. Участие поверхностных вод в формировании эксплуатационных запасов определяется гидрогеологическими и гидрологическими факторами, а также техническими условиями эксплуатации. При этом основное значение имеют величина и режим поверхностного стока, условия взаимосвязи подземных и поверхностных вод ( состав и проницаемость русловых отложений), фильтрационные свойства и мощность эксплуатационного водоносного горизонта , допустимые понижения уровня воды, расстояние водозабора от поверхностного водотока или водоема. Совместное влияние гидрологических и гидрогеологических факторов определяет различную роль привлекаемых ресурсов в формировании эксплуатационных ресурсов в конкретных природных условиях. [43]
В северных районах этой зоны преобладает первый тип подземных вод; в южных ее частях он играет подчиненную роль. По своим особенностям и инженерно-геологическому значению эти воды близки к аналогичному типу подземных вод более северных районов плиты, но здесь они существуют более длительный срок ( 4 — 6 месяцев); Кроме того, здесь мощность водоносного горизонта ( до 1 — 1 5 м) больше, что обусловлено большей глубиной сезонного протаивания многолетнемерзлых пород. Грунтовые воды талых отложений в северной части зоны встречаются, главным образом, в песчаных аллювиальных отложениях поймы и залесенных участках надпойменных террас; в центральных и южных частях они, кроме того, очень широко развиты в супесчано-песчаных прибрежно-морских и флювиогляциальных среднейлейстоценовых образованиях, слагающих обширные междуречные равнины. Эти воды обладают незначительной минерализацией ( до 0 3 — 0 5 г / л), в основном гидрокарбонатно-кальциево-магниевым составом и кислой реакцией. [44]
Обычно плоскость сравнения проводится в плоскости водоупорной кровли или подошвы водоносного горизонта. В соответствии с этим в подземных водах со свободной поверхностью, имеющих горизонтальную подошву, напор в каждой точке свободной поверхности, где давление р 0, определяется как глубина воды до водо-упора, по своей абсолютной величине равная мощности водоносного горизонта . [45]
