Задание 1
Составить характеристики свойств горных пород и ихпородообразующих минералов.Порода Тип (по происхождению) Группа (по происхождению) Минералогический состав Структура Текстура Окраска Устойчивость Реакция с HCl Форма залегания Применение в промышленности и строительстве Базальт Магматический излившиеся авгит скрытокристаллическая, тонкозернистая, реже порфировая массивная либо пористая, миндалекаменная темно-серый, зеленый, черный термоустойчивость, огнеупорность – выдерживает температуру свыше 1500 градусов по Цельсию, часто используется в качестве защиты от пожаров, шумопоглощение и теплоизоляция, устойчивость к воздействию щелочей и кислот, устойчивость к истиранию, экологичность, прочность, долговечность не реагирует залегает в виде межпластовых тел, а чаще всего в виде потоков лавы, образовавшихся при извержениях вулканов используют как сырье для щебня, производства базальтового волокна (для производства теплозвукоизоляционных материалов), каменного литья и кислотоупорного порошка, а также в качестве наполнителя для бетона. Лёсс Осадочный смешанные преимущественно кварц Землистая, мелкозернистая массивная Светло–желтый или палево–желтый не устойчив вскипает Пластовая форма залегания Не используется Мрамор Метаморфический контактового и регионального метаморфоза кальцит, реже доломит кристаллически–зернистая порода, состоит из тесно контактирующих друг с другом зерен, хорошо различимых невооруженным глазом массивная – аналогичная текстуре магматических пород с беспорядочным расположением кристаллов в их объеме Белый, серый, желтоватый, красноватый, розовый, голубоватый, пестрый, черный и др. подвержен губительному действию пищевых кислот (уксусной, лимонной), а также разрушается при действии на него соляной кислоты. вскипает на основе осадочных пород сохраняется пластовая форма залегания, а на основе магматических — форма интрузий или покровов Применяется для изготовления облицовочной плитки, столешниц, фонтанов, мощения, для создания ландшафтной композиции /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> Минерал Класс Химический состав Происхождение Окраска Цвет черты Блеск Твердость (по шкале Мооса) Спайность Излом Реакция с HCl Устойчивость к выветриванию Применение в промышленности и строительстве авгит силикаты (первичные)
Са(Mg, Fe, Al) [(Si,Al)2O6 магматический зеленый, бурый, черный серая, зеленоватая стеклянный 5–6 совершенная в двух направлениях неровный не реагирует устойчив используется в составе породы кварц окислы
SiO2 осадочный от черного до бесцветного –– стеклянный 7,0 несовершенная ровный вскипает устойчив используется в оптических приборах, в генераторах ультразвука, в телефонной и радиоаппаратуре кальцит карбонаты
СаСО3 метаморфический бесцветный, молочно–белый, светло–серый, светло–желтый и т.д. белая стеклянный 3,0 весьма совершенна в трех направлениях (по ромбоэдру) ровный сильно вскипает не устойчив Тонко измельченный кальцит используется как наполнитель в различных системах, как правило для уменьшения расхода дорогостоящего основного компонента.
Задание 2
Объяснить условия образования эоловых отложений. Составитьинженерно–геологическую характеристику грунтов, наиболее часто встречающихсясреди этих отложений. Оценить возможность их использования в качестве основанийпромышленных и гражданских сооружений с учетом изменения состава и свойств подвлиянием техногенных процессов.
Состав переносимых ветром частиц бывает очень разнообразен –преобладают кварцевые, полевошпатовые, глинистые, и известковые частицы, могутбыть и элементы органического происхождения: пыльца, споры, грибки, бактерии.Подавляющее количество пыли и песка, переносимых ветром, имеет земноепроисхождение, являясь продуктом разрушения горных пород. Часть пыли имеетвулканическое происхождение (вулканический пепел, песок), часть — космическое(метеоритная пыль). Переносимая ветром масса пыли и песка рано или поздновыпадает на землю и либо примешивается к образующимся различным образомосадочным породам, либо дает начало особым эоловым отложениям.
Среди эоловых отложений по составу выделяются глинистые,пылеватые и песчаные. Глинистые ипылеватые эоловые отложения образуются за счет осаждения мелкихчастиц, переносимых в виде пыли во взвешенном состоянии в воздухе, иногдавысоко над поверхностью земли. Песчаные эоловые отложения, наоборот, образуютсяиз крупных частиц, перемещаемых у самой земли или просто перекатываемых ветромпо почве. Поэтому эоловые пески распространены обычно в непосредственной близостиот областей развевания. Глинистые эоловые отложения могут образоваться и назначительном удалении от последних, так как пыль разносится ветром оченьдалеко.
Строение толщ эоловых песков характеризуется:
– неправильностью и разнообразием углов наклона слоёв;
– преобладанием пологих углов до 50(неветренныйсклон) и до 30–330(подветренный склон);
– вогнутость и выпуклость наплостований;
– большой вертикальной мощностью больших серий (до 100 м иболее);
– тонкостью и однородностью песчаных зёрен;
– высокой обработанностью песчаных зёрен окатанной формы стипичной мелкоямчатой поверхностью со вторичными пленками;
– в целом очень рыхлым недоуплотнённым сложением.
В минералогическом отношении эоловые пески обычнополиминеральны с преобладанием кварцевых частиц. По химическому составу онимогут значительно отличаться друг от друга в зависимости от климатическихусловий их распространения. Содержание CaO, MgO, Na2O, K2O в эоловых песках повышается приболее засушливом климате и соответственно с этим уменьшается содержание SiO2.
Пористость песков при их рыхлом сложении составляет 47%, приплотном – 37%. В условиях естественного залегания они находятся в рыхломсложении и в соответствии с этим легко и значительно уплотняются под действиемдинамических нагрузок и вибрации. В связи с хорошей отсортированностью изначительной пористостью (при преобладании крупных пор) высота их капиллярногоподнятия не превышает 60 см. Хорошая отсортированность, однородное и достаточнорыхлое сложение эоловых песков обуславливают большую их водопроницаемость:обычно коэффициент фильтрации составляет несколько более 10 м/сут, в отдельныхслучаях отмечено его повышение до 15 м/сут.
Длястроительства большое значение имеет закреплённость песков. По этому признакупесчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и закреплённые(грядовые, бугристые) пески.
· Подвижные пески не закреплены корневой системойрастений и под действием ветра легко перемещаются.
· Дюны образуются по берегам рек, морей врезультате навевания песка ветром вокруг какого-нибудь препятствия(кустарников, неровностей рельефа, зданий и т. д.). Это холмовидныенакопления песка высотой до 20-40 м и более. Характерной особенностью дюнявляется движение за счёт перекатывания песчинок ветром с одной стороны холмана другую. Скорость движения дюн вглубь материка определяется силой господствующихв данной местности ветров и колеблется от 0,5-1 до 20-22 м/год. Дюны обычнообразуют цепь холмов.
· Барханы возникают в пустынях, где постояннодуют сильные ветры преимущественного одного направления. Это песчаные холмысерповидной формы, поперечный профиль барханов асимметричен – наветренныйсклон пологий, его угол откоса не превышает 12º, подветренная сторонаболее крутая — угол откоса достигает 30-40º. Высота барханов всреднем достигает 60-70 м. В пустынях образуются целые барханные цепи.Барханы сложены весьма подвижными песками. Скорость их перемещения зависит отсилы ветра, длительности его действия и величины бархана. Наиболее подвижныотдельностоящие барханы. Они могут перемещаться со скоростью от 5-6 до 50-70м/год. Сложные сочетания барханов передвигаются с малой скоростью, почтинезаметно для человека.
Подвижныепески опасны своим движением. Перемещаясь, они заносят поля, оазисы, каналы,дороги, здания, селения и даже города.
Строительствои эксплуатация зданий и сооружений требует постоянной борьбы с подвижными песками.Для этой цели применяют ряд методов:
1. Установку на путидвижения песков щитов. Этот способ не всегда эффективен, особенно в районах,где ветер часто меняет своё направление. Иногда против выдувания песка щитыукладывают на землю.
2. Одним изглавнейших способов борьбы является посадка растительности (кустарники, травы).Высаженные растения закрепляют своей корневой системой верхние слои песка.
3. Битумизация,цементация, глинизация и т. д. эти методы дорогостоящие инедолговечные.
4. Проектирование«безаккумуляционных» форм сооружений, которые облегчают пропуск движущегосяпеска, не давая ему возможности скапливаться в пределах сооружений.
Закреплённыепески распространеныдостаточно широко, особенно в районах полупустынь. Грядовые пески представляютсобой вытянутые формы высотой 10-20 м; бугристые пески — неподвижныехолмы (редко высотой более 10 м) с пологими склонами. Их движение остановленорастительным покровом.
В южныхрайонах нашей страны широко распространены рыхлые, пористые горные породы, называемыелёсом. Лёссы — очень ценные почвообразующие породы, на них всегда формируютсянаиболее плодородные почвы. Однако лёссы легко размываются водой, поэтому вобласти их распространения часто возникают овраги (распространение лёссовыхпород распространено близь городов Омск, Иркутск, Якутск и Москва. Натерритории Москвы их больше всего.) Также лёсс образует участки выдувания – этовпадины, созданные ветровой эрозией (как правило в песчаной пустыне или в сухойпочве).
Пылеватыенакопления встречаютсяза пределами пустынь. Современные пыльные бури образуют рыхлые наносы, которыечерез некоторое время размываются атмосферными водами. Пылеватые накопленияболее древнего возраста приняли участие в формировании лёссовых образований.Мощность лёссовых отложений колеблется от 1-2 до 100 м и более. Породы этикак основания зданий и сооружений обладают специфическими строительнымисвойствами.
Задание 3
1. Зная период Ти амплитуду А колебаний сейсмической волны вычислить сейсмическоеускорение а и коэффициент сейсмичности КS.
2. Подсчитатьсейсмическую инерционную силу S(в тоннах), воздействующую на сооружения при землетрясениях. Массу сооружения Рпринимают равной 5500 т.
3. Используявеличину сейсмического ускорения, определить силу землетрясения в баллах.
4. По данным о силе землетрясения уточнить расчетную балльностьстроительной площадки в районах, сложенных:
а) рыхлыми осадочными породами с глубиной залегания грунтовыхвод до 5 м от поверхности земли;
б) скальными породами (гранитами, гнейсами), прикрытымималомощным слоем сухого элювия.
Согласно полученным результатам дать заключение о возможностии экономической целесообразности строительства на одном из указанных участков.
Период сейсмической волны Т, с
Амплитуда колебаний сейсмической волны А, мм
Сейсмическое ускорение
α = 4π2А/Т2
мм/с2 Сила землетрясения, балл
Коэффициент сейсмичности
KS =α/g
Инерционная сила
S = KSP, т 0,55 7 920 9 0,092 506
1. α = 4π2А/Т2;α = 4 (3,14)2 7/0,552; α = 920 мм/с2
KS = α/g; KS = 920 10–3/10; KS = 0,092 α/мм
2. S = KS*P; S = 0,092 5500; S = 506 т
3. Так каксейсмическое ускорение равно 920 мм/с2, то сила землетрясения равна9 баллам.
4. а) расчетнаябальность равна 10 баллам
б) расчетная бальность равна 8 баллам
Участок с рыхлыми осадочными пародаминеблагоприятен для строительства, так как при сейсмическом сотрясении, рыхлыепороды энергично доуплотнятся и будут разрушать выстроенные на них здания исооружения.
Задание 4
Описать подземные межмерзлотные воды, особенности ихсуществования и движения. Охарактеризовать водоносный горизонт, заключающий этиводы, особенности его питания и разгрузки, его значения для целейводоснабжения. Описание проиллюстрировать схематическими рисункам.
Межмерзлотные воды – подземные воды, залегающие или перемещающиеся внутри толщиили между слоями многолетнемёрзлых пород. Межмерзлотные воды имеют связь c над-и подмерзлотными и водами таликов. B случае утери связи вследствие промерзания межмерзлотныеводы переходят в категорию внутримерзлотных вод. По происхождению, степениминерализации и темп-ры межмерзлотные воды делятся на две группы. Перваявключает криогалинные воды, во вторую группу входят пластово-поровые ипластово-трещинные слабоминерализованные воды, образующиеся вследствие неполногомноголетнего протаивания мёрзлой толщи и последующего частичного промерзаниянесквозного талика. Такие системы чередующихся в разрезе межмерзлотных вод имёрзлых слоев во времени термодинамически неустойчивы: линзы межмерзлотных водили промерзают сверху, или протаивают подстилающий их мёрзлый слой. Известны устойчивыемежмерзлотные воды. Иx питание происходит на междуречьях, разгрузка — вдолинах. Межмерзлотные водоносные «тоннели» поддерживаются за счётдвижения подземных вод; при прекращении питания и при похолоданиях онипромерзают. M. в. обычно мало пригодны для практического использованиявследствие ослабленного водообмена, малых запасов и часто застойного режима.Межмерзлотные воды осложняют проходку горных выработок в шахтах и разработкуоткрытым способом в многолетнемёрзлых породах. При откачках дебит межмерзлотныхводы часто возрастает из-за протаивания вмещающих мёрзлых пород вследствиеувеличения интенсивности водообмена.
/>
Распределение подземных вод в многолетнемерзлых породах: А –надмерзлотные воды, Б – воды несквозного подозерного талика, В – воды сквозногопитающего талика, Г – воды сквозного подруслового талика, Д – межмерзлотные воды,Е – внутримерзлотные воды, Ж – подмерзлотные воды контактирующие, З –подмерзлотные воды неконтактирующие; 1 – пески; 2 – гравийно-галечныеотложения; 3 – суглинки; 4 – щебень и дресва; 5 – известняки; 6 – песчаники; 7– сланцы; 8 – граница многолнтнемерзлых пород
Задание 5
Определить коэффициент фильтрации массива водоносных песковпо результатам откачки из одиночной совершенной скважины. Водоносный горизонт –грунтовый. Схему проведения опыта показать на рисунке.
Мощность водоносного горизонта Н, м
Дебит скважины
Q, м/сут
Понижение уровня воды в скважине, S0, м Радиус
влияние скважины
R, м
скважины
r, м 8 644 2 69 0,3
Кф= Q ln(R/r)/π (2H – S) S
Кф = 644 5,43/3,14 (2 8 – 2) 2
Кф = 40 м/сут
/>
Задание 6
Определить приток воды к совершенной дренажной канаве,отводящей подземные воды грунтового водоносного горизонта (приток воды к канавепроисходит с двух сторон). Расчет проиллюстрировать схематическим рисунком.
Мощность водоносного горизонта Н, м
Величина понижения уровня воды в канаве S, м
Коэффициент фильтрацииКф, м/сут
Длина дренажной канавы В, м 3,2 3,0 50 70
Q = Kф В (Н2 – h2)/R
R = 2 S H Kф
R = 2 3 3,2 50
R = 76 м
h = H – S
h = 3,2 – 3,0
h = 0,2 м
Q = 50 70 (3,22 – 0,22)/76
Q = 470 м/сут
Задание 7
Составить описание геологических процессов и явлений.
– причины образования процессов и явлений, стадии ихпротекания, специфические черты и особенности;
– условия строительства в районах, подверженных даннымпроцессам;
– инженерно–геологическое значение этих процессов,мероприятия, устраняющие их вредное влияние на условия строительства иэксплуатации сооружений.
Гравитационные процессы на склонах
Горные породы, слагающие склоны,очень часто находятся в неустойчивом положении. При определенных условиях и подвлиянием гравитации они начинают смещаться вниз по склонам рельефа. Врезультате этого возникают осыпи, курумы, обвалы и оползни.
Осыпи. На крутых склонах, особенно в горныхрайонах, где развиты скальные породы, активно действует процесс физическоговыветривания. Породы растрескиваются и обломки скатываются вниз по склонам доместа, где склон выполаживается. Этот процесс называется осыпанием. Так, уподножья склонов накапливаются продукты осыпания – глыбы, щебень, более мелкиеобломки – и образуются валы — осыпи. Мощность осыпей различна и колеблется отнескольких до десятков метров.
В состав осыпей входят обломки техгорных пород, которые слагают склоны. Ведь породы зачастую определяет крупностьобломков осыпи. Так, массивные кристаллические породы дают крупнообломочные(глыбовые) осыпи. Менее прочные породы образуют среднеобломочные (щебеночные) имелкообломочные (дресвяные) осыпи. Сланцы и осадочные породы (известняки,мергели, песчаники и др.) порождают разнообломочные накопления, состоящие изобломков различной формы (плитчатой, пластинчатой и т. д.) и размеров.
Характерной особенностью осыпейявляется их подвижность. По «знаку подвижности их подразделяют на действующие,находящиеся в стадии интенсивного движения, затухающие и неподвижные.
Действующие осыпи лишены всякой растительности. Массаобломков нарастает и находится в рыхлом, весьма неустойчивом положении иприходит в движение за счет увеличения общего веса, сильном увлажнения,подрезки нижней части осыпи, дорогами, от землетрясений и даже от более мелкихсотрясений, возникающих при работе механизмов или движении транспорта.
Движение осыпей. Наибольшие скорости движения осыпейотмечены в период снеготаяния и дождей. Наблюдения показывают, что осыпи впослойном разрезе передвигаются с различной скоростью Скорость верхних слоевможет достигать более 1 м/год, нижних слоёв и в целом всего массива осыпи – несколькодесятков сантиметров в год. На скорость движения влияют также количествопоступающего материала, угол естественного откоса материала, из которогосостоит осыпь, и угол поверхности осыпи.
Угол естественного откоса материалазависит от его крупности. В сухом состоянии крупно- и среднеобломочный материалимеет средний угол откоса φ = 35—37°, а мелко- и разнообломочный — 30–320.Значение угла откоса осыпи связана с крутизной склонов, количествомпоступающего материала и его влажностью.
Зависимость между углами поверхностиосыпи α и естественным откосом φ обломочного материала характеризует степеньподвижности осыпи
К = α/φ,
где К – коэффициент подвижностиосыпи.
По величине К осыпи разделяют на 4типа:
– подвижные (живые), К = 1,0;
– достаточно подвижные, признаковзатухания нет, К = 0,7 до 1,0;
– слабоподвижные, затухающие, имеющиеслабое питание, К = 0,5 до 0,7;
– относительно неподвижные,уплотнившиеся, поступление нового материала не наблюдаеться, К
Осыпи первого и второго типов относятк действующим. Они представлены свежей, неуплотнившейся массой обломков. «Живые»осыпи характерны для склонов круче 65°, достаточно подвижные осыпи с крутизнойот 45 до 65 °.
Для затухающих осыпей свойственноразвитие растительности (кустарники, слабый дерновый слой). Неподвижные осыпиполностью задернованы, покрыты кустарником и даже лесом.
Иногда осыпи превращаются в осовы—особуюразновидность оползней. Это происходит при насыщении осыпей водой. Присмачивании масса обломков уменьшает угол естественного откоса, увеличивается ився масса осыпи «осовывается» по смоченной поверхности склона.
Осыпи значительно осложняютстроительство. Обломочный материал засыпает сооружения, полезные площади. Длярешения вопроса о защите сооружений от осыпей очень важно знать скорость ихдвижения. Обычно ее удается определить длительными наблюдениями. С небольшимищебеночными осыпями борьба ведется довольно простыми способами, которыесводятся к уборке той части обломочного материала, который расположен вышесооружения по склону. Этот Способ достаточно трудоемок и применяется при большойподвижности осыпей и особой значимости сооружений.
Из инженерных сооружений применяютулавливающие и подпорные стенки, устраивают козырьки или сетки над дорогами, ноэти мероприятия спасают лишь от отдельных падающих камней.
В особо опасных местах, где развитымощные медленно соскальзывающие осыпи, устраивают галереи и тоннели для дорог.При борьбе с осовами, кроме всех прочих мероприятий, применяют методы осушения,особенно в тех случаях, когда источник замачивания располагается в верхнейчасти склона. На особо опасных участках организуют службу наблюдения.
Осыпи обломочно-щебенистого составачасто находят широкое применение, как хороший строительный материал.
Курумы. В результате разрушенияскальных пород у подошвы склонов скапливаются крупные обломки и глыбы. Посвоему мест положению обломки более всего тяготеют к пологим склонам, чтосвойственно ложбинам и днищам долин. Так образуются каменные россыпи или курумы,образуя с ними единую массу глыб от вершины до подошвы склона. Мощностькаменных россыпей колеблется от нескольких метров до 15 м на дне долин.
Курумы распространены в тех жерайонах, что и осыпи, но особенно они значительны в области вечной мерзлоты(Восточная Сибирь, Дальний Восток) и в местностях с суровым климатом (Урал,Алтай, Саяны и т. д.).
Характерной особенностью курумов являетсяпередвижение. Масса обломков, огромных глыб постоянно ползет вниз по склону,так как глыбы лежат на глинисто-суглинистом слое. Когда курум движется положбинам его называют каменным потоком. Скорость движения курумов отсантиметров до десятков сантиметров в год. Наибольшая скорость свойственнаучасткам с обильным смачиванием водой глинисто-суглинистой подстилки.
Курумы подразделяют на действующие и затухшие.В первом случи» курумы очень подвижны. Пустоты между глыбами не заполнены.Растительность отсутствует. В затухших курумах никаких следов движения нет.Россыпь задернована, покрыта растительностью.
Курумы при своем движении разрушаютсооружения, засыпают выемки и полезные площади. Легче всего остановить движениеотдельных глыб, но значительно труднее удержать толщу курума, занимающегобольшую площадь и имеющего выходы грунтовых вод. Наиболее часто в борьбе скурумами используют взрывные работы. Остановить курумы можно осушением ихглинистой подстилки. Для этого в верхней части склона отводят ручьи,перехватывают поверхностные воды нагорными канавами, в отдельных случаях используютдренажи.
В районе подвижных курумов дорогипереносят на другие склоны, Иногда их проводят в тоннелях или галереях подкурумами.
Обвалы. Обрушение более или менее крупных массгорных пород с опрокидыванием и дроблением получило название обвала.
Обвалы возникают на крутых склонах(более 45—50 °) и обрывах естественных форм и рельефа (склоны речных долин,ущелья, побережья морей и т. д.), а также в строительных котлованах, траншеях,карьерах. При крупных обвалах, как это бывает в горах, масса обломковустремляется вниз по склону, дробясь на более мелкие и увлекая за собойпопутный рыхлый материал. Образуется облако пыли, масса обломков падает вдолины, разрушая здания, дороги, запруживая реки.
Наиболее часто обвалы бывают связаныс трещиноватостью пород, подмывом или подрезкой склонов, избыточным увлажнениемпород, перегрузками обрывов, землетрясениями. Обвалы могут возникать вследствиеглубокого растрескивания пород после неправильно выполненных взрывных работ,неудачного заложения выработок относительно напластования и направлениятрещиноватости.
В большинстве случаев обвалыпроявляются в периоды дождей, таяния снега, весенних оттепелей. Атмосферные италые воды ослабляют связи в выветрелых породах, утяжеляют массы пород,оказывают давление на стенки трещин.
По объему и характеру обрушенияобвалы весьма различны. Это могут быть отдельные глыбы или масса пород вдесятки кубических метров. Такие маленькие обвалы более свойственны строительнымвыемкам. В природных условиях нередко наблюдаются катастрофические обвалы,когда обрушиваются миллионы кубических метров пород, История знает много такихпримеров. Гигантский обвал произошел и 1911 г. на Памире. Обрушилось свыше 7млрд. т пород. В результате запруживания реки образовалось Сарезское озеро.Таким же пути возникло озеро Рида на Кавказе. Известен катастрофический случайв Альпах, когда обвал почти мгновенно засыпал деревню с 2400 жителями.
Одной из разновидностей обваловявляются вывалы -– обрушении отдельный глыб и камней из скальных пород воткосах выемой полувыемок и отвесных склонов. Принципиально вывалы отличаютсяот обвалов тем, что обломки падают свободно, не скользя по склону. Вывалывозникают чаще всего в крупнозернистых породах с большим количеством слюды,значительно выветрелыми полевыми шпатами или в породах с ярко выраженнойслоистостью.
Предвестниками обвала являетсярасширение существующих и появление новых трещин, расположенных параллельнообрыву, глухой шум, треск и некоторые другие явления.
Борьба с обвалами, особенно крупными,весьма затруднительна. Все мероприятия по борьбе с ними сводятся кпредупреждению их возникновения и осуществлению защитных мероприятий. Научастках, где возможны крупные обвалы, строительство проводить опасно. Дляпредупреждения малых обвалов одним из наиболее распространенных способов, как вслучаях с лавинами, является искусственное обрушение склонов при помощи взрывовнебольшой мощности или путем эабивки клиньев в трещины обвалоопасной породы.Это позволяет откалывать отдельные куски. Способ «клинования» болеепредпочтителен, так как он безопаснее взрывного, неверно рассчитанный по силевзрыв может сам вызвать крупный обвал. Устраивают подпорные и улавливающиестенки, рвы, траншеи, отводят поверхностные воды.
На опасных участках дорог нередкоорганизуют службу наблюдения, работают бригады по зачистке склонов, уборкекамней. От вывалов нависающих глыб и массивов пород применяют опорныежелезобетонные столбы или стенки.
Успешно можно предупреждать обвалы встроительных выемках. Для этого производят облицовку откосов, ставят подпорныеи временные шпунтовые стенки, подпорные щиты. Не следует на длительное времякотлованы оставлять открытыми, особенно в период дождей; необходимо отводитьповерхностные воды, нельзя перегружать края выемок и подрезать склоны без учетаустойчивости пород.
Оползни – это скользящее смещение горныхпород на склонах под действием гравитации и при участии поверхностных илиподземных вод,.
Оползни – явление частое и свойственноесклонам долин, оврагов, балок, берегам морей, искусственным выемкам. Ониразрушают здания и сооружения на самих склонах и ниже их.
Большой ущерб ежегодно приносятоползневые явления на берегах Черноморского побережья Кавказа, в долинах Волгии многих других рек и горных районов.
Внешний облик оползневых склоновимеет ряд признаков, по которым всегда можно установить, что склоны находятся внеустойчивом состоянии. Там, где происходит отрыв массы пород, образуется серияконцентрических трещин, ориентированных вдоль склонов. Сползание пород приводитк бугристости склонов, особенно в их нижней части. За счет давления сползающихпород у подошвы склонов формируются валы выдавливания. Между валами и буграмипри определенных условиях скапливаются поверхностные и подземные воды. Этовызывает заболоченность склонов. При активном сползании на склонах хорошо виднысмещенные земляные массы и террасовидные уступы. Очень часто внешним признакомоползней является так называемый «пьяный лес» и разорванные стволы деревьев. Засчет сползания пород стволы деревьев теряют свою вертикальность, а иногда дажерасщепляются. Аналогичным образом теряют вертикальность столбы телефонной связии электролиний, заборы, стены. На оползневых склонах можно наблюдатьразрушенные дома или здания со значительными трещинами. Характерной чертой этихтрещин является наибольшее раскрытие в нижней части здания по склону.
Для возникновения и развития оползнейнеобходимы некоторые определенные условия. Среди них наибольшее значение длясклонов имеют: высота, крутизна и форма, геологическое строение, свойств пород,гидрогеологические условия.
При всех равных условиях крутыесклоны более подвержены оползням, чем пологие. Так, установлено, что склоны скрутизной менее 15̊ оползней не образуют. Оползни свойственны склонам выпуклой инависающей конфигурации.
Большое влияние на развитиеоползневых процессов оказывает геологическое строение и литологический составпород склона. Наиболее часто оползни проявляются при залегании слоев с падениемв сторону склона, например, оползни Черноморского побережья (Туапсе – Сочи).Типичными оползневыми породами следует считать различные глинистые образования,для которых характерно свойство «ползучести». Такой процесс, например,происходит на склонах лессовых толщ. Подавляющее большинство оползнейприурочено к выходу подземных вод.
I Основными причинами оползней следуетсчитать три группы процессов:
1.Процессы, изменяющие внешнюю формуи высоту склона: колебания базиса эрозии рек, оврагов; разрушающая работа волни текучих вод; подрезка склона искусственными выемками.
2.Процессы, ведущие к изменениюструктур и ухудшению физико–механических свойств, слагающих склон пород засчет, процессов выветривания, увлажнения подземными, дождевыми, талыми и хозяйственнымиводами, за счет выщелачивания водорастворимых солей и выноса частиц текучейводой с образованием в породе пустот (суффозия).
3.Процессы, создающие дополнительноедавление на породы, шагающие склон: гидродинамическое давление при фильтрацииводы в сторону склона; гидростатическое давление воды в трещинах и порах породыискусственные статические и динамические нагрузки на склон; сейсмическиеявления.
Из вышеперечисленного видно, скольмногообразны условия и причины возникновения оползней. При этом следуетпомнить, что каждый случай образования оползня может быть связан одновременно снесколькими причинами.
В оползне выделяют следующиеэлементы:
• оползневое тело;
• поверхность скольжения, форма которойможет быть цилиндрической, волнистой, плоской;
• бровка срыва, там, где произошелотрыв оползневого тела от коренного массива пород;
• террасовидные уступы или оползневыетеррасы (не следует смешивать с речными террасами);
• вал выпучивания, разбитый трещинами;
• подошва оползня — место выхода наповерхность плоскости скольжения, оно может располагаться выше и ниже подошвысклона или быть на его уровне.
Граница оползневого тела в планеможет быть выражена четко и виде резкой бровки. Однако нередки случаи, особеннодля пластичных глинистых пород, когда эта граница трудно различима.
В рельефе оползневые тела могут иметьвполне определенные и четко выраженные формы. В однородных породах типалессовидных суглинков наиболее распространены оползневые цирки. Если в склонеразвито несколько оползневых цирков, то между ними располагаются межоползневыегребни. На склонах речных долин оползни нередко образуют террасовидные уступы (оползневыетеррасы), наклоненные в сторону, обратную падению склона.
Оползневые тела могут иметь сложноестроение. На одном и том же участке может быть одна или несколько поверхностейскольжения. В этом случае различают оползни одно-, двух- и многоярусные. Воднородных грунтах плоскость скольжения приобретает примерно формуцилиндрической поверхности, в сложно построенных склонах она может совмещатьсяс плоскостями напластования или, наоборот, пересекать их.
Скорость движения оползневого теларазлична. Принципиально все оползни можно разделить на соскальзывающие и постепенносползающие. При соскальзывании тело оползня перемещается мгновенно, в одинприем. Большинство оползней смещается постепенно, хотя и с различной скоростью— от долей миллиметра в сутки до нескольких десятков метров в час.
Движение медленных оползнейустанавливается наблюдением за реперами, установленными в теле оползня и за егопределами, а также по маякам, которые укрепляются по обеим сторонам трещин.
Классификация оползнейпредусматривает выделение собственно оползней, а также их разновидностей в видесплывов (или сплывин) и оползней — обвалов.
Собственно оползни происходят только путем скольженияземляных масс по склону. Плоскость скольжения обычно располагается назначительных глубинах (многие метры).
Сплывы — смещение земляных масс на небольшой площади (сотниквадратных метров) вследствие водонасыщения верхних слоев. Глубина залеганияплоскости скольжения до 1 м. Свойственны весеннему периоду года.
Оползни-обвалы представляют собой смещение земляныхмасс одновременно по типу скольжения и обвала. Типичны для крутых склонов.
Борьба с оползнями представляетсложную задачу. Это связано с многообразием причин, порождающих этот процесс.
Противооползневые мероприятияназначают с учетом активности оползня. Различают оползни действующие и недействующие.
Недействующие оползни движений не проявляют.Сползание произошло очень давно. Поверхность оползневого тела и следы смещениясглажены геологической деятельностью атмосферных вод. При подработке такиесклоны могут приходить в движение.
Действующие оползни требуют примененияпротивооползневых мероприятий. Выбор того или иного мероприятия или комплексамероприятий зависит от причины, которая порождает данный оползень.
Противооползневые мероприятия. Борьба с оползнями во многих случаяхоказывается чрезвычайно сложной, дорогостоящей и зачастую неэффективной. Дляуспешного применения противооползневых мероприятий необходимовысококачественное выполнение инженерно-геологических изысканий для оценкифактической степени устойчивости склона.
Ю.П. Правдивей (1998) отмечает, чтодля успешной реализации противооползневых мероприятий необходима разработкавопросов специальной стратегии и тактики. К первым относят:
• установление природы возможных формнарушения устойчивости склона и разработка рациональных расчетных схем;
• количественная оценка (иногда снекоторым приближением) степени устойчивости склона (определение коэффициентаустойчивости – запаса);
• выявление наиболее эффективных путейповышения степени устойчивости склона до необходимых пределов;
• проектирование откосов с напередзаданной степенью устойчивости.
Вторые заключаются, в первую очередь,в выборе в пределах наличной стратегии наиболее эффективных для конкретногослучая противооползневых мероприятий и сооружений, не забывая при этом опреимуществах «превентивных» профилактических методов.
Противооползневые мероприятияподразделяют на два вида:
активные, способные воздействовать на основнуюпричину оползня путем полного пресечения или некоторого ослабления ее действия,В частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любоговида;
пассивные, направленные на повышение значимостифакторов сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости,например, пригрузка, закрепление любыми способами.
Мероприятия по обеспечению охраннойобстановки касаются восновном ограничений в деятельности человека в районе склона:
• по зеленому поясу (запрещение рубкилеса, корчевания и разработки участков под огороды, уничтожение кустарника,травяного покрова);
• по строительству (установлениеграницы предельной застройки, типа и веса сооружений, снос существующихсооружений, замедление темпов строительства);
• по земляным работам (запрещение любыхразработок грунта в пассивной зоне – у подножья, загрузки склона в активнойзоне – у бровки, увеличения крутизны откоса, вскрытие неустойчивых грунтов);
• в области водного хозяйства (запрещениеспуска поверхностных вод и поливов, содержание в порядке водоотводящих иосушительных устройств, водопроводно-канализационных систем, заделка ям, трещин,установление уровней и темпов сработки вод, омывающих откос);
• по динамическим воздействиям (запрещениеприменения взрывных работ, забивки свай, работы транспортных средств).
Берегозащитные мероприятия исооружения на водотокахи водоемах подножья склона включают отвод и выправление русел, устройствозащитных покрытий, возведение лотков, быстротоков, перепадов, стен – набережных.
Водоотводные осушительные и дренажныемероприятия и устройства делят на:
•работы на поверхности – (планировкаместности, заделка трещин, устройство покрытий, дамб, обвалования, нагорных иосушительных каналов, лотков, каптаж источников);
• обустройство дренажей (продольные и поперечные прорези и галереи, дренажныешахты, поглощающие скважины и колодцы);
• выполнение изоляционных мероприятий (устройство различных инъекционныхзавес, глинизация, замораживание грунтов).
Землеустроительные мероприятия направлены на:
• разгрузочные работы в активной зоне (полный съемоползневых масс, срезка активной части оползня, очистка скальных откосов,террасирование и уполаживание склона, общая планировка склона) и пригрузки впассивной зоне (отсыпка и отвал грунта);
• покрытие скальных склонов металлическими игеосинтетическими сетками;
• армирование поверхности геосинтетическими материалами(сетками, ячеистыми каркасами и т. п.);
• устройство каменных ловушек.
Механическое крепление склона(откоса) связано сустройством одиночных прошпиливающих элементов в виде свай различного типа,проходящих сквозь оползень в коренные породы или рядов в виде шпунтовых стенок,инъекционных и мерзлотных завес и др.
Подпорные сооружения предусматривается возводить в видешпунтовых стенок (металлических, железобетонных, деревянных), подпорных стен(каменных, бетонных, железобетонных), стен из свай-оболочек большого диаметра,а также в виде упорных валов (поясов) из грунта, каменной наброски,массивов-гигантов.
Покрытия предназначены для закрепленияповерхности склона от воздействия ливневых и речных вод. Их выполняют изпесчаных, гравелистых, галечных грунтов, каменной наброски, каменного мощения,шлакоглинобетона, асфальта и асфальтобетона, бетона и железе бетона,геосинтетических пленок из армированного высокопрочного полиэтилена. Длязакрепления береговой зоны часто используют фашинные тюфяки.
Использование растительности направлено на закрепление и осушениесклона. Здесь предусматривается сплошное травосеяние, посадка влаголюбивогокустарника, облесение склона (вяз, дуб, клен, липа, лиственница).
Искусственное уплотнение изакрепление грунтов насклоне предусматривает проведение различных инъекций (цементация,спликатизация, битумизация, глинизация), замораживание грунтов, уплотненно электроосмосом.
Обеспечение устойчивости возводимыхсооружений в зонедействий оползня преследует цель повышения безопасности и включает мероприятия;
• по удалению неустойчивого массива на всю его мощность(до коренных неоползнеопасных пород);
• закладку глубоких фундаментов, опирающихся, наустойчивые породы;
• устройство фундаментов из буронабивных свай;
• использование каркасных конструкций;
• армирование крутых откосов геосинтетическими сетками икаркасами;
• применение железобетонных поясов;
— • устройство деформационных швов.
Задание 8
Охарактеризовать методы инженерно–геологических игидрогеологических исследований.
Определение направления, скорости и глубины залеганияподземных вод
По условиям залегания различают водыв поверхностных слоях воды глубокие, или межпластовые, т. е. заключенные вводопроницаемом слое между водоупорными слоями. Подземные воды, кроме того,разделяются на пластовые, т. е. насыщающие определенный водопроницаемый слой, итрещинные воды, т. е. движущиеся по трещинам, пересекающим ряд пластов, или впустотах, пещерах, подземных ходах (карстовые воды).
В рыхлых проницаемых породахподземные воды скопляются на некоторой глубине и образуют здесь насыщенныйводой слой, верхняя поверхность которого называется зеркалом, или скатертью грунтовыхвод. Так как толща рыхлых пород по большей части бывает ограничена, тозалегание грунтовых вод определяется положением первого от поверхностинепроницаемого слоя, над которым и скопляются грунтовые воды. Вообще говоря,обычно наклон поверхности грунтовых вод (зеркала) совпадает с наклономводонепроницаемого слоя. Однако могут быть случаи, когда усиленный приток водысверху создает наклон поверхности грунтовых вод независимо от наклонаводонепроницаемого слоя.
Рельеф поверхности страны такжеоказывает некоторое влияние на залегание грунтовых вод; в случае волнистостиповерхности поверхность грунтовых вод также не горизонтальна, а следует заизгибами рельефа, лишь несколько их сглаживая. Особенно хорошо это выражено вдюпах. Такое залегание грунтовых вод обусловливается тем, что понижения рельефадренируют грунтовые воды, тогда как в повышенных участках вода поднимается всилу волосности, действующей в направлении, обратном силе тяжести.
Положение горизонта грунтовых воднаходится также в соответствии с уровнем поверхностных вод — рек, озер и морей.
Рассматривая соотношение междуреками, протекающими в проницаемых рыхлых породах, и грунтовыми водами, можноубедиться в существовании тесной связи между уровнем реки и уровнем грунтовыхвод. При нормальных условиях, т. е. при среднем стоянии воды в реке,поверхность грунтовых вод, начиная от реки, постепенно повышается к краямдолины в поперечном к реке направлении, и грунтовые воды имеют сток от краевдолины к реке.
Но это соотношение изменяется, кактолько вода в реке начнет прибывать. В случае быстрого подъема воды в рекегрунтовые воды же не будут в состоянии вливаться в реку, уровень которой стоиттеперь выше прилегающей грунтовой воды, и процесс, описанный выше, сменитсяобратным, т. е. речная вода или сама начнет переходить в грунтовую или будетзадерживать ее сток. В результате начнется поднятие грунтовой воды сначалавдоль реки, а затем в поперечном направлении от реки пойдет волна грунтовойводы, которая в ближайших к реке областях обнаружится через несколько часов, ав более отдаленных — лишь через несколько дней или даже недель. Надвигание этойволны может продолжаться еще и тогда, когда сама река уже начала спадать. Вобщем грунтовые воды можно рассматривать как мощный регулятор рек,задерживающий большие количества влаги во влажное время года и отдающий еепостепенно в сухое время. На берегу моря грунтовые воды испытывают подпор вовремя приливов, и их горизонт в это время повышается. Впрочем, это влияниераспространяется на небольшое расстояние от берега. До сих пор мы рассматривалиподземные воды, залегающие на первом от поверхности непроницаемом слое, новодоносный горизонт может быть также заключен между двумя слоями водонепроницаемыхпород и в этом случае совершенно бывает насыщен водой.
Заключающаяся в нем вода находитсяпод напором и называется напорной, или артезианской.
Высота стояния и колебания грунтовыхвод, как обычно принималось после исследований Сойки, определяется, главнымобразом, количеством осадков и дефицитом влажности воздуха, т. е. количествомводяных паров, которое может быть еще поглощено воздухом при данной еговлажности и данной температуре.
В зависимости от того, какой из этихфакторов, т. е. количество осадков или дефицит влажности, перевешивает,колебания уровня грунтовых вод следуют то первому, то второму фактору.
1. При большом количестве осадков ималом дефиците влажности годичные колебания уровня грунтовых вод определяютсягодичным ходом атмосферных осадков, как это, например, наблюдается в Мюнхене,климат которого характеризуется сравнительно большим количеством осадков (800мм), умеренной годовой температурой (7°,3 ) и относительно малым дефицитомвлажности.
2. При малом количестве осадков ивысоком дефиците влажности годичные колебания уровня грунтовых вод следуютколебаниям дефицита влажности. Примером для этого типа может служить Берлин сосредним годовым количеством осадков в 594 мм, с средней годовой температурой в9° и с недостатком насыщения в 3 мм.
Кроме влияния этих двух факторов, ужедавно было также констатировано влияние на уровень грунтовых вод атмосферногодавления. Новейшие изыскания показали, однако, что дело обстоит сложнее.
В 1892 г. появилась работа Кинга,который с помощью специально сконструированных им для изучения подземнойгидрологии самопишущих приборов показал, что поверхность подземного океананаходится в таком же непрерывном движении, как и поверхность открытого моря, иколебания ее совпадают не только с колебаниями осадков и барометра, но также сфазами вегетации и действием механических агентов (сотрясений).
В питании грунтовых вод имеют большоезначение геологические условия, рельеф местности и растительный покров.
В зависимости от степенипроницаемости пород и условий рельефа возможны различные случаи:
1. В водоупорных породах вода стекаетпо поверхности в понижения рельефа и образует временные или постоянные озера вхолодном климате с избыточным увлажнением, а в умеренном или сухом климате водыбудут в меньшей или большей мере теряться через испарение. Грунтовые воды вэтих условиях пе будут получать пополнения от атмосферных осадков.
2. В породах средней проницаемостиатмосферные осадки, выпадая па повышенные части рельефа и на склоны, частичностекают в понижения и частично впитываются вглубь. Питание грунтовых водпроисходит, главным образом, за счет пониженных участков.
3. В породах легко проницаемых, как,например, в крупнозернистых песках, атмосферные воды поглощаются не только впонижениях, но и (в меньшей степени) также на повышениях рельефа и на склонах.
Питание грунтовых вод повсеместное,хотя и неравномерное.
Влияние рельефа, по наблюдениямИзмаильского, выражается также в том, что овраги и балки дренируют местность.«Чем ближе к устью балки, тем глубже лежит верхний уровень грунтовой воды и тембеднее колодец водой. Наоборот, чем дальше вглубь степи, т. е. ближе к верховьямбалок, тем грунтовые воды лежат ближе от поверхности почвы и колодцы обильнееводой», т. е. нижние части балок оказывают дренирующее влияние, прорезаяводоносный горизонт. В степных блюдцах влажность почвы больше, чем на ровныхместах, и, по Измаильскому, воронки являются как бы регуляторами грунтовойводы.
В настоящее время можно считатьустановленным, что колебания уровня грунтовых вод могут быть более длительные(с большим периодом и амплитудой) и кратковременные (с малым периодом иамплитудой). Первые связаны с атмосферными осадками, разливом рек, подпоромводы в водоемах, а также с дефицитом влажности воздуха. Вторые зависят отколебаний барометрического давления, температуры воздуха и некоторых случайныхпричин, например от кратковременных колебаний соседнего водоема. Не покрытые растительностьюпространства также облегчают сток и уменьшают инфильтрацию.Обработанные поля с разрыхленной почвой или покрытые посевами, а также лугаспособствуют просачиванию воды в глубину.
Влияние лесов на обилие и залеганиегрунтовых вод довольно сложно. Во-первых, не все количество выпавших над лесомосадков достигает почвы — часть испаряется непосредственно с листьев; так,например, в буковом лесу лишь 61% осадков достигает почвы, в дубовом 68%, вхвойном 31%. Во-вторых, лесная подстилка не дает стекать воде и, на первыйвзгляд, благоприятна инфильтрации, но, с другой стороны (в случае болотистой,поросшей мхом почвы), она, задерживая влагу, расходует ее испарением. Наконец,и сами деревья потребляют массу влаги на свое развитие и расходуют ее путемиспарения. Количество осадков в лесу, достигающих почвы, зависит также от интенсивностии продолжительности дождей. Опыты Вольни, Отоцкого, Анри показали, чтогрунтовые воды стоят в лесу шире, чем в безлесных окрестностях. Так, по опытамОтоцкого, как в северной полосе Европейской части СССР, так и средней и южнойоказалось, что грунтовые воды здесь залегают глубже по сравнению с соседнимибезлесными участками. Но в этих наблюдениях отсутствуют данные о геологическомстроении и мало освещен рельеф местности. Из наблюдений Отоцкого над положениемуровня грунтовых вод в различных районах Европейской части СССР оказывается,что на севере (в тундре) слой подземных вод совпадает со слоем поверхностныхвод; в северной лесной половине он лежит неглубоко, тогда как в степныхгуберниях глубина залегания грунтовых вод достигает 30 м.
Направление движения подземных водлегко устанавливается при наличии карт гидроизогипс (либо гидроизопьез) поизучаемым водоносным горизонтам. По таким картам направление движения подземныхвод определяется линиями токов, проведенным перпендикулярно, к линиям равногонапора гидроизогипсам или гидроизопьезам по уклону потока.
Формы потоков грунтовых вод:
а) плоский; б) радиальный; в)радиальный сходящийся; г) криволинейный
По отсутствии карт, отражающихположение свободной или пьезометрической поверхности подземных вод, дляопределения направления их движения необходимо иметь не менее трех выработок,чтобы установить отметки уровня подземных вод. Выработки желательно располагатьпо углам равностороннего треугольника с длиной стороны от 50 до 200 метров (чемменьше уклон потока, тем больше расстояние между скважинами). По известным илиустановленным отметкам уровня подземных вод путем интерполяции составляетсяплан изолинии свободной или изотермической поверхности определяется направлениедвижения потока по линиям токов.
Определение направления потокагрунтовой воды по трем скважинам
Для получения надежных данных онаправлениях движения потоков подземных вод следует использовать материалырежимных наблюдений (карты изолиний на различные периоды времени). Определениенаправления движения по картам гидроизогипс следует считать основным методомпри отсутствии карт достоверных данных об отметках уровней в отдельных точкахнаправление давления подземных вод можно устанавливать с помощьюгеофизических(фотографирование в скважинах конусов распространения красителя отточечного источника, метод заряженного тела, замеры интенсивности конвективногопереноса тепла в разных направления от датчика, круговые измеренияестественного потенциала и др.), радиоиндикаторных и других методов.
Геофизические методы определениянаправления движенияподземных вод.
Наиболее перспективными являютсяодноскважинные методы, в том числе метод фотографирования конусов выноса отточечного источника красителя, при котором периодически фотографируются распространяющиесяот специальной капсулы конуса красителя на фоне стрелки магнитного указателя.Всего за один спуск можно наполнить до 60 снимков, направление движенияподземных вод определяется по направлению конуса заноса красителя для получениянадежных результатов достаточно 4-6 снимков.
Точность определении направленияподземного потока может быть оценена величиной относительной погрешности от 3до 20, в значительной мере погрешность зависит от скорости движения подземныхвод. Метод может использоваться при скоростях фильтрации не ниже 0,5 м/сут. Повремени существования конуса можно ориентировочно определить и скоростьфильтрации.
Этот метод значительно менееапробирован, по сравнению с радиоиндикаторным, но он несколько проще впополнении и не требует согласования с органами санэпидемнадзора.
Односкважинные методы осуществлениянаправления движения подземных вод не рекомендуется использовать в породах средкой и неравномерной трещиноватостью.
Движение грунтовых вод в рыхлыхпородах в сравнении с движением поверхностных очень медленно. Оно определяетсяформулой Дарси:
Q = KФF∆H/l =КФ Fl,
где Q – расход воды иликоличество фильтрующийся воды в единицу времени, м3/сут; Кф – коэффициентфильтрации, м/сут; F – площадь поперечного сечения потокаводы, м2; ∆H – разность напоров,м; l – длина пути фильтрации, м.
Таким образом, скорость движенияподземных вод будет больше в крупнозернистых породах и при высокой температуре,уменьшающей вязкость; повышение температуры на 30° увеличивает скорость почтивдвое. Поэтому, при прочих равных условиях, подземные воды в экваториальнойзоне будут двигаться быстрее.
Скорость фильтрации v = Q/F или v = Kфl. Скорость движенияводы (фильтрации) измеряется в м/сут или см/с. Эти формулы требуют уточнения всвязи с тем, что в них входит величина F, отражающая всесечение фильтрующей воды, а вода, как известно, течет лишь через часть сечения,равную площади пор и трещин породы. Поэтому величина v является кажущейся.Действительную скорость воды vд определяют с учетомпористости породы
vд = Q/Fn,
где n –пористость, выраженная в долях единицы
Сопоставив формулы
v = Kф и vд = Q/F,
можно установить, что vд = v/n. Формула скоростиводы в свою очередь правомерна лишь для песков и крупнообломочных пород, гдевсе поры открыты и вода имеет полную свободу движения. В глинистых пародахчасть пор закрыта и вода передвигается только через открытые поры, поэтому вформулу вводят не n а nакт (активнуюпористость), т.е. пористости, через которые проходит вода. Также следуетпомнить, что движение воды в породах происходит обычно с разной скоростью,поэтому при рассмотрении вопроса о движении воды в данной породе можно говоритьлишь об ее средней скорости движения
Если вода протекает по широкимтрещинам и пустотам, она имеет так называемое турбулентное движение(неравномерное, с пульсациями скоростей), наподобие движения воды в трубах иоткрытых каналах. В таких случаях скорость движения воды выражается формулойШези. Значение грунтовых вод в жизни людей громадно. С древнейших временобитаемость какой-либо местности обусловливается наличностью воды, скрытой нанезначительной глубине или выходящей на поверхность в виде источников. Всеболее или менее крупные города возникли в местах, располагавших большимколичеством легко доступной воды, например Рим, Париж. Как показали Леваковскийи В. Семенов Тянь-Шанский по отношению к Европейской части СССР, от залегания иобилия грунтовых вод зависит, до известной степени, характер расселения.Зависимость между обитаемостью и выходом источников или возможностьюискусственного их выхода на земную поверхность особенно наглядна в пустынях,где единственными заселенными местами являются оазисы, т. е. области снеглубоким залеганием грунтовых вод, в которых, есть родники или где вода можетбыть добыта путем устройстваколодцев. По мере развития культуры человечество все в большейстепени испытывает потребность в большей мере использования подземных вод. Этопроявляется при устройстве водоснабжения для больших городов и промышленныхцентров, при возведении построек, при разработке горных богатств, прокладкетуннелей и прорытии каналов.