Особенности водопроницаемости галечниковых отложений

Физические и водные свойства горных пород

Особенности водопроницаемости галечниковых отложений

В гидрогеологическом отношении горные породы подразделяются на водопроницаемые и водонепроницаемые, на рыхлые и скальные.

К рыхлым относятся раздельнозернистые породы, сложенные частицами, между которыми отсутствуют структурные связи (гравий, песок разной крупности), и глинистые породы с агрегатной структурой, мельчайшие частицы которых образуют более крупные и сложные агрегаты, связанные между собой.

К скальным относятся изверженные, метаморфические и сцементированные осадочные породы (известняки, песчаники, глинистые сланцы и т. п.), имеющие жесткие связи между частицами.

Физические и водные свойства рыхлых и скальных пород зависят от их литологического и химико-минерального состава, пористости, трещиноватости и структуры.

Скважность и пористость

Горные породы по условиям происхождения и вследствие вторичных процессов (выветривание, растворение и выщелачивание, тектонические движения и др.) не являются абсолютно монолитными и содержат пустоты самых разных размеров и формы.

В зависимости от вида и размера пустот различают скважность, обусловленную крупными порами (более 1 мм), ноздреватостью, крупной трещиноватостью и закарстованностью, и пористость, когда в горных породах имеются поры диаметров менее 1 мм и трещины шириной менее 0,25 мм.

Скважность и пористость определяют гидрогеологические свойства горных пород. В горных породах, которым присуща скважность, подземная вода передвигается только под действием силы тяжести, а в пористых породах — под действием силы тяжести, поверхностного натяжения и других факторов.

Величину пористости необходимо учитывать при решении ряда практических задач в строительстве, водоснабжении, горном деле и т. п.

Количественно пористость n выражается отношением объема пустот Vп ко всему объему породы V:

В породах осадочного происхождения (гравий, песок, щебень и т. п.) величина пористости зависит от размера, формы и взаимного расположения слагающих их частиц. Пористость гипотетической породы, состоящей из частиц шаровидной формы одинакового диаметра, в зависимости от их расположения, изменяется от 25,95 до 47,64%.

Водоотдача и водопроницаемость пород, обладающих различной пористостью, зависят не только от общей пористости и размера отдельных пор, но и от их расположения в породе и взаимной связи. Если рыхлые породы сложены неоднородным плохо отсортированным материалом, то пустоты между крупными обломками заполнены более мелкими частицами, что уменьшает объем пустот, а, следовательно, и пористость.

Среди скальных пород наименьшую пористость имеют изверженные, у которых она обычно не превышает долей процента. Исключением является артикский туф Армении, пористость которого достигает 60%.

Пористость глинистых пород, несмотря на очень малую величину отдельных пор, в большинстве случаев превосходит пористость песков и нередко достигает 60% и более; поры в этих породах обычно имеют щелевидную форму. Пористость глинистых пород непостоянна и изменяется в зависимости от степени их увлажнения и величины внешнего давления.

К водным (гидрогеологическим) свойствам горных пород относят те, которые проявляются в них при взаимодействии с водой: 

  • водопроницаемость;
  • капиллярное поднятие;
  • влагоемкость;
  • водоотдачу;
  • растворимость; 
  • набухание;
  • усадку;
  • пластичность;
  • консистенцию. 

Водопроницаемость — это свойство пород пропускать воду под действием силы тяжести, которое обусловливается их скважностью и пористостью. Не все породы водопроницаемы.

Глинистые породы, пористость которых почти всегда выше пористости раздельнозернистых пород (пески и др.

), практически не пропускают воду вследствие того, что поры в них очень мелкие и находящаяся в них физически связанная вода не подвержена действию сил гравитации.

Пески, гравий, щебенка, известняки и другие породы, свободно пропускающие воду, называют водопроницаемыми, а глинистые породы — водонепроницаемыми, или водоупорными. Водоупорными бывают также монолитные невыветрелые скальные нетрещиноватые породы.

Водопроницаемость пород характеризуется коэффициентом фильтрации k, который представляет собой скорость движения воды при гидравлическом градиенте, равном единице; k измеряется в метрах в секунду или сутки. Примерные величины коэффициентов фильтрации (м/сут) различных осадочных пород приведены ниже:

  • Глины 100
  • Бурые угли: Днепровского бассейна 0,0001–0,46, других бассейнов 0,5–14

Гидравлическим, или напорным, градиентом называется отношение разности напоров в двух точках гидростатической поверхности к расстоянию между ними, считая по горизонтали.

При гидрогеологических расчетах наряду с коэффициентом фильтрации используют коэффициент водопроводимости T, измеряемый в квадратных метрах в сутки:

где h — мощность водоносного горизонта, м.

Коэффициент водопроводимости выражает способность водоносного горизонта мощностью h и шириной 1 м фильтровать воду в единицу времени при напорном градиенте, равном единице. Коэффициенты фильтрации и водопроводимости количественно выражают водопроводимость горной породы.

Рыхлые горные породы имеют большое число мелких пустот и канальцев, обладающих свойствами капилляров, которые разветвляются в разных направлениях, образуя тончайшую капиллярную сетку. Поднятие или опускание жидкости в капиллярах называется капиллярным явлением. 

Капиллярные явления объясняются действием сил поверхностного натяжения между молекулами воды и стенками капилляра на границе раздела воды и воздуха.

Результаты лабораторных и полевых исследований дают следующие величины предельной высоты капиллярного поднятия (см):

  • Пески: крупнозернистые 12–15, среднезернистые 40–50, мелкозернистые 90–110
  • Супеси 175–200
  • Суглинки: легкие 225–250, средние и тяжелые 350–650
  • Глины до 1200

Показатели капиллярного поднятия воды в породах используются для различных целей:

  1. Оценки возможности увлажнения нижней части фундаментов зданий, бортов карьеров и отвалов, насыпей железных дорог и автострад, силосных ям и др. Это увлажнение создает излишнюю сырость в помещениях, а также снижает прочность грунтов оснований фундаментов, склонов, откосов карьеров, дорожных насыпей и пр.;
  2. Выяснения возможности заболачивания территорий, а в засушливых районах — засоления грунтов;
  3. Расчета необходимой глубины понижения уровня грунтовых вод при строительстве карьеров и других инженерных сооружений, осушении заболоченных территорий и борьбе с засолением почв на орошаемых массивах.

Влагоемкость — это способность горных пород вмещать в своих пустотах и удерживать определенное количество воды.

Различают следующие виды влагоемкости: полную — максимальное количество воды, удерживаемое породой при полном насыщении всех пустот водой; капиллярную — максимальное количество воды, удерживаемое в капиллярных порах; пленочную, или максимальную молекулярную, — максимальное количество физически связанной воды, удерживаемое частицами породы; гигроскопическую, которая соответствует количеству прочносвязанной (адсорбционной) воды. По степени влагоемкости горные породы подразделяются на очень влагоемкие (торф, ил, глина, суглинки); слабо влагоемкие (мел, мергель, лёссовые породы, супеси, мелкозернистые пески); невлагоемкие (скальные породы, галечники, гравий, крупнозернистые пески).

Водоотдачей называется свойство пород, насыщенных водой, свободно отдавать гравитационную воду. Количественно она характеризуется отношением объема свободно вытекающей из породы воды (при полном заполнении пор или трещин) к объему всей породы. Для крупнозернистых песков, гравия и других подобных пород водоотдача равна их полной влагоемкости.

Водоотдача мелкозернистых песков, супесей и суглинков значительно меньше водоотдачи перечисленных выше пород и равна разности между полной и максимальной молекулярной влаго-емкостью. Величина водоотдачи используется при решении вопросов осушения заболоченных территорий, дренирования выемок, определении притоков воды в котлованы и горные выработки и т. д.

Растворимость — это способность некоторых пород (известняки, доломиты, мел, гипс, соли и др.) при соприкосновении с подземной водой полностью или частично растворяться. Растворяющей способностью подземная вода обладает только в том случае, если она не насыщена соответствующей солью.

Например, подземные воды, насыщенные карбонатом кальция, не растворяют, известняки, а насыщенные сульфатом кальция не растворяют гипс и ангидрит.

Растворяющая способность агрессивных подземных вод зависит также от скорости их движения в породе: чем больше скорость движения воды, тем выше ее растворяющая способность.

Источник: https://www.xn--e1aaitdso4b.xn--p1ai/articles/gidrogeologiya-gornykh-porod/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Особенности водопроницаемости галечниковых отложений

Cтраница 1

Галечники состоят из обломков прочных пород, заполнителем в них является песок. Отложения почти несжимаемы, сложение, как.

РџСЂРё естественной влажности объемная-Рј-асеа крупнообломочных грунтов 1 9 — 2 49 Рі / СЃРј3; объемная масса скелета 1 81 — 2 25 Рі / СЃРј3; естественная влажность 3 — 38 %; пористость 16 — 29 %; коэффициент фильтрации достигает 100 Рј / СЃСѓС‚, Р’ мерзлых грунтах лед выполняет РїРѕСЂС‹ или образует корочки РІРѕРєСЂСѓРі обломков. Обломки имеют между СЃРѕР±РѕР№ непосредственный контакт, поэтому РїСЂРё оттаивании этих грунтов существенных осадок РЅРµ РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚.  [1]

Галечники практически несжимаемы, сложение РёС… РѕС‚ плотного РґРѕ средней плотности. Находятся РѕРЅРё преимущественно РІ многолетнемерз-лом состоянии; для РЅРёС… характерна корковая криогенная текстура.  [2]

Галечники и пески с невысокой льдистостью характеризуются массивными криотекстурами. Увеличение льдистости галечников наблюдается вниз по разрезу.

Р’ песках РїСЂРё увеличении пылеватых фракций ( РІ верхнем 4 — 5-метровом слое) развиваются тонкошлировые криотекс-туры.

Наиболее льдистыми ( до 150 % и более) являются озерно-ледниковые отложения.

Р’ верхней ( 4 — 8-метровой) толще глин развиты шлиры льда толщиной 0 5 — 6 СЃРј, расстояние между РЅРёРјРё РѕС‚ 2 РґРѕ 70 СЃРј.

РџСЂРё протаивании озерно-ледниковых отложений возможна большая Рё неравномерная осадка. Глины РїСЂРё оттаивании Р±СѓРґСѓС‚ переходить РёР· твер-домерзлой РІ пластичную Рё текучую консистенцию, Р° РїСЂРё сезонном РїСЂРѕ-мерзатии — подвержены пучению.  [4]

Галечники преимущественно средние Рё крупные. До 70 % РёС… объема составляет галька размером 20 — 80 РјРј, около 20 % приходится РЅР° долю гравия Рё только 7 — Р® % составляют песок Рё пыль.  [5]

Галечники хорошо окатаны; степень окатанности ухудшается РІРЅРёР· РїРѕ разрезу. РџРѕ всему разрезу встречаются мелкие валуны размером 10 — 15 СЃРј.

Степень выветрелости РІР°-лунно-галечникового материала незначительная — РѕРЅР° выражается РІ наличии белесой Рё ожелезненной РєРѕСЂРєРё.

Заполнитель — супесь или песок кварц-полевошпатовый мелко — или грубозернистый, ржаво-бурый.  [6]

Галечники хорошо окатаны, свежие, невыветрелые, диаметром от 1 до 8 см. Встречаются валуны размером от 10 до 25 см. Петрографический состав самый разнообразный, много интрузивных и эффузивных пород.

Заполнитель — песок, чаще крупный или гравелистый, хорошо отсортированный, полимиктовый, СЃ большим количеством слюды, нередко ожелезненный.

Особенно интенсивно ожелезнение в районе высокой поймы, что связано с высоким содержанием окислов железа в водных растворах в период оптимума.

Ожелезнение РЅР° отдельных участках цементирует галечники СЃ образованием слабых конгломератов. Неоднородность состава РїСЂРёРІРѕРґРёС‚ Рє формированию плотного сложения.  [7]

Галечники обычно СЃ косослоистой текстурой Рё содержат 40 — 60 % хорошо, реже среднеокатанной гальки.  [8]

Галечники характеризуются преимущественно плотным сложением, мостами сцементированы гидроокислами железа Рё превращены РІ конгломерат.  [9]

Галечники Рё валунники состоят РёР· хорошо окатанных обломков эффузивных РїРѕСЂРѕРґ СЃ песчаным ( 15 — — 30 %) или гравийным ( 10 — 15 %) заполнителем.  [10]

Галечники залегают РїРѕРґ 1 — 2-метровым слоем лессовых РїРѕСЂРѕРґ.

РћРЅРё серые, различные РїРѕ крупности Рё окатанности галек, СЃ включением валунов; заполнитель песчано-гравийный; слежавшиеся, уплотненные; Рє периферии РєРѕРЅСѓСЃРѕРІ выноса переходят РІ мелкогалечные. Р’ составе галек преобладают обломки изверженных РїРѕСЂРѕРґ, известняков Рё сланцев.  [11]

Галечники серые, различной крупности, СЃ включением валунов; заполнитель песчано-гравийный. Крупность галек уменьшается РІРЅРёР· РїРѕ те — — чению рек.

Гальки состоят из изверженных и осадочных пород, хорошо-окатаны. Сернистые и органические примеси в них отсутствуют.

Ахангаран изменяется РѕС‚ 400 РґРѕ 1000 Рј / СЃСѓС‚, РІ РЅРёР·РѕРІСЊСЏС… снижается РґРѕ 500 — 100 Рј / СЃСѓС‚. Водообильность галечников РІ верховьях долины высокая.

Р’ РЅРёР·РѕРІСЊСЏС… Ахангарана РѕРЅР° незначительная, удельные расходы скважин РЅРµ превышают несколько метров РІ секунду.  [12]

Галечники РІ междуречье РЈСЂСѓС…-Терек содержат 33 — 59 % гальки раз — — мером более 40 РјРј, 10 — 15 % песка Рё 1 — 3 % глинистого материала. Р�С… объемный вес составляет 1 9 — 2 1 С‚ / Рј3, коэффициент фильтрации изменяется РІ широких пределах — РѕС‚ 2 5 РґРѕ 60 0 Рј / СЃСѓС‚.  [13]

Галечник мерзлый, связанный глинистым или песчано-глинисгым материалом СЃ ледяными прослойками. Мерзлые: песок крупнозернистый Рё дресва, РёР» плотный.  [14]

Галечники отличаются наибольшей водопроницаемостью и, следовательно, в определенных условиях наибольшей водоносностью.

Водопроницаемость песков зависит от их крупности.

Очевидно, что, помимо прочих условий, существенную роль в этом смысле играет содержание в грунте мелких фракций.

Так, галечник СЃ порами, полностью заполненными песком, обладает более РЅРёР·РєРѕР№, чем песок, фильтрационной способностью. Такую же роль играют Рё глинистые примеси.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

Источник: https://www.ngpedia.ru/id637853p1.html

1.2 Основные физико-механические свойства карьерных и намывных грунтов — ООО

Особенности водопроницаемости галечниковых отложений

Эффективность намыва и качество возводимых намывных сооружений в наибольшей степени зависят от характеристик грунта.

В гидромеханизированном процессе намыва необходимо рассматривать технологически взаимосвязанный комплекс работ:

  • подводная разработка грунта;
  • гидротранспортировка грунта;
  • намыв и укладка грунта в сооружения или отвалы.

В зависимости от вида технологического процесса необходимо рассматривать соответственно и физико-механические свойства грунтов (табл. 1.1) [54].

Таблица 1.1

Физико-механические свойства грунтов

Технологический процессСвойства грунтов, влияющие на технологический процесс
1.Подводная разработка грунта·   гранулометрический состав;·   плотность;·   удельное сцепление;·   угол внутреннего трения;·   пластичность;·   прилипаемость;·   форма частиц;·   окатанность;·   засоренность инородными телами (корнями растений, валунами и т.д.)
2.     Гидротранспортировка грунта·   гранулометрический состав;·   плотность;·   гидравлическая крупность;·   форма частиц;·   окатанность;·   измельчаемость при гидравлическом транспортировании;·   абразивность
3.    Намыв грунтовых сооружений и укладка грунта·   гранулометрический состав;·   плотность;·   водоотдача;·   водоудерживающая способность;·   гидравлическая крупность;·   водопроницаемость;·   угол внутреннего трения;·   удельное сцепление;·   угол откоса при намыве;·   набухание

Под гранулометрическим составом грунта понимается процентное содержание по массе частиц грунта различной крупности — фракционности.

Фракция грунта — это группа частиц (зерен) грунта, близких по размерам и свойствам.

Наиболее распространена классификация грунтов по гранулометрическому составу, в которой учитываются следующие четыре основные фракции, входящие в состав большинства разрабатываемых грунтов (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Фракции грунта

ФракцииРазмеры частиц, мм
Гравийнаякрупнее 2
Песчанаяот 2 до 0,05
Пылеваяот 0,05 до 0,005
Глинистаяменее 0,005

Размеры выделяемых фракций зависят от состава и назначения грунта.

При определении гранулометрического состава грунтов, используемых для намыва земляных сооружений, учитываются следующие фракции (табл. 1.3) [55]. 

Таблица 1.3

Фракции грунта, учитывающиеся при определении гранулометрического состава грунтов для намыва земляных сооружений

ГрунтФракции, мм
Глинистые частицыМенее 0,005
Пыль:– мелкая– крупная0,005–0,010,01–0,05
Песчаные частицы:– тонкие (пылеватые)– мелкие– средней крупности– крупные 0,05–0,10,1–0,250,25–0,50,5–1; 1–2
Гравийные зерна– мелкие– средние– крупные 2–55–1010–20
Галька:– мелкая– средняя– крупная– очень крупная 20–4040–6060–80; 80–100100–150; 150–200

Гранулометрический состав грунта определяют путем анализа каждой из проб грунта.

Средневзвешенный размер (диаметр) частиц грунта dср по отдельной скважине или по всему карьерному полю определяют:

dср= (d1B1 + d2B2 +…+ dnBn)/100,

где d1, d2, … dn — среднеарифметическое значение диаметра частиц грунта по фракциям, мм; В1, В2, … Вn — средневзвешенное содержание фракций грунта, %.

Плотность грунта ρ представляет собой отношение массы грунта к занимаемому объему, г/см3, кг/м3, т/м3 (табл. 1.4).

Плотность грунта непостоянна и зависит от условий естественного залегания (влажность, количество воды в порах и т. д.), так как включает отношение общей массы грунта mгр, включая массу воды в его порах, в естественном состоянии к занимаемому этим грунтом объему Vгр

ρ = mгр/Vгр.

Плотность сухого грунта ρ — это отношение массы сухого грунта mтв (исключая массу воды в порах) к занимаемому этим грунтом объему Vгр (включая имеющиеся в этом грунте поры), или масса твердой части грунта в единице его объема ненарушенной структуры:

ρd = mтв/Vгр; ρd = ρ/(1+0,01W),

где W — природная влажность грунта, %.

Плотность частиц грунта ρS (табл. 1.5) — это отношение массы сухого грунта mтв (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта Vтв

ρS = mтв/Vтв. 

Таблица 1.4

Среднее значение плотности грунтов в естественном состоянии

ГрунтПлотность ρ, кг/м3
Грунт растительного слоя800–1200
Торф800–1200
Чернозем1200–1300
Ил речной1800
Песок:мокрыйсухой без примесейс примесью частиц гальки, гравия до 10%то же, более 10%бархатистый и дюнный 19501600165017001600
Гравий сухой1800
Гравий мокрый2000
Галечно-гравийно-песчаные грунты при размере частиц, мм:до 80свыше 80свыше 80 с содержанием валунов до 10%то же, до 30%то же, до 70% 17501950195020002300
Валунный грунт (содержание частиц крупнее 200 мм более 50%)2500
Щебень при размере частиц, мм:до 40до 150 17501950
Пески, супески и суглинки при пористости:более 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм до 10%до 0,5% глины при влажности более 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% 16001800
Глины при влажности до 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм до 10%1850
Пески, супеси, суглинки и глины при:влажности и пористости до 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм: до 35%, до 65%, более 65%пористости до 0,5% и содержании частиц крупнее 2 мм:до 35%, до 65%, более 65% 1800, 1900, 19502000, 2100, 2300
Супесь:пластичная без примесейтвердая без примесей, а также пластичная и твердая с примесью щебня, гальки до 10%пластичная и твердая с примесью щебня, гальки более 10%  165016501850
Суглинок:мягкопластичный без примесейто же, с примесью частиц щебня и гравия до 10% и тугопластичный без примесеймягкопластичный с примесью гальки более 10%тяжелый 1700175017501900
Глина:мягко- и тугопластичная без примесейто же, с примесью гальки и гравия до 10%то же, более 10%полутвердая, твердаяплотная, вязкая 18001750190019502100
Лёсс:мягкопластичныйтугопластичный, твердый 16001800

Таблица 1.5

Значение плотности частиц песчано-глинистых грунтов

ГрунтПлотность ρS, кг/м3
Песок2,66
Супесь2,70
Суглинок2,71
Глина2,74

Плотность частиц грунта ρS выражается через плотность грунта в естественном состоянии ρ и коэффициент пористости е:

ρS = ρ/(1–е).

Пористость грунта n — отношение объема пор (пустот) Vп в грунте к общему объему грунта Vгр, %:

n = (Vп / Vгр)100%,

n = (1 – ρd /ρS)100%.

Пористость зависит от гранулометрического состава грунта, формы частиц и плотности их сложения (табл. 1.6). Чем больше пористость и рыхлость грунта, тем легче он поддается гидравлическому размыву.

Таблица 1.6

Значение пористости для некоторых грунтов

ГрунтПористость грунта n, %
Глины35–50
То же, ленточные47–52
То же, коренные, пластичные(юрские, майкопские, сарматские)52–56
Суглинки:лёссовидныеморенныепокровные 42–4725–2628–40
Супески25–30
Пески30–45
Ил60–90

Коэффициент пористости грунта е — отношение объемов пор в грунте Vп к объему твердой фазы грунта Vтв, %:

e = Vп /Vтв = (ρS /ρd) – 1,

e = n/(1 – n).

Коэффициент пористости e характеризует плотность укладки зерен грунта (чем меньше е, тем плотнее грунт). В зависимости от коэффициента пористости е песчаные грунты делят по плотности сложения на плотные, средней плотности и рыхлые (табл. 1.7).

Таблица 1.7

Классификация песков по пористости

ПескиКоэффициент пористости, е
ПлотныеСреднейплотностиРыхлые
Гравелистые крупныеи средней крупности Менее 0,55 0,55–0,7 Более 0,7
МелкиеМенее 0,60,6–0,75Более 0,75
ПылеватыеМенее 0,60,6–0,8Более 0,8

Гидравлическая крупность частиц грунта ω, см/с — скорость падения частиц грунта в спокойной воде (табл. 1.8), которая зависит от формы, размеров и плотности частиц грунта, вязкости и плотности среды.

Гидравлическая крупность частиц грунта используется при расчетах процессов всасывания, осаждения, гидравлической классификации и др.

При гидравлических расчетах процессов гидромеханизации учитывают усредненную гидравлическую крупность стесненного падения частиц грунта различной крупности, равную среднеарифметическому значению:

ωi = (ω1 + ω2)/2

или среднегеометрическому значению гидравлической крупности отдельных фракций (при числе фракций i):

Таблица 1.8

Гидравлическая крупность частиц грунта при свободном падении в спокойной воде

Диаметр частиц, ммωсв, см/с, при температуре воды
5°С10°С15°С20°С
0,0010,0001260,000490,000050,00006
0,010,00430,00490,00560,0064
0,050,1060,1240,1480,16
0,100,3860,460,5350,61
0,1250,550,660,780,89
0,251,842,052,262,46
0,505,345,676,06,33
0,758,819,239,6510,07
1,011,2011,6812,1712,66
1,515,1515,6516,1516,65
2,018,2518,7519,2519,75
2,520,4220,9221,4221,92
3,022,2522,7523,2523,75
3,524,53
4,026,85
5,030,00
6,032,8
7,035,5
8,038,0
9,040,3
10,042,5
15,052,0
20,060,2
25,067,2
30,073,6

В таблице приведены данные для грунтов плотностью частиц ρS = 2,65 т/м3.

Влажность грунта W, % — это отношение массы воды в порах грунта к массе сухого грунта mc в данном объеме, выражаемое в процентах или долях единицы:

где mвл, mc — масса грунта соответственно до и после высушивания.

Влажность грунта влияет на связь (сцепление) между частицами и состояние грунта, особенно на его консистенцию.

Объемная влажность:

Wоб = Wρd.

Абсолютная влажность (полная влагоемкость) Wполн, % представляет заполнение всех пор водой:

где ρв — плотность воды.

Коэффициент (индекс) водонасыщенности Kw — это отношение фактической влажности W к абсолютной Wполн:

Кw = W/Wполн.

Коэффициент водонасыщенности Kw (табл. 1.9, 1.10) характеризует степень насыщения грунта водой (в долях единицы).

Таблица 1.9

Коэффициент водонасыщенности

ПесокKw, доли единицы
Сухой (маловлажный)< 0,5
Влажный0,5–0,8
Водонасыщенный0,8–1,0

Таблица 1.10

Предельное значение влажности грунтов природного сложения

ГрунтW, %
Песок1–10
Супесь10–15
Суглинок15–25
Глина25–35

Набухание — это способность грунта при увеличении его влажности увеличиваться в объеме.

Процесс, обратный набуханию, происходящий при высыхании грунта, называют его усадкой.

Коэффициент набухания Кн — это отношение объема грунта после насыщения его водой к объему его в естественном состоянии:

Кн = Vн/Vест.

Коэффициент набухания Кн учитывают при определении объема гидроотвала (табл. 1.11).

Таблица 1.11

Коэффициент набухания некоторых грунтов

ГрунтКн, доли единицы
Глины:тяжелые вязкиеобычные пластичные 2–1,51,5
Суглинки:тяжелыесредниелегкие 1,5–1,451,45–1,21,2
Супеси1,15–1,05
Пески:пылеватыеглинистыекрупнозернистые 1,11,051,0

Коэффициент разрыхления грунта Кр — это отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в природном состоянии (табл. 1.12).

Таблица 1.12

Коэффициент разрыхления грунтов

ГрунтКр, доли единицы
Чистый песок и гравий1,05–1,2
Суглинистый и супесчаный грунт1,2–1,25
Глина и плотная глина с галькой1,3–1,4
Щебенистый грунт1,4–1,45

Угол естественного откоса φе — это наибольший (предельный) угол наклона откоса уступа к горизонту с сохранением устойчивого состояния (когда грунт не осыпается и не оплывает). Этот угол зависит от характера и влажности грунтов (табл. 1.13).

Таблица 1.13

Угол естественного откоса

ГрунтУгол естественного откоса φе в градусах для грунта
сухоговлажногомокрого
Растительный403525
Песок крупный30–3532–4025–27
Песок средний28–303525
Песок мелкий2530–3515–20
Суглинок40–5035–4025–30
Глина жирная40–453515–20
Гравий35–403525–30
Торф (без корней)402515

Сцепление С — свойство грунта, характеризующее его связность. Чем больше сцепление грунта, тем грунт прочнее и тем больший расход воды требуется на его размыв (табл. 1.14).

Таблица 1.14

Удельное сцепление частиц грунта и расход воды на его размыв

ГрунтСцепление, C МПаУдельный расход воды q, м3, на размыв 1 м3 грунта
Песок пылеватый0,004–0,0084–6
Супесь0,007–0,0424–10
Суглинок0,019–0,06810–16
Глина0,037–0,08212–18
Жирная глина0,047–0,09414–20

Угол внутреннего трения φ характеризует сопротивление грунта сдвигу.

Для сыпучих рыхлых грунтов угол внутреннего трения приближается к углу естественного откоса (табл. 1.15)

Таблица 1.15

Угол внутреннего трения φ для несвязанных грунтов

ГрунтУгол внутреннего трения φ, в градусах для грунтов
сухоговлажноговодонасыщенного
Песоккрупный и гравелистыйсредней крупностимелкийпылеватый 33–3730–3327–3327–33 30–3527–3025–3022–25 30–3525–2822–2818–22
Гравий и галька404040
Супесь22–2720–2515–18
Торф252015
Растительный грунт403525

Водопроницаемость — это способность грунтов пропускать воду под действием силы тяжести или гидростатического напора.

Водопроницаемость оценивается коэффициентом фильтрации Кф, который зависит от состава, степени уплотненности, структуры и сложения грунтов. Обычно коэффициент фильтрации Кф выражается в единицах скорости, м/сут, м/с (табл. 1.16).

Таблица 1.16

Коэффициент фильтрации для некоторых видов грунтов

ГрунтКоэффициент фильтрации Кф, м/сутГлинаменее 0,001
Песок:пылеватый, фракции 0,01–0,05 мммелкозернистый, фракции 0,1–0,25 ммсреднезернистый, фракции 0,25–0,5 ммкрупнозернистый, фракции 0,5–1,0 мм 0,5–1,010–1520–2560–75
Супесь:плотнаярыхлая 0,1–0,011,0–0,1
Суглинок:тяжелыйлегкий и средний 0,05–0,010,04–0,005
Галечник:с пескомчистый 20–100до 200
Гравий:с пескомчистый 75–150100–200

Абразивность грунта — это способность разрабатываемых грунтов истирать (изнашивать) рабочие органы и оборудование гидромеханизации.

Абразивные свойства грунта зависят от гранулометрического состава, степени окатанности и твердости зерен. Абразивность грунта в зависимости от степени окатанности и твердости его частиц учитывается коэффициентом абразивности Ка по шкале, разработанной Б.М. Шкун­ди­ным,  которая  составлена  на основании  твердости минералов по Моосу (табл. 1.17) [9].

Таблица 1.17

Коэффициенты абразивности грунтов (по Б.М. Шкундину)

ГрунтСтепень окатанности зерен грунтаКа при средней твердости по Моосу
567
Песок мелкий и средней крупности>88–6,588–6,588–6,5

Источник: https://sapropel.info/gidromehanizatsiya-pri-namyve-stroitelnyh-ploshhadok-gruntovyh-sooruzhenij-plyazhej/razdel-1-osnovnye-svojstva-gruntov-v-tehnologii-namyvnyh-rabot/1-2-osnovnye-fiziko-mehanicheskie-svojstva-karernyh-i-namyvnyh-gruntov/

Геоморфологическое положение галечниковых отложений

Особенности водопроницаемости галечниковых отложений

< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

Детальные геоморфологические исследования поверхности нижнего плато Чатырдага впервые были проведены в начале-середине 60-х годов при изучении характера закарстованности и условий его подземного стока [14, 16]. Установлено, что древняя эрозионная сеть, в настоящее время распавшаяся на отдельные замкнутые карстовые водосборы, и карстовые полости, ныне представляющие собой изолированные звенья древних гидрогеологических систем, развивались синхронно. Отмечено наличие в северо-западной части плато нескольких пунктов с гравийными и суглинистыми отложениями, которые тяготеют к древней эрозионной сети. По результатам геоморфологических исследований составлена карта поверхностных водосборов с указанием направлений палеостока (см. рис. 2). Из нее следует, что поверхностный и подземный сток был местным и осуществлялся в основном с юга на север. Однако, предложенная авторами схема не объясняет как мог попасть в пределы района рыхлый, хорошо окатанный гравийниково-галечниковый материал, нехарактерный для коренных пород плато. Поэтому автором были проведены дополнительные геоморфологические исследования с применением методов, используемых при морфолитогенетическом анализе отложений, для решения этой задачи были рассмотрены геолого-геоморфологические условия залегания и распространения галечников Чатырдага.Обнажения представляют собой скопления рыхлого, обломочного материала (красно-бурые глины, пески, гравий, галька), сформировавшегося в результате разрушения и переотложения горных пород (конгломераты, песчаники и др.), нехарактерных для мест их современной аккумуляции. Контакт с подстилающими известняками несогласный, что свидетельствует о перерыве в осадконакоплении, об отложении обломочного материала на уже сформировавшийся рельеф. Накопления выполняют понижения карстового рельефа — днища воронок, котловин, ложбин, трещины и борозды между карровыми гребешками.

Рис. 2. Схема реконструированных поверхностных водосборов Чатырдага: 1 — границы водосборов; 2 — направление стока; 3 — участок распространения галечников

В тальвегах временных водотоков отмечены скопления кварцевой гальки в виде неясно выраженных линз и прослоев незначительной мощности в толще бурозема и суглинков. Кроме этого, выходы отложений встречаются на склонах карстовых мезоформ, на седловинах, разделяющих отдельные карстовые депрессии, а также на водоразделах.

В этих условиях некоторые обнажения напоминают рудные гнезда, где роль рудного тела выполняют песчано-галечниковые отложения, а роль вмещающей полости — карстовая каверна или канал, вскрытые на поверхности. Находки хорошо окатанных кварцевых галек и гравия известны в водно-механических отложениях некоторых пещер Чатырдага [8].

Характер распределения обнажений на различных геоморфологических элементах рельефа представлен в таблице 1.

Согласно хронологии образования флювиальных форм самыми древними из выделенных элементов являются водоразделы. Количество наблюдаемых здесь обнажений минимальное — 10%. На седловинах и склонах отрицательных эрозионно-карстовых форм, которые моложе водоразделов, но древнее днищ, отмечается максимум выходов — 57%.

Промежуточное положение (33% обнажений) занимают местонахождения галечников на самых молодых элементах рельефа — днищах и тальвегах. Таким образом, распределение обнажений песчано-галечниковых отложений, перекрывавших древний карстовый цоколь, обнаруживает тенденцию к увеличению их количества от древних элементов рельефа к молодым.

Это подтверждает высказанное ранее предположение [15] о том, что перераспределение рыхлого материала на поверхности нижнего плато Чатырдага происходило под влиянием плоскостного и линейного смыва, сопровождавшего формирование эрозионных врезов.

Некоторое несоответствие закономерности, связанное с промежуточным положением обнажений в днищах, объясняется более энергичным разрушением выходов в периоды активизации эрозии и удалением обломочного материала суффозионным путем.

Интересные результаты дал анализ гипсометрического положения обнажений. По вертикали район развития песчано-галечниковых отложений ограничен высотными отметками 705 м (т/н 28) и 1060 м. в у.м. (т/н 24). Внутри 355-метровой амплитуды, разбитой на 8 высотных ступеней с шагом 50 м, обнажения распределились следующим образом (см. табл.

2) Наибольшее количество местонахождений сконцентрировано в интервале высот 1001-1050 м — 61%. Очевидно, этим отметкам соответствовали наиболее оптимальные условия аккумуляции и сохранности обломочного материала.

Последовательное убывание количества обнажений к нижним ступеням рельефа свидетельствует об ухудшении этих условий, об усилении процессов, способствующих деградации чатырдагских галечников. При сравнении (см. рис. 3) количества обнажения и пещер в районе исследования отчетливо проявляется их взаимосвязь.

Идентичные изменения сравниваемых показателей указывают, что в их основе лежит общий фактор, регулирующий оба распределения. Таким фактором несомненно является наличие воды. Вода способствует активному переносу и аккумуляции наносов, она же является необходимым условием формирования карстовых полостей.

Очевидно, зона наибольшей водообильности (1000-1050 м) была представлена древним водотоком, воды которого были перегружены наносами. Поскольку закарстованные территории отличаются повышенной трещиноватостью, часть поверхностного стока использовалась на подземное питание и проработку пещер.

Поэтому максимальному количеству обнажений галечников соответствует максимальное число карстовых полостей, среди которых преобладают пещеры-поноры и вскрытые пещеры — древние подрусловые каналы стока коррозионно-эрозионного генезиса. Через эти спелеоформы вместе с водой увлекалась часть наносов.

Речной аллювий, попадая в хорошо канализованную подземную сеть, переносился мощными водотоками на значительное расстояние, вплоть до выхода карстовой системы на поверхность.

Таблица 1. Распределение обнажений на геоморфологических элементах

Геоморфологические элементыНомера обнаженийКоличество обнажений
шт.%
Днища отрицательных форм7, 10, 11, 13, 14 17, 19, 26, 27, 281033
Склоны2, 3, 5, 6, 8, 12, 21, 22, 24,25, 291137
Седловины1, 4, 16, 18, 20, 30620
Водоразделы9, 15, 23310
< Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая >

Перейти к загрузке файла

Размер частиц обломочной породы является важнейшей характеристикой структуры осадочных образований. Он выступает главным классификационным критерием или основанием для подразделения обломков на категории различной крупности, в соответствии с которыми дается точное название осадочной породы.Основным методом исследования, определяющий зерновой (механический) состав кластических пород, является гранулометрический анализ. Его используют для расчета размеров обломков, при подготовке к исследованию минералого-петрографического состава, формы обломков, их окатанности, сортировки и т.п. Вся эта информация позволяет в итоге осуществлять реконструкции палеографической обстановки осадконакопления.Гранулометрический анализ производится путем разделения частиц, слагающих рыхлые породы, на классы крупности (фракции размерности) и установления массы и процента выхода каждого класса (фракции). Разделение осуществляется следующими способами: 1) седиментометрический (ареометрический), основанный на различной скорости осаждения частиц различной крупности в воде; 2) непосредственное измерение поперечника частиц; 3) ситовой анализ, заключающийся в просеивании зерен породы через сита с последовательно уменьшающимися размерами отверстий [27]. При изучении обломочный отложений Чатырдага использовались два последних способа.Непосредственное измерение частиц заключается в определении величины основных параметров: длины (ось а), ширины (ось в) и толщины.Таблица 3. Классификация обломочных и глинистых пород (по [19], с сокращениями)
Группа породРазмер обломков, ммНазвание обломков Обломки рыхлых пород
окатанныеугловатые
Грубообломочные1000ГлыбаСкопление глыбовых валуновСкопление глыб
100-1000Валун:Валунник:Неокатанный валунник:
500-1000крупныйкрупныйкрупный
250-500среднийсреднийсредний
100-250мелкиймелкиймелкий
10-100Галька (щебень):Галечник:Щебенка:
50-100крупнаякрупныйкрупная
25-50средняясреднийсредняя
10-25мелкаямелкиймелкая
1-10Гравий (дресва)Гравийник:Дресва:
5-10крупныйкрупныйкрупная
2,5-5среднийсреднийсредняя
1-2,5мелкиймелкиймелкая
Песчаные0,1-1Песок:Песок:
0,5-1крупныйкрупнозернистый
0,25-0,5среднийсреднезернистый
0,1-0,25мелкиймелкозернистый
Алевритовые0,01-0,1алевриталеврит
Пелитовые0,01пелитглина

Рис. 4. Основные понятия и приемы измерения диаметра гальки

Эти характеристики играют важную роль не только при выяснении формы обломка, но и при определении его размера через диаметр. Поскольку непосредственно замерить диаметр обломка часто бывает затруднительно, прибегают к его математическому вычислению.

Существует несколько вариантов расчета диаметра (Д, мм) частицы: средний арифметический (Д = (а + в + с)/3), средний геометрический и логарифмическое среднее значение [25]. По мнению автора наиболее корректным является способ расчета диаметра частицы через ее объем.

Для этого определяется объем частицы (V = а в с) и приравнивается к объему описывающей сферы, радиус (диаметр) которой и считается радиусом (диаметром) обломка. Впервые такой прием был предложен Г. Уэделлом [25]. Полученная интегральная характеристика была названа номинальным диаметром.

Его величина не зависит от формы или плотности гальки и рассчитывает по формуле:

, (1)

где D — номинальный диаметр Уэделла, мм; V — объем частицы, определенный по осям а, в, с, мм3; = 3,14.

Ситовой анализ проводится при помощи набора сит с последовательно уменьшающимися диаметрами отверстий. Количество сит определяется целью исследования или детальностью измерения. Результаты гранулометрического анализа показываются в таблицах распределения по фракциям, графически в виде круговых диаграмм, гистограмм, треугольников и кумулятивных кривых.

Основным методом анализа для генетической интерпретации гранулометрических данных является оценка статистических характеристик, полученных эмпирических распределений. К ним относится оценка линейных размеров частиц (среднего, медианного, модального, максимального и т.д.), их изменчивости и различные меры сортировки осадка.

Чаще всего применяется приближенный метод оценки опытных распределений частиц по размерам — метод квартилей, основанный на анализе кумулятивных кривых. Ординаты кривой, отвечающие распределения 25, 50 и 75% классов крупности, соответственно называются третьей (Q3), второй или медианной (Q2) и первой (Q1) квартилями.

При этом коэффициент сортировки S0 определяется по формуле:

(2)

Он является мерой изменчивости осадка, показателем способности и эффективности транспортировки обломков, то есть свидетельствует о гидродинамической обстановке, в которой происходило осадконакопление [20].

Коэффициент сортировки может служить дополнительным источником информации при проведении палеогеографических реконструкций.

В частности, снижение его значений до 1 свидетельствует об однообразном составе осадка, формирование которого могло происходить при постоянстве и достаточной длительности условий седиментогенеза.

Изучение размера обломков позволяет установить гидродинамические палеоусловия осадконакопления — в частности, скорость потока. Ф. Хьюлстремом выведена прямо пропорциональная зависимость между размером зерен и скоростью, которая позволяет определять характер обстановки седиментогенеза [25].

Итоговым результатом гранулометрического анализа являются карты территориального распределения статистических показателей размера обломков и их производных, позволяющие установить положение областей сноса, транзита и аккумуляции, выявить направление течения и другие данные.

Источник: https://studbooks.net/1742672/geografiya/geomorfologicheskoe_polozhenie_galechnikovyh_otlozheniy

11 — Водные свойства горных пород

Особенности водопроницаемости галечниковых отложений

Тема: Водные свойства горных пород.

1. Водные свойства горных пород и методы их определения.

2. Физические свойства подземных вод. Оценка физических свойств подземных вод.

1. Водные свойства горных пород и методы их определения.

Для характеристики горных пород по отношению к воде необходимо иметь представление о таких ее свойствах как гранулометрический состав, плотность и объемная масса, кроме порозности и пористости.

Гранулометрический состав — процентное содержание в рыхлой горной породе частиц различного размера. Гранулометрический состав служит классификационным признаком, позволяющим установить название грунта.

Плотность — масса единицы объема твердой фазы (минеральных частиц), породы, г/см3. Для большинства горных пород она изменяется от 2,6 до 2,7 г/см3. Плотность входит в ряд расчетных формул для определения физических и механических свойств пород.

Объемная масса — масса единицы объема породы (г/см3, т/м3).

К основным водным свойствам горных пород относят: влажность, влагоемкость, водопроницаемость, водоотдача и водоподъемная способность.

1. Влажность горных пород

Естественная влажность — отношение массы воды к массе минеральной части грунта (массовая влажность Wa.) или отношение объема воды к объему всей породы (объемная влажность W,) выражается в

процентах.

Объемная влажность равна

Wo = W

где б — объемная масса твердой фазы

Wd — массовая влажность в %.

Массовую влажность определяют взвешиванием образца до высушивания и после него. Полученную разность делят на массу высушенного образца. Для определения влажности применяют и другие методы — ядерные, тензометрические и другие.

2. Влагоемкость – это способность горных пород вмещать и удерживать в пустотах определенное количество воды. Выражается в процентах отношением массы воды, заключенной в пустотах, к массе сухой породы, или отношением объема воды, заключенной в пустотах, к общему объему породы.

Различают следующие виды влагоемкости:

1)                               гигроскопическую влагоемкость Wa — наибольшее количество прочно-связанной воды, которое порода может адсорбировать из воздуха, насыщенного водяными парами;

2)                               максимальную молекулярную влагоемкость W,

количество связанной воды, которое может быть удержано породой под воздействием поверхностных сил притяжения. Наибольшей максимальной молекулярной влагоемкостью обладают глинистые породы;

3)                               W — капиллярную влагоемкость — это наибольшее количество капиллярной влаги, которое может содержаться в породе при полном заполнении только капилляров. Величина переменная, зависит от высоты слоя, для которого она определяется над уровнем свободной воды.

4)                               W, (ПВ) — полная влагоемкость — наибольшее количество связанной, капиллярной и гравитационной воды, которое может содержаться в породе при заполнении всех пор и пустот.

5)                               W, — (НВ, 111 IB) — наименьшая или 111 1В — наибольшее

количество подвешенной воды, которое может прочно удерживаться породой.

По степени влагоемкости выделяют 3 группы пород:

1.                                    влагоемкие — торф, глина, суглинок;

2.                                    слабовлагоемкие — глинистый песок, лёсс, мергель и др.;

3.                                     невлагоемкие — песок, гравий, галечник, метаморфические горные породы.

4. Водопроницаемость это способность горных пород пропускать через себя воду. Она обусловлена наличием в породе пустот.

Водопроницаемость зависит от особенностей структуры породы. Так у лессов, отличающихся макропористостью, она значительно уменьшается при разрушении естественной структуры и уплотнении при оптимальной влажности. Водопроницаемость лессовых пород в естественном залегании по вертикали выше, чем по горизонтали.

Это объясняется тем, что поры ориентированы преимущественно по вертикали. В других породах может быть наоборот. Это характерно для глинистых, речных, озерных и морских отложений, если они содержат песчаные пропластки.

Обменные катионы, содержащиеся главным образом в глинистых породах и в воде, также влияют на водопроницаемость. Са+ и Mg+2 повышают ее, Na+ и К+ — уменьшают. Это влияние обменных катионов используется в мелиорации.

Например для удаления из 1111К Na+ и замены его кальцием проводят гипсование солонцов, что существенно повышает водопроницаемость почв и соответственно улучшает их водный и солевой режим. Коэффициент увеличивается с повышением температуры.

Показателем водопроницаемости пород является коэффициент фильтрации. Коэффициент м/сут. Водопроницаемость скальных горных пород зависит от их трещиноватости. Вот примерно какие коэффициенты фильтрации м/сут:

Глина — менее 0,001 м/сут;

Лесс — 0,25 — 0,5 м/сут;

Песок пылеватый — 0,5 — 1 м/сут;

Песок крупнозернистый — 20 — 50 м/сут;

Гравий — 20 — 150 м/сут;

Галечник — 100 — 500 м/сут.

По-видимому водопроницаемость тем выше, чем больше площадь сечения пустот. Поэтому галечники, гравий, крупные и средние пески, трещиноватые скальные породы обладают хорошей водопроницаемостью. То есть горные породы обладают водопроницаемостью:

1.                                водопроницаемые — галечник, гравий, песок;

2.                                полуводопроницаемые — глинистый песок, супесь, суглинок легкий, лесс и т.д.;

3.                                практически водопроницаемые — глина, тяжелый суглинок, плотный хорошо разложившийся торф, осадочные нетрещиноватые горные породы и др.

Абсолютно водопроницаемых горных пород нет.

5. Водоотдача – это способность водонасыщенных горных пород отдавать воду путем свободного стекания под действием силы тяжести. Величина водоотдачи определяется отношением объема свободно стекающей воды к объему всей породы и выражается в долях единицы или в процентах. Водоотдача м равна разности полной и максимальной молекулярной влагоемкостями:

м = Wn – Wi .

Породы имеют различную водоотдачу. Такие, как глина и торф практически водоотдачей не обладают. Отличаются высокой водоотдачей пески, галечники и др.

6. Водоподъемная способность – это способность горных пород поднимать воду по капиллярам.

В мелких порах горных пород над УГВ под влиянием сил поверхностного натяжения образуется кайма капиллярной воды.

Высота и скорость поднятия капиллярной воды зависит от гранулометрического состава, плотности, однородности сложения их, формы частиц, от температуры и минерализации воды.

С повышением температуры высота капиллярного поднятия уменьшается, с увеличением минерализации — возрастает. Высоту капиллярного поднятия Н определяют прямыми наблюдениями в шурфах, углубленных до УГВ, а также в лабораторных условиях. Значение Н:

Например:

Глина — 500см;

Суглинок тяжелый — 300 — 400см;

Суглинок легкий — 200 — 300см;

Песок среднезернистый — 15 — 35см;

Песок мягкий — 35 — 100см;

Супесь — 100- 150см;

Суглинок легкий — 150 — 200см.

2. Физические свойства подземных вод. Оценка физических свойств подземных вод.

К физическим свойствам подземных вод относятся температура, прозрачность, цвет, запах, вкус и привкус, плотность, сжимаемость, вязкость, электропроводность и радиоактивность. (ГОСТ 18963 — 73)

1.                                        Температура изменяется в широких пределах и зависит от геологического строения, физико-географических условий и режима питания их. Например, температура воды в многолетних мерзлых породах имеет величину -5° С и ниже.

Температура неглубоких вод в средних широтах изменяется от 5°С до 15°С.

В областях молодой вулканической деятельности, а так же на участках выхода воды на поверхность из глубоких частей земной коры известны источники с температурой воды более 100° С (гейзеры Камчатки, Исландии, Японии, Америки и др.)

Питьевая вода наиболее вкусная, если ее температура 7 — 11 °С.

2.                                           Прозрачность зависит от количества растворенных в них минеральных веществ, содержания механических примесей, органических веществ.

По степени прозрачности подземные воды подразделяются на 4 категории:

а) прозрачные;

б) мутные;

в) слегка мутные;

г) очень мутные.

Определяют прозрачность на глаз. Для этого в полевых условиях воду наливают в цилиндр h = (30 — 40)см из бесцветного стекла с плоским дном. Сравнивают эту воду с дистиллированной водой, заполняющей такой же цилиндр. По ГОСТ 2874 — 73 мутность не должна превышать 1,5 мг/см.

3.                                           Цвет зависит от химсостава и наличия примесей. Цвет воды определяют так же как и прозрачность в стеклянном цилиндре h = 30 — 40см, просматривая воду сверху. Полезно эту воду сравнить с дистиллированной водой налитой в такой же сосуд. Согласно нормам ГОСТ 2874 — 73 цветность по платинокобальтовой шкале допускается не более 200.

4.                                          Запах обычно в подземных водах отсутствует, но иногда ощущается. Так, например, сероводород придает запах тухлых яиц. Установлено, что запах воды чаще связан с деятельностью бактерий, разлагающих органическое вещество.

Для определения запаха воду подогревают до 40 — 60°, сильно встряхивают, а затем производят определение.

Согласно ГОСТ 2874 — 73 запах при 20° С и при нагревании воды до 60° С не более 2 баллов (всего 5 баллов), т.е. вода должна иметь слабый запах (с 1 по 5балл объясняется по книге).

5.                                         Вкус и привкус придают воде растворенные в ней минеральные соединения, газы и посторонние примеси (здесь добавить по книге).

По ГОСТу 2874 — 73 привкус при температуре 20° С не более 2 баллов.

6.                                         Плотность количественно определяется отношением ее массы к объему при определенной температуре. За единицу плотности принята плотность дистиллированной воды при температуре 4° С. Плотность зависит от температуры, количества солей, газов и взвешенных частиц. Изменяется от 1 до 1,4 г/см3. Изменяется с помощью ареометра или пикнометра.

             7. Сжимаемость показывает изменение объема воды под действием давления. Степень сжимаемости зависит от количества растворенного в ней газа, температуры, химического состава. Число, показывающее на какую долю первоначального объема жидкости уменьшается объем при увеличении давления на 105 Па, называется коэффициентом сжимаемости.

, где

— изменение объема, соответствующее изменению давления .

7.                                          Вязкость характеризует внутреннее сопротивление частиц жидкости ее движению. Она зависит от температуры и количества растворенных в ней солей.

8.                                          Электропроводность.

9.                                           Радиоактивность.

Контрольные вопросы:

1.                 Назовите водные свойства горных пород.

2.                 Назовите физические свойства подземных вод.

Источник: https://studizba.com/lectures/6-gorno-geologicheskaya-otrasl/204-geologiya-gidrogeologiya-i-meliorativne-izyskaniya/2470-11-vodnye-svoystva-gornyh-porod.html

Scicenter1
Добавить комментарий