Пашёл нахуй сучка ебанутая. Лекция 5 Доцент кафедры общего землеведения и гидрометеорологии
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
ОБЩАЯ ГИДРОГЕОЛОГИЯ Физические и водно-физические свойства горных пород Лекция 5 Доцент кафедры общего землеведения и гидрометеорологии Ю.А. Гледко gledko74@mail.ru План лекции Физические свойства пород. Плотность, объемная масса, пористость и трещиноватость пород. Классификация трещин и пор, их гидрогеологическая характеристика. Пористость общая, открытая, эффективная. Водные свойства и влажность пород. Влажность массовая и объемная, водопроницаемость, влагоемкость, водоотдача и методы их определения. Капиллярные свойства рыхлых пород. Зависимость водных свойств пород, высоты и скорости капиллярного поднятия от их гранулометрического состава, диаметра пори вязкости воды Литература O Гледко, Ю.А. Гидрогеология учебное пособие/Ю.А. Гледко. – Минск Высшая школа, 2012. – 446 с. Всеволожский, В.А. Основы гидрогеологии Учебнике изд. перераб. и доп. – М Изд-во МГУ, 2007. – 448 с. O Догановский, А.М. Гидросфера Земли / А.М. Догановский, В.М. Малинин. – СПб., 2004. – 629 с. O Кудельский, А.В. Подземные воды Беларуси/А.В. Кудельский, В.И. Пашкевич, МГ. Ясовеев. – Мн Институт геол. наук, 1998. – 260 с. O Ясовеев, МГ Основы гидрогеологии Учеб. пособие МГ. Ясовеев. – Мн БГУ, 2002. – 148 с. Кирюхин, В.А. Общая гидрогеология Учеб. для вузов/В.А. Кирюхин, АИ. Коротков, АН. Павлов. – Л Недра, 1988. – 359 с. Короновский, Н.В. Общая геология учебник Н.В. Короновский. – М КДУ, 2006. – 528 с. Короновский, Н.В. Геология учебник для эколог. специальн. вузов Н.В. Короновский, НА. Ясаманов. – М Академия, 2007. – 448 с. Круговорот воды в недрах земли К физическими водно-физическим свойствам горных пород, относятся плотность, объемная масса, скважность (пустотность), пористость, трещиноватость, влажность, влагоемкость, водопроницаемость, водоотдача. Физические и водно-физические свойства горных пород Основными гидрогеологическими свойствами горных пород являются их влагоемкость и проницаемость связанные с наличием в минеральном скелете практически всех горных пород так называемого свободного пространства, незанятого минеральным веществом. Плотность физическое свойство горной породы, количественно оцениваемое величиной отношения массы минерального вещества без пори пустот к ее объему. Величина плотности грунта зависит от минерального состава, влажности и пористости грунтов с увеличением содержания тяжелых минералов плотность грунта увеличивается, а при увеличении содержания органических веществ уменьшается с увеличением влажности плотность грунта возрастает максимальной приданной пористости она будет в случае полного наполнения пор водой с увеличением пористости плотность грунта уменьшается. Физические и водно-физические свойства горных пород Объемная масса объемный вес) – это масса единицы объема высушенной породы спорами в природном состоянии. Выражается объемная масса в граммах на кубический сантиметр (г/см3), или в килограммах на кубический метр (кг/м3). Скважностью (пустотностью) горных пород называется свободное пространство в минеральном скелете, представленное пустотами различной формы, размера и генезиса и численно может быть охарактеризовано объемным коэффициентом скважности (общая или абсолютная скважность) n с = V п э • 100% где п общий объем всех пустот, содержащихся в данном элементе горной породы V э – объем элемента. Виды скважности (пустотности) горных пород в зависимости от размеров Вид скважности Диаметр пустот D, мм Ширина L, мм Соотношение открытой и активной скважности Субкапиллярная менее 0,0002 менее 0,0001 n a < o ; а Капиллярная 0,0002-0,5 0,0001- 0,25 n a o Сверхкапиллярн ая более 0,5 более 0,25 n a =n o Характер и виды пористости горных пород 1 – хорошо отсортированные осадки с высокой пористостью плохо отсортированные с малой пористостью осадки, пористость которых уменьшена в связи с частичной цементацией свободного пространства 4 – высокопористые осадки, сложенные частицами чешуйчатой или листовидной формы тоже при уплотнении с резко уменьшенной пористостью 6 – слабопористые осадки с базальным типом цемента 7 – породы с пустотностью, определяемой процессами выщелачивания (кавернозностью); 8 – породы с пустотностью, связанной с наличием трещиноватости по О. Мейнцеру, 1933, с изменениями) Значения коэффициента пористости горных пород Породы Средняя пористость, % Свежие осадки Илы глинистые Торф Различные типы почв 50,0 80,0 55,0 Породы верхней части зоны выветривания Пески Лѐсс, лѐссовидные суглинки Покровные суглинки Глины 35,0 45,0 35,0 35,0 Осадочные породы Пески рыхлые Песчаники Глины Гипс Мел Опока 25-35,0 10-20,0 20-40,0 1,0 30,0 35,0 Метаморфические породы Сланцы глинистые и др. Кварциты, гнейсы, мрамор 4,0 2,0 Магматические породы Порфириты Граниты, сиениты Эффузивы Интрузивы 2,0 1,0 2,0 1,0 Характерные значения влагоемкости и влажности горных пород Влагоемкость (влажность Примечание Гигроскопическая влагоемкость гигроскопичность, максимальная гигроскопичность) ω г Максимальное количество прочно-связанной воды, образующейся в горной породе в результате процессов адсорбции молекул парообразной воды поверхностью минеральных частиц при относительной влажности воздуха 90—100% Максимальная молекулярная влагоемкость ω мм По А.Ф. Лебедеву, соответствует содержанию в горной породе максимального количества воды, удерживающейся молекулярными силами на поверхности минеральных частиц Наименьшая влагоемкость (водоудерживающая способность горной породы) ω н Влажность, определяемая максимальным количеством прочносвязанной, осмотической, капиллярно-разобщенной, капиллярно-подвешенной воды Капиллярная влагоемкость ω к Количество воды, соответствующее полному заполнению всех капиллярных пустот (влажность капиллярной каймы) Полная влагоемкость ω о Максимально возможное количество воды (все виды воды) при полном заполнении свободного пространства в минеральном скелете горной породы Максимальная влажность W о Влажность горной породы, соответствующая полной влагоемкости Естественная влажность е Влажность горной породы в естественных условиях (в зависимости от условий залегания может соответствовать любому уровню влагоемкости) Водно-физические свойства горных пород Водоотдачей называется способность водонасыщенных грунтов отдавать воду путем свободного стекания. Коэффициент водоотдачи μ представляет собой отношение объема стекающей из грунта свободной (гравитационной) воды к объему всего грунта, выраженное в долях единицы или в процентах. Удельная водоотдача — это количество воды, которое можно получить из 1 м грунта. Наибольшей водоотдачей обладают крупнообломочные породы. Водоотдача глин ничтожна. Водно-физические свойства горных пород Проницаемостью грунтов называют их способность пропускать через себя воду под действием силы тяжести или градиентов гидростатического давления. Применительно к движению свободной (гравитационной) воды (без учета ее плотности и вязкости) это свойство называется водопроницаемостью (фильтрационной способностью) горной породы и характеризуется так называемым коэффициентом фильтрации (К, см/с, м/сут и т.д.). Классификация грунтов по степени проницаемости Группы грунтов Тип грунта Коэффициент фильтрации, К ф , м/сут Водоотдача, μ Высокопроницаемые Гравий, галька, сильно закарстованные породы известняки, гипсы) > 100 0,2-0,3 0,10-0,15 Хорошо проницаемые Крупнозернистые пески, сильно трещиноватые породы песчаники, граниты, базальты) 10-100 0,20-0,25 0,03-0,05 Проницаемые Средне- и мелкозернистые пески, умеренно трещиноватые и слабо закарстованные породы 0,1-10 0,15-0,20 0,01-0,05 Слабопроницаемые Суглинки, супеси, песчанистые глины, слаботрещиноватые породы 10 -3 -10 -1 0,01-0,05 0,01-0,03 Весьма слабопроницаемые Тяжелые суглинки, глины Менее 0,01 Практически непроницаемые (водоупоры) Плотные глины, нетрещиноватые скальные породы, соляные пласты < Менее 0,01 Капиллярностью грунта называют его способность содержать и пропускать капиллярную воду. Высота капиллярного поднятия зависит от размера капиллярных пор, гранулометрического состава грунта, температуры воды и других характеристик. Грунт Высота капиллярного поднятия, H, см Песок крупнозернистый среднезернистый мелкозернистый 2,0-3,5 3.5-12,0 35-120 Супесь 120-350 Суглинки 350-650 Глины 650-1200 |