Контрольная работа по «Інженерна геологія та гідрогеологія»

 

Геологогидрогеологический разрез представлен в приложении 

 

 

    Задание 5: Охарактеризовать условия образования, распространения и использования артезианских вод. Ответ должен сопровождаться рисунком, который отображает форму залегания подземных вод, их характерные элементы

Артезианские воды (от Artesium, латинского названия французской провинции Артуа, где эти воды издавна использовались) — напорные подземные воды, заключенные в водоносных пластах горных пород между водоупорными слоями. Обычно встречаются в пределах определенных геологических структур (впадин, мульд, флексур и др.), образуя артезианские бассейны. При вскрытии буровой скважиной артезианские воды поднимаются выше кровли водоносного пласта, иногда фонтанируют. Линия, соединяющая отметки установившегося напорного уровняв скважинах, образует пьезометрический уровень.В отличие от грунтов вод, участвующих в современном водообмене с поверхностью земли, многие артезианские воды являются древними и их химический состав обычно отражает условия формирования.

Различают артезианский бассейн и артезианский склон (см рисунок). В артезианском бассейне область питания располагается рядом с областью напора; далее по направлению подземного стока располагается область разгрузки напорного горизонта. В артезианском склоне последняя находится рядом с областью питания. 

 

 

Задание 6: Используя данные таблицы определить направление, скорость фильтрации и действительную скорость движения подземных вод по трем скважинам, которые расположены (в плане) в углах равностороннего треугольника:

 
 

Решение задачи:

Строим в масштабе 1:1500 три скважины; Нумеруем скважины и ставим абсолютные отметки уровня грунтовых вод:

Скважина 1: 101 – 9 = 92м;

Скважина 2: 106 – 10 = 96м;

Скважина 3: 110 – 12 = 98м; На линии между скважинами с минимальной  и максимальной отметками строим методом линейной интерполяции вторую скважину. Из скважины 2 на проекцию ее на соединительной линии между скважинами 1 и 3 опускаем изогипсу. На полученную изогипсу опускается перпендикуляр из скважины с наибольшим уровнем грунтовых вод, т.е. 3. Определяя длину этого перпендикуляра мы получим значение для определения гидравлического уклона и направления стока подземных вод.

l = 1,89*15 = 28,35 м

I  = ( H₁ - H₂) / l = (98-96) / 28,35 = 0,07055;

из исходных условий видно, что коэффициент фильтрации k_ф = 4.8 м/сутки, тогда

скорость фильтрации можно найти по формуле Дарси :  

V= k_ф *I = 4.8*0,07055 = 0,339 м/сутки;  

Действительную скорость движения подводных вод можно найти учитывая пористость пород, образующих водоносный слой:

е -пористость

U = V/e = (0,339/43)*100% = 0,7875 м/сутки 

 

Задание 7: Построить схему и определить приплыв подземных вод к совершенной безнапорной скважине с круговым контуром при горизонтальном водоупоре, используя данные таблицы: 

     Решение задачи:

    -Определим  мощность статического водоносного  слоя Н = 150 – 130.6 -3.5 = 15.9м

    - Определим мощность динамического  водоносного слоя h = Н – S = 8.9м

По формуле Кусакина можно определить радиус влияния откачки:

= = 255,82 м 

Исходя из значения R  и учитывая что а < 0,5R выбираем формулу Дюпюи для расчета  притока воды следующего вида:

, где D – диаметр скважины.

Подставляя значения получим: Q = = = 1576.34 м3/сутки 
 

 

 
 
 

    Задание 12: Охарактеризовать оползневый процесс. Рассмотреть условия строительства и эксплуатации сооружений, в районах охваченных этим процессом. Указать мероприятия, устраняющие его вредное воздействие на условия строительства и эксплуатации сооружений. 

С деятельностью  подземных и поверхностных вод  и другими факторами связаны  разнообразные смещения горных пород, слагающих крутые береговые склоны долин рек, озер и морей. К таким гравитационным смещениям, помимо осыпей, обвалов, относятся и оползни. Именно в оползневых процессах подземные воды играют важную роль. Под оползнями понимают крупные смещения различных горных пород по склону, распространяющиеся в отдельных районах на большие пространства и глубину. Простейший случай оползня представлен на рисунке, где показано первоначальное положение склона и его строение после одноактного оползня.

 

 

Поверхность, по которой происходит отрыв и  оползание, называется поверхностью скольжения, сместившиеся породы - оползневым телом, которое часто отличается значительной неровностью. Место сопряжения оползневого  тела с надоползневым коренным уступом  называется тыловым швом оползня, а место выхода поверхности скольжения в низовой части склона - подошвой оползня.

Оползневые  процессы характеризуются цикличностью своего развития, инерционностью проявления, кумулятивным эффектом запаздывания во времени воздействия факторов на процессы и их проявлением, эффектом совпадения во времени экстремальных характеристик всех факторов и их одновременным воздействием на развитие оползня

   Причины образования оползней можно свести в три группы:

1) изменение формы и высоты склона;

   2) изменение строения, состояния и свойств пород, слагающих склон;

3) дополнительная грузка на склон. 

Строительство и  эксплуатацию сооружений на склоновых  территориях надо вести с учетом возможного развития оползневых процессов, а следовательно предусмотреть противооползневые мероприятия

Очевидно, что сооружения, возведённые в зонах интенсивного проявления оползней без учёта их влияния, могут оказаться в очень  тяжёлом и даже аварийном состоянии, если даже они безупречно спроектированы и возведены. Чтобы обезопасить сооружение от подобных аварий, необходимо в каждом частном случае знать, насколько возможно проявление таких процессов и явлений, угрожают ли они данному проектируемому сооружению, какова степень опасности и какими с принципиальной стороны мероприятиями (если невозможно избежать влияния этих процессов на сооружение) можно обеспечить его нормальную службу.

   Противооползневые мероприятия подразделяются на два  вида:

   - активные, способные воздействовать  на основную причину оползня  путем полного пресечения или некоторого ослабления ее действия, в частности, снятие перенапряжения грунтовой толщи за счет разгрузки любого вида; пассивные, направленные на повышение значимости факторов сопротивления, влияющих положительным образом на степень устойчивости, например, пригрузка, закрепление любыми способами.Мероприятия по обеспечению охранной обстановки касаются в основном ограничений в деятельности человека в районе склона: по зеленому поясу (запрещение рубки леса, корчевания и разработки участков под огороды, уничтожение кустарника, травяного покрова); по строительству (установление границы предельной застройки, типа и веса сооружений, снос существующих сооружений, замедление темпов строительства); по земляным работам (запрещение любых разработок грунта в пассивной зоне - у подножья, загрузки склона в активной зоне - у бровки, увеличения крутизны откоса, вскрытие неустойчивых грунтов); в области водного хозяйства (запрещение спуска поверхностных вод и поливов, содержание в порядке водоотво-дящих и осушительных устройств, водопро-водно-канализационных систем, заделка ям, трещин, установление уровней и темпов сработки вод, омывающих откос); по динамическим воздействиям (запрещение применения взрывных работ, забивки свай, работы транспортных средств).

Использование   растительности   направлено на закрепление и осушение склона. Здесь предусматривается сплошное травосеяние, посадка влаголюбивого кустарника, облесение склона (вяз, дуб, клен, липа, лиственница).

   Искусственное уплотнение и закрепление грунтов  на склоне предусматривает проведение различных инъекций (цементация, силикатизация, битумизация, глинизация), замораживание фунтов, уплотнение электроосмосом.

   Обеспечение устойчивости возводимых сооружений в  зоне действий оползня преследует цель повышения безопасности и включает мероприятия: по удалению неустойчивого массива на всю его мощность (до коренных неоползнеопасных пород); закладку глубоких фундаментов, опирающихся на устойчивые породы; устройство фундаментов из буронабивных свай; использование каркасных конструкций; армирование крутых откосов геосинтетическими сетками и каркасами; применение железобетонных поясов; устройство деформационных швов.

 

   

    Задание 13: Дать общую характеристику просадочным грунтам. По расчетной величине S_пр=3см установить тип грунтовых условий (I или II) и наметить мероприятия по борьбе с просадочностью.