Данный файл содержит Главы III - VIII учебника «Геология и грунтоведение» автор , изд-во «Недра», М., 1977 (стр. 14 )

Рассмотрим движение грунтовых вод в канаве прямоуголь­ного сечения, заложенной до водоупорного слоя (риг. 22) Обоз­начим мощность потока грунтовых вод через Я, слой воды в ка­наве — через Л. В связи с наличием разности уровней грунтовых вод и воды в канаве будет происходить движение воды от места

82

с более высоким уровнем воды к месту с более низким уровнем ее, т. е. будет иметь место приток воды в канаву. Вместе с тем на прилежащих с двух сторон канавы участках водоносного гори­зонта уровень грунтовых вод будет понижаться и спустя неко­торое время установится в виде кривой, напоминающей по фор­ме воронку. Эта кривая называется депрессионной.

Приток воды 0 с двух сторон канавы на протяже­нии ее I будет равен

п-ь ч — к

у/////////////////^^^^^^

Рис 22 Разрез водосборной канавы

где

— коэффициент фильтрации грунтов, ориентировочно принимаемый для песков: крупнозернистого более 10 м/сут, среднезернистого 5 — 10 м/сут, мелкозернис­того 1 — 5 м/сут; для супесей он составляет ОД — 1 м/сут; для суглинков и глин — менее 0,1 м/сут; /? — радиус влияния канавы, или радиус понижения (депрес-

сии) уровня.

Необходимые для расчета притока воды в канаву данные о величинах 6, /? и Я получают в результате гидрогеологических исследований.

Если измерениями будет установлен фактический расход воды в канаве, то расстояние К. может быть вычислено по фор­муле

Яа —

(5)

Радиус # понижения уровня (депрессия) приблизительно равен (в м): для супесей и суглинков около 50; для песков мелкозер­нистых 100—200, среднезернистых 200—400 и крупнозернистых 400—600; для гравия, гальки и трещиноватых пород 500—1000.

Закладывая на осушаемой территории несколько параллель­ных канав и строя для них графики депрессии, можно опреде­лить средний уровень понижения грунтовых вод.

Поглощающие колодцы. В том случае, когда грунтовые воды залегают близко от дневной поверхности и при этом могут отри­цательно сказываться на эксплуатации земляного полотна и до­рожного покрытия, а отвод их сопряжен с большими трудностя­ми ввиду равнинного характера местности, иногда устраивают поглощающие колодцы. Они представляют собой колодцы или буровые скважины, служащие для спуска грунтовых вод в бо­лее глубокие водопроницаемые слои, способные поглощать воду. 'Перед устройством поглощающих колодцев тщательно изу­чают местность с точки зрения ее геологического строения и проводят опытный спуск воды. При спуске грунтовых вод в пог­лощающий колодец происходит понижение их уровня, т. е.

83

образуется воронка осушения. Одновременно в слое, куда спускаются грунтовые воды, образуется воронка поглоще­ния, обращенная узкой частью кверху (рис. 23).

Зная радиус депрессии Я одного колодца, определяемый

опытным  путем, устанавливают

.  ____ .  количество поглощающих колод-^Щ$Ш  цев, необходимых для осушения местности.

Г * . "™* ^ ^"^/ !*ч' г п ^^^1

Рис. 23. Погло щающнй  колодец

§ 28. Химический состав подземных вод

Атмосферная вода, просачи­ваясь через толщу горных пород, растворяет на своем пути неко­торую наиболее растворимую часть их, вследствие чего она обогащается такими солями, как ЫаС1, N82804, М^5О4, СаСЬ и др. Кроме того, в воде раство­ряются различные газы: кислород, азот, углекислота и др. По этой причине подземные воды всегда содержат в растворенном состоянии большее или меньшее количество солей и газов тех или других соединений. В южных районах нашей страны, на­пример в Прикаспийской низменности, грунтовые воды обычно сильно засолены, что обусловливается высоким содержанием растворимых солей в горных породах, а также интенсивным испарением грунтовых вод в летнее время.

Растворенные в воде соединения и газы придают ей различ­ный вкус и свойства и обусловливают степень пригодности воды для питьевых и технических целей.

По общему содержанию растворенных солей подземные воды разделяются на: пресные — при содержании растворенных со­лей до 1 г/л, солоноватые — от 1 до 10 г/л, соленые—10— 50 г/л, рассолы — более 50 г/л.

Вода для питьевых целей. Вода для питья должна быть бесцветна, прозрачна, не иметь запаха, быть приятной на вкус. Золотисто-желтая или бурая окраска воды указывает на нали­чие в ней растворенных органических веществ. Соленый вкус обусловливается значительным количеством КаС1, а горький вкус придает воде Мд5О4. Количество растворенных солей в хо­рошей питьевой воде не должно превышать 1 г/л.

Вода не должна содержать вредных для здоровья человека элементов (уран, свинец, мышьяк и др.), а также болезнетвор­ных бактерий. Общие требования к качеству воды для питьевых целей определяются Государственным стандартом (ГОСТ 2761—57 и 2874—54).

Жесткость воды. При значительном количестве растворенных в ней солей кальция и магния вода дает большую накипь в па­ровых котлах, плохо мылится и в ней плохо развариваются про­дукты питания; такую воду называют жесткой.

84

принято выражать в миллиграмм-

1 л воды

Жесткость воды в СССР эквивалентах на литр.

За 1 мг-экв жесткости принимается содержание в 20,04 мг иона кальция или 12,16 мг/л иона магния.

По жесткости воду разделяют на:

1)  мягкую — с жесткостью менее 3 мг-экв;

2)  средней жесткости — 3—6 мг-экв;

3)  жесткую — 6—9 мг-экв;

4)  очень жесткую — более 9 мг-экв.

Для паровых котлов и радиаторов автомобилей должна при­меняться только мягкая вода. Для питья наилучшими вкусовы­ми качествами обладает вода с жесткостью не более 7 мг-экв; при жесткости более 18 мг-экв вода становится непригодной для питья.

Агрессивные воды. Под агрессивностью воды принято пони­мать разрушающее действие ее на бетон, изготовленный на портландцементе. Свойство агрессивности придает воде неко­торая часть растворенного в ней свободного углекислого газа (С02).

В процессе взаимодействия цемента с водой выделяется сво­бодная известь Са(ОН)2, которая легко вступает во взаимодей­ствие с содержащейся в воде углекислотой. Образующийся при этом бикарбонат кальция Са(НСОзЬ, как легкорастворимый при известных условиях, может быть вынесен из бетона, что приводит к разрушению затвердевшего портландцемента.

Разрушающее действие на бетон могут также оказывать соли серной кислоты, если они содержатся в значительном коли­честве.

Требования к качеству воды для приготовления бетона, упот­ребляемого при дорожном строительстве, определяются ГОСТ 8424—72.

Глава VIII. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ИСТОРИИ ЗЕМНОЙ КОРЫ

§ 29. Понятие о геологическом возрасте

По современным представлениям со времени сформирования Земли прошло 5—6 млрд. лет. По теории , Земля еще в раннюю пору имела воду и атмосферу, хотя последняя су­щественно отличалась от современной. В первоначальные этапы существования Земли под воздействием силы тяжести энергично протекали процессы расслоения вещества, местные извержения расплавленных веществ с образованием изверженных горных по­род и процессы выветривания, изменявшие эти породы.

Развитие начальных белковых веществ в течение длительно­го времени привело к образованию разнообразных животных и растительных форм. С этого этапа развития Земли начинается ее геологическая история, изучение которой становится возможным для нас благодаря наличию в толщах осадочных по­род ископаемых растений и животных. Эти остатки сохранились до наших дней в виде окаменелостей, т. е. твердых остатков прежде живших животных и растений (раковины, кости, зубы, иглы, древесина и пр.), или отпечатков. Они являются убеди­тельными документами, свидетельствующими о развитии жизни на Земле и о ее сложной геологической истории.

Систематизация и изучение окаменелостей и отпечатков поз­волили установить, что развитие жизни на Земле протекало по­степенно, от самых простых, низших форм до наиболее сложных и совершенных, вплоть до появления и развития человека. В оп­ределенные промежутки геологической истории жили характер­ные для них виды животных и растений, которые, отмирая, оставляли окаменелости и отпечатки в осадочных горных поро­дах. Это дало возможность разделить всю прошлую историю земной коры на ряд промежутков времени и определить отно­сительный возраст осадочных горных пород, т. е. установить, какие из пород старше и какие моложе.

Окаменевшие остатки животных или растений, по которым можно распознавать относительный возраст тех или иных пород, называют руково дящими формами.

Наиболее крупный промежуток времени в геологической хро­нологии получил название э р а, а толща пород, образовавшихся за это время,— группа. Дальнейшее подразделение геологиче­ских эр (групп) производится на периоды (системы), эпохи (отделы) и века (ярусы).

В настоящее время вся история земной коры подразделяется на следующие эры, начиная с наиболее молодой:

кайнозойская (эра новой жизни);

мезозойская (эра средней жизни);

палеозойская (эра древней жизни);

протерозойская (эра древнейшей — простейшей жизни);

археозойская (эра первичной — начальной жизни).

Деление их на периоды, предполагаемая продолжительность их и наиболее характерные отложения, образовавшиеся за дан­ный период или эру, показаны в геохронологической таблице (табл. 5).

Мощность толщи осадочных горных пород в СССР различна: в Ленинградской области она достигает 200 м, в Московской — 1650 м, в районе Баку — более 4000 м, в Донбассе—11000 м. Осадочные породы представлены многократно чередующимися пластами глин, известняков, песчаников и других пород. Оценить и правильно разобраться в них можно лишь только на основе определения геологического возраста пород.

Часто при изучении толщи осадочных пород все дочетвер-тичные напластования, т. е. образовавшиеся до современного четвертичного геологического периода, объединяют под общим наименованием коренных пород.

В настоящее время разработаны методы, позволяющие опре­делять абсолютный возраст пород по распаду радиоактивных элементов, входящих в состав минералов.