Инженерлік геологиялық ізденіс кезіндегі топырақтың қасиетін алаңдық (полевой) зерттеу әдістерін атаңыз

Құрылыс салынатын алаңды бағалау үшін, келесі үрдісті ізденістер жүргізеді: негізгі-инженерлік-геодезиялық, инженерлік-геологиялық және гидрогеологиялық; гидрометеорологиялық, климатологиялық және метероло-гиялық, құнарлы жер қыртысын геоботаникалық тексеру және басқалар. Қандайда құрылыс салынса да, негізгі ізденістерді бірінші кезекте жүргізеді.

Инженерлік-геодезиялық ізденіссол ауданның жер бедері және ондағы құрылымдар туралы деректер бере отырып жобалу жұмыстарының негізі болып қана қоймай, басқа ізденіс түрлерін жүргізугс, тексеруге пайдаланылады. Инженерлік-геодезиялық ізденіс кездерінде геодезиялық негіз түрлерін құру және құрылыс салынатын алаңда әр түрлі масштабтардағы топографиялық түсіріс, сызықтық құрылыстардың трассаларын қадалау, геологиялық, гидрогеологиялық қазбаларды, геофизикалық барлау нүктелерін геодезиялық істермен байланыстыру және де басқа жұмыстар атқарылады.

Инженерлік-геологиялық және гидрогеологиялық ізденісжұмыстары жер қыртысының геологиялық құрылысы, физико-геологиялық, топырақ беріктігі, құрамы және жер асты сулары т.б. құрылымдар туралы мәлімет береді. Бұл мәліметтер құрылыс салу шарттарын дұрыс бағалауға мүмкіндік туғызады.

Гидрометеорологиялық ізденістерөзендер мен су қоймаларындағы су жиналу мүмкіндіктері, сол ауданның климаттық сииаттамалары туралы мәлімет береді. Сонымен бірге гидрометерологиялық ізденіс кездерінде су деңгейінің өзгеруі, көлбеулігі, бағыты және ағу жылдамдығы, ақпа су көлемі, тереңдігі және су қабаттарының қалыңдығы туралы мәліметтер жинайды.

Құрылыс салу үшін атқарылатын инженерлік ізденіске геотехнологиялық тексеру, табиғи және техногендік қауіптілікті бағалау; территорияны инженерлік қорғаудағы шараларды негіздеу; қоршаған ортаға әсер етуші жергілікті күштерге мониторинг жүргізу, инженерлік ізденісті ғылыми тұрғыдан қарау, ізденіс жүмыстарын атқарушының авторлық құқын қорғау; кадастрлық және де басқа осыған жататын істер және құрылыс салу кезіндегі ғылыми ізденіс, нысандарды пайдалану және оларды істен тыс қалдыру (жабу) жатады.

Топырақтардың құрамы, құрылымы

Топырақ құрылымы

Топырақтардың құрылыстық қасиеттеріне баға беру үшін топырақтардың құрылымы мен бітімінің мәні зор.

Топырақ құрылымы дегенде сол топыраққа тән топырақтың ішкі байланымдары мен ол пайда болғанға дейінгі бүкіл ерекшелігіне негізделген ірілігі мен пішіні жағынан әралуан минералды бөлшектердің және олардың жекелеген агрегаттарының орналасуы деп білеміз. А. К. Ларионовтың айтуы бойынша құрылым топырақ жасайтын қатты, сұйық және газ тәрізді бөлшектердің сандық және морфологиялық арақатынасымен өлшенеді. << Топырақтардың табиғи құрылымы, олардың құрамы мен жай – күйі негізінен алынғанда топырақтардың деформациялық – беріктік қасиеттерімен олардың негіздік және құрылыс үшін орта ретіндегі жұмысын анықтайды>>

Текстура(бітімі) дегенде қабаттағы топырақтың бір текті еместігін сипаттайтын топырақтар бөлшектері мен агрегаттарының кеңістікке орналасуы мен өзара тұрған орнын айтамыз. Топырақ текстурасының төмендегідей түрлері бар: 1) қатпарлы (жұқа және ірі қабатты, қиғаш қабатты, тақта тасты және т.с.с.). 2) құйма қабатты (көлемді және бүркемелі қатпарлы); 3) күрделі қабатты (қуысты , кең кеуекті және т.с.с.).

Топырақ құрамы

Топырақ құрамына қатты минералдық бөлектер (топырақ қаңқасы), қатты бөлшектер арасындағы кеуекті (бос жерлерді) толтыратын су мен газ (ауа, су буы) енеді (1.1-сурет). Сонымен барлық топырақтардың үш компонентті құрамы болады. Профессор Н. А. Цитовичтің айтуы бойынша «Осы компоненттердің қасиеттері, олардың топырақтағы сандық ара қатынастары, сондай ақ топырақ комоненттері мен олардың агрегаттары аралығындағы электромолекулярлық, физикалық химиялық, механикалық және басқалай әрекеттер топырақ табиғатын анықтайды.»

Топырақтың үш компоненті құрамының схемасы 1.1-суретте көрсетілген. Топырақ құрамына мөлшері жағынан әр алуан қатты минералды бөлшектер енуіде мүмкін. Бөлшектердң атауы олардың мөлшеріне қарай 1.1-кесте бойынша қабылданады. Мөлшерлерінің белгілі бір көлемі бар бөлшектер тобы фракция деп аталады. Келтірілген топырақта бар фракциялардың процентпен берілген салмақтық мазмұны гранулометриялық немесе қиыршақ құрамы деп аталады.

1.1-кесте

Минералды бөлшектер фракцияларының ірілігіне қарай аталуы

Мұндағы V_тoп= V_к+V_тқ -топырақ көлемі

V_k - кеуек көлемі

V_тқ - тек ғана минералды бөлшектер (топырақ қаңқасы) алып жатқан көлем

V_г – газ (ауа) алып жатқан көлем

V_c- су көлемі

Топырақтағы су. Топырақ кеуегіндегі су ағын су немесе тұнық су болуы мүмкін.

Ағын су өзін кәдімгі сұйықтық сияқты сақтайды, яғни су өткізгіш ағыстар жасай отырып, қысымдар айырмашылығының әсерінен топырақтың кеуектері бойынша оңай орын ауыстырады. Кеуекті суда болатын әр алуан иондар мен дипольдердің ( судың өз молекуласы) минералды бөлшектердің бетіне электростатикалық тартылыс жасауы өзара әрекет етудің аса маңызды түрлерінің бірі болып табылады. Топырақтың қатты минералдық бөлшектердің бетінде ( тәжірибе көрсеткендей) теріс электр заряды болады. Судың молекулалары электр электр қуатымен тікелей де, сондай ақ оі зарядталған иондардың гидратты қабыршық құрамында да бөлшетер бетіне тартылады (1.2-сурет).

1.2-сурет. Минералды бөлшектің гидратты-ионды қабыршағы: 1- берік тұтасқан су; 2 – су молекулалары (дипольдар); 3 – катион; 4 – диффузды қатпар шеңберіндегі борпылдақ тасқын су; 5 – қатты минералды бөлшек.

Олар бірлесіп келе минералды бөлшектер төңірегінде гидратты ионды қабыршықтар жасайды. Гидратты ионды қабыршықтан берік тұнған суды- минералдың бетіне жақын жатқан қалыідығы бірнеше молекула болатын су қабатын, және диффузиялық қабат шегіндегі борпылдақ жабысқан суды байқауға болады.

Топырақта бөгелмелі су қаншалықты мол болса, минералды бөлшектер бетінің жиынтық аумағы соншалықты үлкен болады. Минералды бөлшектердің өзіндік беті (1г жынысытң жиынтық беті) қаншалқты үлкен болса, бөлшек мөлшері кіші болады. Осыдан келіп, жұқа- шашыранды (сазды) топырақтарда неғұрлым біршама мәнді бөгелмелі су бары байқалады.

Топырақтағы газ.Топырақтағы кеуек көлемінің бір бөлігін дерлік әрқашан газ (ауа) мен сулы бу алып жатады. Температура мен қысымға байланысты газдың кейбір мөлшері булы суда еріп кетуі мүмкін. Топырақта көпіршік түрінде қыстырылып қалған газдар топырақ механикасын қызықтыру мүмкін, бұл жағдайда кеуектің қалған бөлігін су алып жатады. Гздың қысылып қалған көпіршіктерінің болуы топыраққа судың сіңімділігін азайтуға әкеледі, сондай-ақ серпімді толқындар мен басқа да бірқатар құбылыстардың нығаюы, таралу процестерінің сипатына елеулі әсер етеді.

56. Жерасты суларының динамикасы.

Подземные воды в большинстве случаев находятся в движении. Раздел гидрогеологии, изучающий закономерности движения подземных вод, называется динамикой подземных вод. Движение подземных вод подчиняется определенным законам с присущими им определенными формами передвижения. Все это учитывается при гидрогеологических расчетах, при решении вопросов водозабора или водопонижения уровней подземных вод. Законы движения. Подземные воды могуr передвигаться в горных породах как путем инфильтрации, так и фильтрации. При инфильтрации передвижение воды происходит при частичном заполнении пор воздухом или водяными парами, что обычно наблюдается в зоне аэрации. При фильтрации движение воды происходит при полном заполнении пор или трещин водой. Масса этой движущейся воды создает фильтрационный поток. Фильтрационные потоки подземных вод различаются по характеру движения и подчиняются двум законам. Если движение грунтового потока в водоносных слоях (галечнике, песке, супеси, суглинке) имеет параллельна-струйчатый или так называемый ламинарный характер, то он подчиняется закону Дарси. Ламинарный характер движения воды наблюдается также в трещиноватых породах, но при скорости движения не более 400 м/сут. При наличии крупных пустот и трещин движение воды в породах носит вихревой, или турбулентный, характер, но это наблюдается сравнительно редко. Это второй закон, носящий более сложный характер. Движение подземных вод может быть установившимся и неустановившимся, напорным и безнапорным. При установившемся движении все элементы фильтрационного потока (скорость, расход, направление и др.) не изменяются во времени. Во многих случаях эти изменения настолько малы, что для практических целей ими можно пренебречь. Фильтрационный поток называется неустановившимся, если основные его элементы изменяются не только от координат пространства, но и от времени. Подземный поток становится переменным, т. е. приобретает неустановившийся характер движения под действием различных естественных и искусственных факторов (неравномерная инфильтрация атмосферных осадков, откачка воды из скважины, сброс сточных вод на поля фильтрации и т. д.).