Материал: госы по билетам

Осушительной системой называют комплекс инже­нерных сооружений и устройств для регулирования вод­ного режима переувлажненных земель в соответствии с потребностями сельскохозяйственного производства.

Осушительная система состоит из регулирующей, ог­раждающей и проводящей сети, водоприемника, гидро­технических сооружений на сети, дорожной сети, приро­доохранных сооружений и устройств, эксплуатационной сети. В состав осушительной системы входят также са­ми осушаемые земли.

Регулирующая сеть служит для сбора и удаления с осушаемой территории избыточных поверхностных и грунтовых вод. С помощью регулирующей части систе­мы непосредственно регулируется водно-воздушный ре­жим почвы в соответствии с потребностями сельскохо­зяйственных культур. Способы осушения являются сос­тавными частями регулирующей сети.

Ограждающая (оградительная) сеть предназначена для перехвата поверхностных и грунтовых вод, посту­пающих на осушаемую территорию извне, с прилегаю­щих территорий. Собираемые оградительной, так же как и регулирующей сетью, избыточные воды отводятся ею в проводящую сеть или непосредственно водопри­емник.

Проводящая сеть служит для транспортирования во­ды из регулирующей и оградительной сети за пределы осушаемой территории в водоприемник.

Водоприемник принимает воду, собираемую осуши­тельной сетью (регулирующая, оградительная и прово­дящая сеть). В качестве водоприемника используют ре­ки, озера, балки, овраги.

Гидротехнические сооружения предназначены для управления потоком воды при ее отводе и перераспреде­лении, а также для предотвращения размывов и заиле­ния каналов и дрен.

Дорожная сеть (дороги, мосты, переезды и пр.) обес­печивает беспрепятственный въезд и выезд транспорта и сельскохозяйственных машин на любое поле осушаемого массива в нужные по требованиям сельскохозяйственно­го производства сроки.

Природоохранные сооружения и устройства применя­ют для охраны и улучшения естественных ландшафтов, фауны и рекреационного использования осушаемых зе­мель.

Эксплуатационная сеть служит для контроля и над­зора за работой всех звеньев осушительной системы и обеспечения ее безупречной работы. Она включает зда­ния, линии связи, эксплуатационные дороги, гидромет­рические посты и т. п.

Осушительные системы в зависимости от конструк­ции регулирующей сети делят на открытые и закрытые. В открытых системах регулирующая сеть представлена открытыми каналами. В зависимости от назначения эти каналы называют осушителями (служат для понижения уровней грунтовых вод) и собирателями (служат для ускорения поверхностного стока). Каналы регулирую­щей сети размещают, как правило, параллельно друг другу на расстояниях, обеспечивающих необходимые нормы осушения в соответствии с требованиями сель­скохозяйственного использования земель. Для осушения отдельных тальвегов, вытянутых понижений вместо сис­тематической сети каналов применяют одиночные тальвеговые каналы.

Открытые системы в настоящее время используют ограничено, только при предварительном осушении болот, осушении лесов и малопродуктивных сенокосов. На лугах вместо собирателей иногда устраивают искус­ственные ложбины — каналы малой глубины (до 40 см) с очень пологими откосами, что позволяет свободно про­езжать тракторам и сельскохозяйственным машинам.

В закрытых осушительных системах вся регулирую­щая сеть и часть проводящей выполнена из закрытых дрен и коллекторов — подземных трубчатых водоводов. Функции осушителей выполняют закрытые дрены, соби­рателей — закрытые собиратели.

Каналы оградительной сети, защищающие террито­рию от притока поверхностных вод, называют нагорны­ми, а перехватывающие грунтовые воды.

Каналы проводящей сети, в которые впадают осуши­тели и собиратели, называют транспортирующими со­бирателями, или открытыми коллекторами. Вместо них в закрытых осушительных системах устраивают закрытые коллекторы. Вода из коллекторов поступает в более крупные транспортирующие собиратели, а из них по магистральным каналам отводится в водоприемник. Иногда отдельные закрытые коллекторы на небольших по площади системах выводят непосредственно в водо­приемник. Имеется опыт создания крупных полей пло­щадью до 400…500 га без единого канала, на таких системах магистральные каналы заменены уложенными в землю трубопроводами из железобетонных и пласт­массовых труб больших диаметров (600… 1000 мм и бо­лее).

Поперечное сечение каналов регулирующей сети, как правило, трапецеидальное, размеры каналов принимают исходя из расходов, почвенно-гидрогеологических условий и сельскохозяйственного использования земель. Вынутый при устройстве канала грунт разравни­вают тонким слоем (до 20 см) вдоль канала с одной или двух сторон. Эти разровненные валы грунта называют кавальерами. При их устройстве между верхней грани­цей выемки (бровкой) и основанием кавальера остав­ляют берму шириной 0,5…1,5 м в зависимости от глу­бины канала. Если вынутые почвогрунты неплодородные и могут испортить почву, то их оставляют в отвалах на низовой стороне канала. Обычно к ним при­урочивают внутрихозяйственные и полевые дороги.

Несмотря на малую высоту кавальеров, они оказыва­ют препятствие для поступления поверхностного стока в каналы. Для беспрепятственного поступления воды с поверхности осушаемого поля в канал в кавальерах при их разравнивании преду­сматривают разрывы и устраивают водовыпуски. Воронки пере­секают кавальер и впада­ют в канал. Их приурочи­вают к понижениям ме­стности, расстояние меж­ду ними до 50…70 м. Крупные воронки — водовыпуски крепят дерном, камнем или бетонными плитами.

Нагорные каналы уст­раивают в виде несиммет­ричной трапеции с более пологим верхним откосом, по которому поступает вода. Вынутый грунт разравнивают только с низовой стороны канала.

Крупные каналы проводящей сети строят трапецеи­дального, полигонального или параболического сечения. Последнее более устойчиво, особенно в слоистых грунтах.

Закрытый дренаж укладывают из керамических (гончарных) и пластмассовых труб. Редко применяют деревянные трубы. Параметры дрен (глубина, диаметр и др.) устанавливают расчетами в зависимости от при­родных условий и сельскохозяйственного использования осушаемых земель.

По способу отвода воды осушительные системы раз­деляют на самотечные и с машинным водоподъемом (си­стемы машинного осушения).

В самотечных системах вода из проводящей сети от­водится в водоприемник самотеком, то есть за счет энер­гии водного потока по уклону русла канала (коллекто­ра). В системах машинного осушения воду из каналов или коллекторов откачивают в водоприемник насосными станциями.

Осушительные системы, в состав которых входят дамбы для защиты осушаемых земель от затопления во­дами рек, озер, водохранилищ и морей, называют польдерными, а осушаемые земли, ограниченные дамбами,— польдерами. В состав польдерных систем обычно входят насосные станции, но их может и не быть.

По воздействию на водный режим осушаемой терри­тории осушительные системы подразделяют на системы одностороннего действия, или собственно осушительные системы (предназначены только для отвода избыточной воды) и системы двухстороннего действия, или осушительно-увлажнительные системы (обеспечивают своевре­менно отвод из почвы избыточных вод и подачу в нее дополнительной воды в засушливые периоды, когда влажность почвы снижается ниже оптимальной).

Осушительно-увлажнительные системы, помимо вы­ше рассмотренных элементов, имеют увлажнительную часть, предназначенную для задержания стока, подачи и распределения по полю воды. Она включает регули­рующую и подводящую распределительную сеть, водоис­точник, насосные станции и регулирующие сооружения. Все или отдельные элементы осушительной системы (магистральные каналы, коллекторы, дрены, водоприем­ник и др.) используют для увлажнения почв и расте­ний. Основные способы увлажнения — подпочвенное орошение по осушительным дренам и каналам (шлюзование дрен и каналов) и орошение дождеванием.

основные виды дренажа, условия применения и расчетные схемы

Основные виды

Пластовый дренаж

Пластовая дренажная система укладывается в основании защищаемого сооружения непосредственно на водоносный грунт. При этом она гидравлически связана с трубчатой дреной (подземный искусственный водоток для сбора и отвода грунтовых вод), расположенной с наружной стороны фундамента на расстоянии не менее 0,7 метра от плоскости стены здания. Пластовая дренажная система защищает сооружение как от подтопления грунтовыми водами, так и от увлажнения капиллярной влагой. Пластовый дренаж широко применяется при строительстве подземных сооружений, возводимых на слабопроницаемых грунтах, а также при дренировании «горячих» цехов трасс теплосети и дымоходов (попадание влаги в которые, даже в капиллярном виде, недопустимо).

Пристенный дренаж

Пристенная дренажная система состоит из дренажных труб (с фильтрующей обсыпкой), уложенных на водоупорный грунт с наружной стороны сооружения. Пристенный дренаж применяется, как правило, в тех случаях, когда основание сооружения находится на водоупорном грунте.

Кольцевой дренаж

Кольцевая дренажная система располагается по контуру защищаемого здания или участка. Действие кольцевого дренажа основано на понижении уровня грунтовых вод внутри защищаемого контура, что обеспечивает защиту от подтопления подземных сооружений и частей зданий. Глубина этого понижения зависит от заглубления труб, галерей или фильтрующей части скважин относительно зеркала грунтовых вод, а также от размеров защищаемого контура. Кольцевые дрены располагаются на некотором удалении от сооружения, благодаря этому они могут быть установлены уже после его возведения. В этом отношении кольцевой дренаж выгодно отличается от пластового, который может быть установлен только одновременно со строительством сооружения.

2.Математическое моделирование гидрогеологических процессов. Виды моделирования. Алгоритм и методы математического моделирования.

Моделирование дает возможность при изучении г/г объектов и составлении инженерных прогнозов полнее учитывать многообразие природной обстановки, оценивать влияние разнообразных факторов и процессов, повышать качество и достоверность получаемой при исследованиях информации, давать более обоснованные прогнозы условий работы инженерных сооружений и направленности г/г процессов и явлений, определять степень точности и достоверности других расчетных методов. Суть и характер моделирования складывается из следующих последовательно выполняемых этапов:

1. Анализ природных условий и исходных материалов, выделение г/г объекта, схематизация г/г условий.

2. Выбор, расчет и построение фильтрационной модели изучаемого объекта.

3. Оценка степени соответствия (адекватности) построенной модели изучаемому объекту

4. Выбор и обоснование способов и методики моделирования.

5. Пересчет полученных результатов с модели на натуру с использованием соответствующих масштабных коэффициентов и обработка полученных результатов.

Виды моделирования: Логическая модель – мысленное отображение объекта (в зависимости от факторов, объект будет отображаться по-разному.) Натуральная модель – сохраняются и физическая суть объекта, и масштабная. Физическая модель – суть сохраняется, а масштаб меняется. Математическая модель – в модели меняется физическая суть исходного объекта. Она основана на аналогии между процессами, происходящими в природном объекте и модели.

Алгоритм:

1. Формулировка геологической задачичёткое определение, поставленной задачи в геологическом её понимании.

2. Определение геологической совокупности, т.е. установление границ геологического объекта или временного интервала геологического процесса.

3. Выявление главных свойств объекта или параметров процесса в рамках поставленной задачи-схематизация.

4. Переход от геологической совокупности к опробуемой и выборочной с учётом особенностей метода исследований.

5. Выбор типа математической модели, т.е. исследование.

Методы математического моделирования:

1. Аналитические;

2. Одномерная и двухмерная статистика-корреляционный и регрессионный анализы;

3. Многомерная статистика: МГК (метод главных компонентов)

4. Интерполяция: Surfer;

5. Специализированные программы моделирования: Modflow… разрез и прочие.

3. Выветривание горных пород. Кора выветривания, ее зоны и подзоны. Изучение и оценка процессов выветривания.

Выветривание - процесс разрушения и хим изменения г.п вследствие перепадов температуры, хим и мех воздействия атмосферы, воды и живых организмов. Это совокупность физ, хим и биохим процессов преобразования г.п и слагающих их минералов в приповерхностной части земной коры. Происходит за счет действия различных факторов - влияния колебаний тем-ры, воздействия атмосферы, воды и живых организмов на г.п. Если г.п длительное время находятся вблизи от поверхности или непосредственно на поверхности Земли, то в результате их преобразований образуется кора выветривания.

Механическое выветривание - раздробление пород происходит вследствие тектон процессов, деятельности воды, льда, ветра под влиянием силы тяжести и др причин.

Химическое - связано с тем, что многие минералы, оказавшись у поверхности Земли, вступают в различные хим реакции. Хим разложение протекает одновременно с мех раздроблением. Физическое (морозное) -протекает под влиянием колебаний температуры, вследствие чего минералы, слагающие породы, испытывают попеременно то сжатие, то расширение. Это приводит к образованию трещин и в конечном итоге к разрушению пород. Биологическое - производят живые организмы (бактерии, грибки, вирусы, роющие животные, низшие и высшие растения и т.д.) Зоны выветривания по Золотареву:

1.Дисперсная;

2.Обломочная (глыбово-щебенчатая);

3.Трещиноватая;

4.Невыветрелая.

Борьба с выветриванием: а) устройство различных покрытий (песок, суглинок, бетон); б) пропитывание пород жидким стеклом, гудроном;

4. Инженерно-геологическая оценка прочности скальных и полускальных грунтов. Методы определения. Основные показатели.

ГОСТ Р 59958-2021ГРУНТЫ. Метод определения пределов прочности и модуля деформации при испытании сосредоточенной нагрузкой

Метод предназначен для определения характеристик прочности и деформируемости скальных грунтов и аналогичных им техногенных грунтов (по ГОСТ 25100) на одноосное сжатие при инженерных изысканиях и исследованиях грунтов для строительства в водонасыщенном состоянии, воздушно-сухом состоянии и при природной влажности.

Метод применяют в случаях, когда структурно-текстурные особенности грунта не позволяют провести (или провести в достаточном объеме) испытания по определению прочности при одноосном сжатии плоскими плитами, либо в случаях, когда необходимо одновременно определить прочность при одноосном растяжении.

Сущность метода

1 Сущность метода при определении параметров прочности заключается в измерении максимальной разрушающей силы, приложенной точечно (конусными, сферическими инденторами) к образцу через встречно направленные инденторы.

2 Испытания на деформируемость заключаются в измерении деформаций образца при его ступенчатом нагружении и разгружении через инденторы без разрушения.

ниже из билетов прошлых лет

1. Изучение минерального состава структуры и текстуры по шлифам. Для различных типов горных пород проводят определение валового химического состава методом силикатного анализа: определяется содержание породообразующих оксидов.

2. Определяются показатели физического состояния грунта: влажность W – метод гидростатического взвешивания, плотность P_S – пикнометрическим методом, плотность частиц P_d – формула.

3. Определяется водопоглащение грунта (при опытно фильтрационных работах г/г нагнетание.Откачки).

4. Определяются показатели прочности грунта. R – прочность при одноосном сжатии. R – Мпа (определяется на приборах одноосного сжатия (пресс). Измеряется площадь, грани кубика или круга в цилиндре, затем проводят раздавливание образца на прессе с фиксированием разрушающей нагрузки P. R=Pраз/F (площадь грани).

Испытание проводится при 3 режимах:

а) определяется прочность образца природной влажности;

б) после водонасыщения R₂-P₂. Кразм=R₂/R₁ – коэффициент размягчаемости. (=1-водоустойчивый; <1-различная степень размягчаемости);

в) прочность после проведения циклов промерзания, оттаивания образца оценивается степень морозоустойчивости. Проводят 10-25-50 циклов замеряется оттаивание образца, если не разрушается, то определяется его временное сопротивление сжатию R₃-P₃. Расчитываем коэффициент морозостойкости Км=R₃/R₁.

5. Определяется V распространения в грунте продольной и поперечной сейсмичности волн (определяется с помощью ультро-звуковой установки). Образцы могут быть правильной и неправильной формы.

В массиве сейсмическаяV определяется при сейсморазведке.

Экзаменационный билет № 20

1.Особенности проведения гидрогеологических исследований в области распространения многолетнемерзлых пород. Месторождения подземных вод в криолитозоне.

Съемочные работы

Прежде всего, следует отметить, что в составе гидрогеологической съемки на площадях развития многолетней мерзлоты преобладают геокриологические исследования, а сама съемка является, по существу, комплексной мерзлотно-гидрогеологической, призванной обеспечить изучение закономерностей пространственного распространения сезонной и многолетней мерзлоты и всестороннюю оценку ее влияния на гидрогеологические и инженерно-геологические условия изучаемой территории и особенности ее народнохозяйственного освоения и использования.

Важным моментом съемочных работ в области распространения многолетней мерзлоты является выбор времени для проведения полевых исследований. Следует учитывать, что наиболее четко естественные выходы подземных вод (особенно глубокого залегания) проявляются в конце зимы и в самом начале весны (до начала снеготаяния), когда поверхностные и надмерзлотные воды, маскирующие и перекрывающие эти выходы, максимально промерзают. Поэтому изучение выходов подмерзлотных подземных вод в зимнее и весеннее время дает наиболее достоверную информацию об их свойствах, ресурсах и химическом составе.