Эффективность и значение того или иного метода зависят не только от его совершенства, но и, главным образом, от природных условий района, в котором проводится гидрогеологическая съемка.

4. Общие закономерности развития и распространения геологических процессов и явлений

Геологические процессы, в зависимости от вызывающих их источников энергии, относятся или к эндогенным или экзогенным.

Эндогенные процессы связаны с внутренними силами Земли. Их действие выражается в тектонических движениях, сейсмических и вулканических явлениях.

Экзогенные процессы обусловлены внешними силами, действующими неодинаково в различных климатических условиях.

Эндогенные процессы способствуют увеличению контрастности рельефа, величины его градиентов. Они создают наиболее крупные формы рельефа и, следовательно, условия для развития многих экзогенных процессов.

Экзогенные процессы уменьшают энергию рельефа, нивелируют неровности земной поверхности, снижают интенсивность и скорость их развития. Экзогенные процессы действуют неравномерно: затухают, останавливаются, возобновляются, проявляются катастрофически.

+Каждый геологический процесс достигает максимального развития только в строго определенных условиях: климатических и физико-геологических. Например, абразия, зависит от интенсивности и направления ветра, а оползни – от периода снеготаяния в горах.

Экзаменационный билет № 9

1. Основные виды полевых опытно-фильтрационных работ, их задачи и условия применения. Требования к качеству питьевой воды: гост, СанПиНы.

Наливы в шурфы производятся для оценки фильтрационных параметров зоны аэрации различными методами в зависимости от литологического состава водовмещающих пород.

Метод Болдарёва: используется в заведомо проницаемых породах.

Метод Нестерева: используется для плохо проницаемых пород. Применяется в случаях, когда зона аэрации сложена рыхлыми отложениями и её мощность не превышает 10-15 метров до воды.

Опытные наливы или нагнетания воды в скважину для опр-ия водопроницаемости и удел.водопоглащения

В этом случае зона аэрации имеет значительную мощность до 100 метров и более.

Пробные откачки проводят на поисковой стадии для предварительной оценки фильтрационных свойств и качества п.в для получения сравнительной характеристики отдельных водоносных горизонтов и различных участков. На стадиях предварительной и детальной разведки пробные откачки проводят для определения возможной производительности опытных скважин и из наблюдательных для уточнения фильтрационных свойств пород.

Опытные откачки – подразделяются на одиночные, кустовые.

Одиночные – проводятся на одной или нескольких понижениях для построения графика Q=f(S, качества п.в, ориентировочной оценки, расчетных г/г параметров.

Кустовые – для определения расчетных параметров, изучения ГУ, определения величин срезок, кач-ва п.в.

Методика проведения опытных откачек (выбор типа откачек, количество и положение наблюдательных скважин, количества ступеней S, их последовательность) определяется проектом работ.

Опытные наливы и нагнетания в скважины проводятся с целью определения удельных поглощений и фильтрационных свойств как ненасыщенных (неводоносных), так и водоносных горных пород. При наливе в пределах опробуемого интервала горной породы поддерживается свободный уровень воды; при нагнетании — фильтрация (поглощение воды) осуществляется при избыточном напоре над верхней границей опробуемого интервала. Опытные наливы проводятся главным образом при оценках фильтрационных свойств рыхлых и трещиноватых пород зоны аэрации при значительных глубинах залегания уровня грунтовых вод. Опытные нагнетания в водоносные и ненасыщенные горные породы широко используются при инженерно-геологических изысканиях для сравнительной (качественной) оценки проницаемости и трещино-ватости скальных пород. Опыты проводятся в одиночной скважине непосредственно в процессе бурения чаще по схеме «сверху вниз» (поинтервально) при условии изоляции вышележащих (уже опробованных) интервалов.

Расходометрия скважин является методом определения и анализа профиля расхода вертикального потока по стволу скважины в естественных условиях, а также при производстве откачки или налива с целью изучения вертикальной фильтрационной неоднородности водоносного горизонта. Опыт, как правило, проводится в необсаженном интервале (скважине) или при сплошной обсадке интервала перфорированной трубой (дырчатый или щелистый фильтр)

Классификация подземных вод по химическому составу.

1) гидрокарбонатные воды (НСО3–>25 экв-%);

2) сульфатные воды (SO42–>25 экв-%);

3) хлоридные воды (Cl–>25 экв-%);

4) воды сложного состава: хлоридно-гидрокарбонатные, сульфатно-гидрокарбонатные, хлоридно-сульфатные и другие еще более сложного состава.

По соотношению с катионами каждый из них может быть натриевым, или кальциевым, или магниевым, или смешанным – кальциево-магниевым, натриево-кальциевым и др

3. Полевые опытные исследования прочностных и деформационных свойств грунтов

Выбор методов полевых исследований грунтов производится в зависимости от вида изучаемых грунтов и целей исследований с учетом стадии проектирования, уровня ответственности зданий и сооружений, степени изученности и сложности ИГУ.

Осн методы полевых исследований грунтов: статическое и динамическое зондирование; испытание штампом; прессиометрия.

Статическое зондирование Метод статического зондирования основан на вдавливании испытательного зонда в грунт статической нагрузкой.

Статическое зондирование в сочетании с другими видами ИГИ грунтов применяется при ИГ изысканиях для опр:

- ИГЭ (мощности, границы распространения грунтов различного состава и состояния);

- однородности грунтов по площади и глубине;

- глубины залегания кровли скальных и крупнообломочных грунтов;

- приближенной количественной оценки характеристик грунтов (плотности, угла внутреннего трения, удельного сцепления, модуля деформации и т.д.);

- сопротивления грунта под сваей и по ее боковой поверхности;

- степени уплотнения и упрочнения техногенных (насыпных и намывных) грунтов;

- выбора мест расположения опытных площадок для детального изучения физ-мех свойств грунтов.

Основными документами, регламентирующими проведение испытаний статическим зондированием, являются ГОСТ 19912-2012 "Грунты. Методы полевых испытаний статическим и динамическим зондированием". Статическое зондирование применяется для испытаний немерзлых и талых песчаных и глинистых грунтов, содержащих не более 25% частиц крупнее 10 мм.

Испытания штампом - в полевых условиях исследование деформационных свойств грунтов производится поэтапным нагружением жестких штампов, установленных в породах, которые будут находится в пределах сферы взаимодействия с сооружением, и заключается в измерении осадок штампа от каждой ступени нагрузки, а также в изучении характера деформации во времени.

Испытание пород штампами связано с монтажом тяжелого оборудования, специальной подготовкой грунтов к испытаниям, на изучение характера осадки требуется значительное время. Поэтому испытания пород штампами производится лишь на последних стадиях ИГИ под строительство, когда выбрано место заложения, определены габариты сооружения, передаваемые на грунты нагрузки, тип и глубина заложения фундамента.

Испытание грунта штампом проводят для определения следующих характеристик деформируемости дисперсных грунтов:

- модуля деформации E  минеральных, органо-минеральных и органических грунтов;

- начального просадочного давления   и относительной деформации просадочности   для просадочных глинистых грунтов при испытании с замачиванием.

Производство испытаний штампами и интерпретация результатов регламентируется ГОСТ 20276.1-2020

Прессиометрия– метод испытания грунтов в буровых выработках, осуществляемый путем приложения нагрузок к стенкам скважин. Испытание производится путем помещения в скважину специального устройства – прессиометрической камеры с последующим нагнетанием нагрузки гидравлическим или пневматическим способом. Метод позволяет быстро выполнять большое количество замеров практически на любых глубинах. Большинство сооружений оказывает давление на грунтовый массив в вертикальном направлении, в то время как результаты прессиометрических испытаний характеризуют сопротивляемость тех или иных отложений сжатию в горизонтальной плоскости ГОСТ 20276.2-2020- радиальным; ГОСТ 20276.6-2020- лопостным.

Экспресс-откачки и наливы

Эти методы используют для массовых определений ориентировочных значений фильтрационных свойств водоносных и сухих толщ пород, обладающих невысокой водопроницаемостью (0,01 < к < 5 м/сут). При быстром отборе воды из скважины или наливе в нее происходит мгновенное изменение уровня. Ведут наблюдения за восстановлением уровня при откачке или за снижением уровня при наливе через 1 мин (3—4 замера), затем через 2 мин (3—4 замера), через 5 мин делают 6 замеров и далее через 30 мин по одному замеру. Последующие замеры проводят через 1 ч до полного восстановления уровня. Общая продолжительность опыта до двух бригадо-смен. Обработку данных опыта ведут графоаналитическим методом. Строят графики зависимости  где S₀  и  S₁ — положение уровня по отношению к статическому на начало опыта и через время. По графику S_t = f(/t) в любой точке прямолинейной части графика определяют водопроводимость Т.

Наилучшие результаты дает сочетание методов опережающего опробования с геофизическими методами (расходометрия) и экспресс-методов с основными опытно-фильтрационными работами

Общее требование к откачкам: откачки должны быть непрерывными; их необходимо проводить или с const или QconstS; после откачки выполняется восстановление уровня; S_n1 м, S_on 3 м, Состав наблюдения

Опытно-эксплуатационные откачки проводятся из одной или группы скважин при разведке месторождений в сплошных и весьма сплошных гидрогеохимических условиях, которые могут быть отражены в виде расчетной схемы. Их цель: установление закономерности изменений УПВ или их качества при заданном водоотборе Количество ступеней расхода определяется проектом. В большинстве случаев целесообразно проводить откачку при одном, максимально возможном дебите. Продолжительностьопыта должна быть достаточной для оценки влияния всех известных границ пласта (до 1,5-2 и более месяцев).Дебит чаще всего задается близкий к проектному.

Состав первичной документации ОФР

1. Журнал регистрации уровня и дебита скважин (маршрут и время посещения скважин) в течении ОФР

2. Первичная регистрация H и Q в полевом журнале (журнал откачки).

3. Построение хронологических графиков S = f (t), Q = f (t), а также S = f (lnt), S = f (lnr) и пр.

В настоящее время действует СанПиН 2.1.3684-21

«Вода питьевая» и ГОСТ Р 51232-98

В современном СанПине качество питьевой воды оценивается по 3-м разделам:

1. обеспечение безопасности воды в эпидемиологическом отношении (бак.показатели);

2. безвредность по химическому составу (показатели токсичности);

достижение благоприятных органолептических свойств воды

2. Обоснование количества кустовых откачек на III, IV, и V стадиях гидрогеологических исследований. Местоположение кустов. Постадийные проектные понижения уровня или ступени дебита при опытно-фильтрационных работах

Кустовые откачки – основной вид опытных работ, предназначенных для определения гидрогеологических параметров водовмещающих пород, изучения граничных условий месторождений подземных вод, опытное определение величин срезок уровня в пределах участка расположения водозабора при совместной работе нескольких взаимодействующих эксплуатационных скважин. Кустовые откачки рекомендуется проводить на стадиях оценки и разведки МПВ.

Разновидностью кустовых откачек являются опытные групповые откачки, которые проводятся для изучения условий взаимосвязи водоносных подразделений и определения основных гидрогеологических параметров на тех участках, где отбор воды из одиночной скважины не может обеспечить необходимой точности расчетов в связи с незначительными абсолютными величинами понижений уровня (менее 1-3 м).

Поскольку кустовые откачки - один из наиболее дорогостоящих видов исследований, правильное обоснование количества наблюдательных скважин, их расположения и методики проведения опыта является основой эффективности и успешного решения поставленных задач с наименьшими материальными затратами.