3. Гидрологическая характеристика района.

Гидрология – это наука, изучающая подземные воды:

Происхождение

Условие залегания

Законы движения

Влияние на устойчивость инженерных сооружений

В районе геологической практики подземные воды распространены в верхней трещиноватой зоне палеозойских пород. Эти воды питаются за счет инфильтрации атмосферных осадков, поэтому режим их непостоянен.

По химическому составу эти воды слабо минерализованы, жесткость изменяется от 3,2 до 4,6 мг/экв, реже достигает 21,4 мг/экв, бикарбонатные. Степень обводненности палеозойских пород зависит от характера проявления трещиноватости.

Подземные трещинные воды выходят на поверхность в долине р. Ини и ее притоков в виде нисходящих источников. В некоторых местах в основании высоких выходов палеозойских пород, наблюдаются восходящие источники. Напор вод обусловлен содержанием воды в выше расположенных трещинах. Дебит нисходящих источников, расположенных по левому берегу Ини, составляет 3-8 м³/сутки. Дебит колодца, пройденного в пределах геодезического лагеря на пойме и заглубленного в глинистые сланцы палеозоя, составляет около 8 м³/сутки.

С углублением водоразборных выработок (скважин) до глубины 40 м дебит возрастает. С понижением уровня воды в скважине на 1 м дебит достигает 10 м³/сутки.

В толще четвертичных пород залегают грунтовые воды и верховодка.

Грунтовые воды приурочены к водоносным пескам, залегающим на коре выветривания. А в разделе 1-й и 2-й надпойменных террас – к слою галечника. Грунтовые воды выходят из галечников второй надпойменной террасы в виде пассеянных нисходящих источников-мочажин (стоянка №15, 16, 19). В случае примыкания ко второй надпойменной террасе поймы (правый берег р. Ини выше устья р. Шебанихи) последняя, имея суглинистый состав, становится сильно обводненной и превращается в болото грунтового типа.

В районе геологической практики нами были встречены выходы грунтовых вод и верховодок вдоль левого берега реки Ини выше устья реки Шебаниха в виде нисходящих родников, а так же на правом берегу в районе островов сложенных из галечника имеются мочажины. В районе учебного полигона верховодка находятся на глубине 5,3 м.

4. Физико-геологические процессы и явления.

4.1. Выветривание.

Выветривание – это разрушение горных пород, изменение их минерального и химического состава на земной поверхности и в верхних слоях земной коры под воздействием колебаний температуры воздуха, воды и жизнедеятельности организмов, в том числе и человека.

Различают физическое, или механическое, и химическое выветривание. Особо выделяют еще органическое (биологическое) выветривание; оно совершается при участии растений и животных. В природе указанные процессы так тесно переплетаются между собой, что обособить их очень трудно.

Одним из факторов физического выветривания являются колебания температуры воздуха. Кристаллы минералов имеют неодинаковый коэффициент объемного и линейного расширения и сжатия, поэтому поры при колебаниях температуры испытывают внутренние напряжения. В результате этого в них возникают волосные трещины, которые со временем расширяются и по которым породы раскалываются на обломки.

Большую разрушительную, чисто механическую работу в породах производят и растения, корни которых проникают по трещинам, и действуя в них подобно клину, по мере своего роста расширяют их. На левом берегу реки Ини, в районе Дач, мы встретились с примером биологического выветривания – дерево своими корнями разрушает глинистые сланцы. Это способствует образования в каменных породах больших и малых обломков. Причем зерна и обломки пород и минералов остроребристые, неокатанные, а петрарафический состав их ничем не отличается от состава пород, из которых они образовались.

Под химическим выветриванием подразумеваются процессы, изменяющие химический состав минералов горных пород, т.е. процессы разложения пород. При этом одна часть продуктов изменения минералов переходит в раствор и уносится водой, а другая образует нерастворимые остатки, в том числе и коллоиды. Химическое выветривание состоит из ряда процессов которые протекают совместно.

Гидратация- присоединение воды к различным веществам. Этот процесс влечёт за собой увеличение объема пород в 1,3 раза.

Окисление обычно сопровождается гидратацией. Оно свойственно всем породам, содержащим закисные формы железа, сернистые соединения.

Каолинизация – процесс разложения алюмосиликатов, приводящих к образованию каолинита.

Изменения горных пород, обусловленные выветриванием и распространяющиеся на разную глубину, назы­ваются их выветрелостью. Она имеет огромное значение при строи­тельной оценке пород. Определение степени их устойчивости в от­косах выемок и оползневых склонов, глубина съема разрушенных пород при заложении фундаментов сооружений и степень водопроницаемости пород при строительстве гидротехнических соору­жений, выбор камня для облицовочных и других работ, возмож­ность производства тоннельных работ без крепления выработок и другие подобные вопросы нельзя правильно решить без данных о степени выветрелости горных пород.

Как известно, при выветривании горных пород происходит накопление коллоидных частиц, увеличение пористости, разрушение существующих между частицами связей и увеличение влажности. Все это резко снижает прочность выветрелых пород, делает их при определенных условиях малоустойчивыми и даже неустойчивыми системе сооружений.

При изучении выветривания необходимо выявлять степень и характер выветрелости пород, глубину ее распространения и скорость этого процесса. Выветрелость пород зависит от климата, их состава, структуры, состояния и других факторов

При оценке кристаллически-зернистых пород строитель при прочих равных условиях должен предпочитать мелко- и среднезернистые породы. Сланце­ватая текстура пород содействует их выветриванию и тем больше, чем менее ровны плоскости сланцеватости. Плотное сложение за­медляет выветривание.

Она имеет огромное значение при строительное оценке пород. Определение степени их устойчивости в откосах выемок и оползневых склонов, глубина съема разрушенных пород при заложении фундаментов сооружений и степень водопроницаемости пород.

Как известно, при выветривании горных пород происходит накопление коллоидных частиц, увеличение пористости, разрушение существующих между частицами связей и увеличение влажности продуктов разрушения по сравнению с невыветрелой породой.

При изучении выветривания необходимо выявлять степень и характер выветрелости пород, глубину ее распространения и скорость этого процесса.

На стоянке №11 обнаружилось физическое и биологическое выветривание глинистых сланцев.