Bài giảng Địa chất công trình - Chương 6 Nước dưới đất

Tính toán lượng nước khai thác phục vụ công, nông nghiệp, sinh hoạt. Tính toán chọn lựa biện pháp để tháo khô hố móng. Tính toán lượng nước thấm mất của các công trình dẫn giữ nước và tìm giải pháp khắc phục.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Địa chất công trình - Chương 6 Nước dưới đấtNƯỚC DƯỚI ĐẤT (NDĐ) Thực hiện Ths. Haø Quoác Ñoâng 02/2006 Nghiên cứu nước dưới đất nhằm:• Tính toán lượng nước khai thác phục vụ công, nông nghiệp, sinh hoạt;• Tính toán chọn lựa biện pháp để tháo khô hố móng;• Tính toán lượng nước thấm mất của các công trình dẫn giữ nước và tìm giải pháp khắc phục NỘI DUNG• Phần I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT• Phần II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TOÁN - NƯỚC DƯỚI ĐẤT Phần I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT• I. Các giả thuyết về nguồn gốc ndđ• II. Các kiểu nguồn gốc chính• III. Các dạng nước tồn tại trong đất đá• IV. Tính chất vật lý và thành phần hoá học của nước dưới đất• V. Tính chất hoá học của nước dưới đất• VI. Các quá trình thành tạo thành phần hoá học nước dưới đất• VII. Tính chất ăn mòn của nước dưới đấtI. Các giả thuyết về nguồn gốc NDĐ • 1. Thuyết ngấm • 2. Thuyết ngưng tụ • 3. Thuyết trầm tích • 4. Thuyết nguyên sinhII. Các kiểu nguồn gốc chính 1. Nguồn gốc khí quyển (nước ngấm, nước rữa lũa); 2. Nguồn gốc biển (nước trầm tích); 3. Nguồn gốc macma (nước nguyên sinh); 4. Nguồn gốc biến chất (nước tái sinh, nước khử hydrat).III. Các dạng nước tồn tại trong đất đá • 1. Nước ở trạng thái hơi • 2. Nước liên kết vật lý 1,2 • 3. Nước mao dẫn • 4. Nước trọng lực • 5. Nước ở trạng thái rắn • 6. Nước liên kết hoá học Nước ở trạng thái hơi• Lấp đầy các phần lỗ hỗng và khe nứt rỗng;• Chúng vận động từ nơi có áp lực cao đến nơi có áp lực thấp hơn (độ ẩm cao đến độ ẩm thấp);• Hơi nước trong các lỗ hổng và hơi nước trong khí quyển tạo thành một hệ thống cân bằng động. Nước liên kết vật lý• Đặc trưng cho đất loại sét, gồm: – Nước liên kết chặt (nước hấp phụ): thành tạo do sự hấp phụ các phân tử nước trên bề mặt của các hạt cứng, tạo thành một lớp rất mỏng sát ngay trên bề mặt các hạt. • Chỉ dịch chuyển được khi chuyển sang thể hơi; • Cây không hấp thụ được; • Đất hạt mịn và sét chiếm 15 – 18%; • Hạt thô là 5%. Nước liên kết vật lý– Nước liên kết yếu (nước màng mỏng): phân bố ngay trên lớp nước liên kết chặt bằng mối liên kết phân tử, • Cây có thể hấp thụ được; • Nước có thể dịch chuyển từ màng dày sang màng mỏng hơn; • Không di chuyển được với tác dụng của trọng lực; và cũng không truyền được áp lực thuỷ tĩnh do không lắp đầy lỗ rổng đất đá; • Đất sét 25-40%; sét pha 15-23%; cát pha 9-13%; cát 1-7%; • Nước lk yếu trong đất loại sét tạo cho chúng có tính chất đặc biệt: tính dẻo, tính dính, tính trương nở, lún,… Nước mao dẫn• Nước mao dẫn treo: không liên hệ với mực nước ngầm; hình thành từ nước mưa;• Nước mao dẫn dâng: phân bố phía trên mực nước ngầm, được dâng lên trong các khe lỗ mao dẫn do tác dụng của sức căng bề mặt;• Nước mao dẫn góc: tạo thành trong các góc của các lỗ rỗng gần chỗ tiếp xúc của các hạt đất đá;• Nước mao dẫn bao quanh, thành tạo chủ yếu trong đất cát, chiếm giữ tất cả những khoảng trống nằm sát các hạt, trung tâm lỗ có các bọt khí Nước trọng lực• Vận động chủ yếu dưới tác dụng của trọng lực, còn gọi là nước tự do, có khả năng truyền áp lực thuỷ tĩnh;• Tác dụng phá huỷ đất đá mà nó đi qua;• Khi vận động trong đất đá mà chỉ một phần các lỗ rỗng chứa đầy nước và chỉ vận động qua các lỗ rỗng đó thôi thì gọi là ngấm;• Thấm xảy ra trên diện rộng, đất ở trạng thái bảo hoà, nước thấm dưới áp lực mao dẫn và trọng lực; Nước ở trạng thái rắn• Nước trọng lực và một phần nước liên kết bị đóng băng trở thành nước ở trạng thái rắn, khi nhiệt độ nước < 00C;• Tính chất đất đá bị thay đổi khi đóng băng Nước liên kết hoá học• Nước kết cấu: tham gia vào mạng tinh thể các khoáng vật ở dạng ion OH-, H3O+, nhiệt độ tách ra 300 -1.300oC; – Các khoáng vật : topaz Al2(OH)2SiO2, Al2(OH)3, Ca(OH)2,…• Nước kết tinh: nước nằm trong mạng tinh thể dưới dạng phân tử nước H2O hoặc nhóm phân tử nước, tách ra ở nhiệt độ 250-300oC, – Các khoáng vật: thạch cao CaSO4.2H2O, xôda Na2CO3.10H2O, bisophít MgCl2.6H2O,…. IV. Tính chất vật lý và thành phần hoá học của nước dưới đất• 1. Tính chất vật lý – Nhiệt độ – Độ trong suốt – Màu sắc – Mùi – Vị – Bên cạnh còn có tính đàn hồi, tính nhớt, tính dẫn điện, phóng x ạ• 2. Thành phần hoá học – Thành phần muối - ion nước dưới đất (quyết định bởi các ion Cl, SO 42-, HCO3-, Na+, Mg2+, Ca2+, các hợp chất N và các nguyên tố K, Si, Fe, Al, P) – Các chất keo (Các phân tử keo Al3+, Fe2+,3+, SiO2) – Các khí hoà tan trong nước dưới đất (O2, CO2, H2S, H2, CH4, N2,... Các khí hiếm) – Các chất hữu cơ Nhiệt độ• Phụ thuộc vào: – Cấu tạo địa chất – Điều kiện địa lý tự nhiên – Động thái cung cấp ...