Thông tin tài liệu
CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Trong địa chất công trình nghiên cứu nước dưới đất nhằm:
1. Tính toán để khi khai thác nước dưới đất nhằm phục cho các nhu cầu
sinh hoạt, phục vụ công nông nghiệp
2. Tính toán lựa chọn các biện pháp để tháo khô hố móng các công
trình đặt thấp hơn mực nước dưới đất
3. Tính lượng nước thấm mất của các công trình giữ, dẫn nước và tìm
giải pháp khắc phục
Nghiên cứu các vấn đề chung về:
Nguồn gốc nước dưới đất
Các tầng chứa nước, sự hình thành và đặc tính của nó
Chất lượng và trữ lượng của nước dưới đất
5.1. Nguồn gốc nước dưới đất
5.1.1. Khái niệm:
Nước dưới đất: nằm dưới mặt đất gồm tất cả các loại nước nằm trong đá
gốc, trong các thành tạo đất mềm rời và trong vỏ phong hóa.
1. Nguồn gốc khí quyển
2. Nguồn gốc trầm tích:
3. Nguồn gốc magma:
4. Nguồn gốc biến chất:
Thí dụ khi chuyển thạch cao thành anhydrit tạo thành nước thứ
sinh
5.2. Phân loại nước dưới đất theo điều kiện thế nằm
Nước trong đới
thông khí
Nước ngầm
Nước áp lực
Nước thổ
nhưỡng
Nước thượng tầng
Đới thông khí
Đới bão hoà
Tầng cách nước
Hình 5.1 : Sơ đồ các tầng nước dưới đất
Dựa theo điều kiện thế nằm, Klimentov P.P và Ovsinnhicov A.M chia
nước dưới đất ra làm 3 loại :
Nước trong đới thông khí
Nước ngầm
Nước áp lực
5.2.1. Nước trong đới thông khí:
5.2.1.1. Khái niệm đới thông khí
5.2.1.2. Nước thổ nhưỡng
a. Khái niệm
b. Đặc điểm nước thổ nhưỡng
c. Ảnh hưởng của nước thổ nhưỡng tới xây dựng
Không có giá trị sử dụng nhưng ảnh hưởng lớn đến tính chất
vật lý và cơ học đất đá
5.2.1.3. Nước thượng tầng
a. Khái niệm
Trong đới thông khí nếu tồn tại thấu kính sét, trên đó phân bố
nước gọi là nước thượng tầng.
b. Đặc điểm nước thượng tầng
c. Ảnh hưởng của nước thượng tầng tới xây dựng
- Trong xây dựng hố móng và công trình ngầm, nước gây ngập
úng hố móng, gây xói ngầm cát chảy.
Ngoài ra trong đới thông khí còn có nước mao dẫn, nước màng
mỏng, nước hấp phụ bao quanh bề mặt hạt đất đá. Chúng đều liên quan
lượng mưa và thời tiết
5.2.2. Nước ngầm
5.2.2.1. Khái niệm: là loại nước trọng lực nằm trong tầng chứa nước
thứ nhất (đới bão hòa nước), phân bố trên mặt của lớp đất đá không
thấm nước (tấng cách nước) đầu tiên kể từ trên mặt đất xuống.
5.2.2.2. Đặc điểm nước ngầm
Không áp
Miền cung cấp, phân bố, thoát trùng nhau
Trữ lượng không ổn định
Chất lượng: nhiễm bẩn cao bởi nhân tố khí hậu, khí tượng
5.2.2.3. Ảnh hưởng của tầng chứa nước ngầm đến xây dựng
Ăn mòn vật liệu xây dựng, nước chảy vào hố móng khi thi công, xảy ra
các hiện tượng cát chảy, xói ngầm dưới hố móng công trình,
5.2.3. Nước áp lực
5.2.3.1. Khái niệm
Đó là nước trọng lực nằm trong tầng chứa nước kẹp giữa 2 tầng cách
nước ổn định. , khi khoan vào tầng chứa nước này nước tự phun ra
ngoài.
5.2.3.2. Đặc điểm của nước có áp
H
z
a
c
b
Hình 5.2 : Sơ đồ tầng chứa nước áp lực
a. miền cung cấp, b. miền phân bố, c. miền thoát
5.2.3.3. Ảnh hưởng của tầng chứa nước áp lực đến xây dựng
Nước có áp có thể gây ra hiện tượng bục đáy hố móng khi thi công, tạo
ra áp lực nước ở đáy móng, áp lực lên vỏ áo các công trình ngầm
Khi thi công điều kiện để cho đáy hố móng không bị bục là trọng lượng
của tầng cách nước ở đáy hố móng phải bằng hoặc lớn hơn áp lực đẩy
ngược của nước áp lực, tức là :
( )
mhm
nđ
+≥
γγ
h
t
m
Tầng chứa nước
Lớp cách nước
5.2.4. Phương pháp xác định hướng của dòng chảy
Hướng nước chảy thẳng góc với các đường đó theo chiều hạ thấp mực
nước (hoặc mực áp lực). Nước chảy từ nơi có áp lực cao sang nơi có áp
lực thấp hơn.
A
36
B
40
C
34
Hình 5.4: Xác định hướng dòng chảy bằng 3 lỗ khoan
Nước dưới đất bị phân ly: H
2
O ↔ H
+
+ OH
-
Trị số pH: :pH = - lg[H
+
]
Nước có phản ứng trung hòa:
[H
+
] = [OH
-
] = 10
-7
→ pH = -lg10
-7
= 7
Căn cứ vào trị số pH chia ra:
Nước có tính axit mạnh : pH < 5
Nước có tính axit : pH = (5 - 7)
Nước trung tính : pH = 7
Nước có tính bazơ : pH = (7 - 9)
Nước có tính bazơ mạnh : pH > 9
5.3. Một số đặc tính hoá học nước dưới đất
5.3.1. Độ pH
[...]... thác nước dưới đất 5.5 Biểu diễn kết quả phân tích nước dưới đất: trọng lượng ion, đương lượng và phần trăm đương lượng 5.5.1 Dưới dạng trọng lượng ion Đối với nước nhạt và nước lợ: g/l nước hoặc mg/l nước Đối với nước biển và đại dương cũng như các loại muối dưới đất thường biễu diễn theo: g/kg nước, hoặc g/100g nước Ví dụ kết quả phân tích sau Ion (Cation) Na+ Ca2+ Mg2+ mg/l 46 90 84 5.5.2 Dưới dạng... mgđl/l (meq/l) Nước rất cứng :Độ cứng tổng cộng > 9 mgđl/l (meq/l) 5.3.3 Độ khoáng hoá: là tổng các lượng khoáng chất tìm thấy trong nước Để xác định độ tổng khoáng hóa, có thể dựa vào lượng cặn khô sau khi cho nước bốc hơi ở nhiệt độ 1050C Tùy theo độ khoáng hóa, có thể phân nước dưới đất thành các loại sau : Nước siêu nhạt : Độ khoáng hóa < 0.2 g/l Nước nhạt : Độ khoáng hóa = (0.2 - 1.0) g/l Nước lợ :... của mặt nước ngầm tức là đường nối các điểm trên mặt nước ngầm có cùng độ cao tuyệt đối Ý nghĩa bản đồ thuỷ đẳng cao Xác định hướng nước ngầm chảy, Xác định độ dốc của nước ngầm Nếu trên bản đồ có đường đồng mực địa hình thì ta có thể xác định được chiều sâu mực nước ngầm Là một công cụ giúp ta chọn vị trí bố trí hợp lý các giếng lấy nước hoặc thoát nước Cho biết sự liên hệ giữa nước ngầm và nước mặt... Ca 2+ và ion Mg 2+ có trong nước chính là yếu tố tạo nên độ cứng của nước Độ cứng tổng cộng Độ cứng tạm thời Độ cứng vĩnh cửu Theo Alenkin, theo độ cứng tổng cộng thì có thể chia nước dưới đất thành 5 loại : Nước rất mềm : Độ cứng tổng cộng < 1.5 mgđl/l (meq/l) Nước mềm : Độ cứng tổng cộng = (1.5 - 3) mgđl/l (meq/l) Nước hơi cứng :Độ cứng tổng cộng = (3 - 6) mgđl/l (meq/l) Nước cứng : Độ cứng tổng cộng... nước có nồng độ Ca(OH)2 lớn hơn 1,45g/l Nếu hàm lượng Ca(OH)2 trong nước ít thì b Ăn mòn muối Nước dưới đất thường có chứa các thành phần có dạng muối như MgSO2, CaSO4, NaCl, MgCl2 Các muối này sẽ phản ứng với các thành phần khoáng do ximăng thuỷ hoá sinh ra 3CaSO4+3CaO Al2O331H2O→3CaO Al2O3 3CaSO431H2O MgSO2+ Ca(OH)2+ H2O→ CaSO4.2H2O +Mg(OH)2 MgCl2+ Ca(OH)2→ CaCl2+Mg(OH)2 c Ăn mòn axit Nước dưới đất. .. nhạt : Độ khoáng hóa < 0.2 g/l Nước nhạt : Độ khoáng hóa = (0.2 - 1.0) g/l Nước lợ : Độ khoáng hóa = (1 - 3) g/l Nước hơi mặn : Độ khoáng hóa = (3 - 10) g/l Nước mặn : Độ khoáng hóa = (10 - 35) g/l Nước muối : Độ khoáng hóa > 35 g/l 5.3.4 Tính ăn mòn 5.3.4.1 Các dạng ăn mòn của nước dưới đất : Thành phần khoáng trong xi măng portland (xi măng silicat thông thường) gồm có: Silicat tri canxit C3S 3CaO.SiO2... thuỷ đẳng áp Xác định được hướng nước chảy của nước có áp, Xác định độ dốc mặt áp lực mà người ta gọi là građien áp lực, Nếu trên bản đồ có đường đồng mực địa hình thì ta có thể xác định được chiều sâu mực áp lực, Là một công cụ giúp ta xác định vị trí bố trí các công trình lấy nướcvà thoát tương tự bản đồ thuỷ đẳng cao 5.4.2 Bản đồ thuỷ sâu Là bản đồ thể hiện độ sâu mực nước ngầm, có ý nghĩa trong công... = 3CaO.Al2O331H2O +CaO.Fe2O3mH2O a Ăn mòn rửa trôi Nước hoà tan Ca(OH)2 là thành phần tự do có trong ximăng hoặc do C3S bị thuỷ hoá sinh ra Sự hoà tan Ca(OH)2 trong nước phụ thuộc vào độ cứng cacbonat, tức là hàm lượng HCO3 có mặt trong nước Khi hàm lượng HCO3- càng ít thì Ca(OH)2 càng bị hoà tan mạnh, quá trình hoà tan xảy ra theo phản ứng Ca(OH)2+ Ca(HCO3)2= 2 CaCO3 + 2H2O CaCO3 sinh ra sau phản ứng... thái tự do Trong quá trình thủy hóa, ximăng kết hợp với nước tạo ra một số chất mới như Ca(OH)2, 3CaO.Al2O3.31H2O, 2CaO.SiO2.nH2O theo các phản ứng sau : 3CaO.SiO2 + nH2O = Ca(OH)2 + 2CaO.SiO2(n-1)H2O 2CaO.SiO2 + nH2O = 2CaO.SiO2nH2O 3CaO.Al2O3 + 31H2O = 3CaO Al2O331H2O 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + nH2O = 3CaO.Al2O331H2O +CaO.Fe2O3mH2O a Ăn mòn rửa trôi Nước hoà tan Ca(OH)2 là thành phần tự do có trong ximăng... H2SO4…Các axit này có phản ứng như sau: Ca(OH)2 + H2SO4 = Ca(SO4).2H2O Ca(OH)2+ HCl = CaCl2 + 2H2O d Ăn mòn CO2 Trong nước nếu có chứa nhiều CO2 hoà tan thì khi tác dụng với ximăng sẽ có phản ứng sau: Ca(OH)2 + CO2= CaCO3 +H2O CaCO3 + CO2+ H2O = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 là chất dễ bị hoà tan trong nước nên sau phản ứng thì Ca(OH)2 do ximăng thuỷ hoá sinh ra hoặc là thành phần tự do trong ximăng đều hoà tan biến .
CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT
Trong địa chất công trình nghiên cứu nước dưới đất nhằm:
1. Tính toán để khi khai thác nước dưới đất nhằm phục cho. tạo thành nước thứ
sinh
5.2. Phân loại nước dưới đất theo điều kiện thế nằm
Nước trong đới
thông khí
Nước ngầm
Nước áp lực
Nước thổ
nhưỡng
Nước thượng
Ngày đăng: 25/01/2014, 13:20
Xem thêm: Tài liệu CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT pptx, Tài liệu CHƯƠNG 5: NƯỚC DƯỚI ĐẤT pptx, d. Ăn mòn CO2 Trong nước nếu có chứa nhiều CO2 hoà tan thì khi tác dụng với ximăng sẽ có phản ứng sau: Ca(OH)2 + CO2= CaCO3 +H2O CaCO3 + CO2+ H2O = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 là chất dễ bị hoà tan trong nước nên sau phản ứng thì Ca(OH)2 do ximăng thuỷ hoá sinh r