Вода в гірських породах

Гірські породи являють собою трифазні системи, що складаються з твердої (власне породи), рідкої і газової фази.

У верхній зоні земної кори вище рівня грунтових вод (першого водоносного горизонту) у порах і пустотах гірських порід переважають гази. Ця зона називається зоною аерації.

Нижче рівня грунтових вод пори і пустоти в основному заповнені водою. Ця зона земної кори називається зоною насичення.

Усі різноманітні види води, що знаходяться нижче поверхні землі у гірських породах та речовині мантії, відносять до підземних вод.

За характером зв'язку з гірськими породами і ступенем рухливості підземні води розділяють на три групи:

- хімічно зв'язана вода (включає конституційну, кристалізаційну і цеолітну);

- фізично зв'язана вода (включає міцнозв’язану, пухкозв’язану і капілярну);

- вільна вода.

Хімічно зв'язана вода утримується усередині мінералів, що складають породи, силами, які значно перевищують силу ваги. Виділяється з мінералів при нагріванні їх до різної температури. Повне руйнування кристалічних граток з видаленням конституційної води відбувається при температурах у кілька сотен градусів; кристалізаційна вода виділяється при температурі, що перевищує 1050ºС; цеолітна вода виділяється поступово, починаючи з температур порядку 400ºС.

Фізично зв'язана вода міститься головним чином у тонкодисперсних породах і утримується на поверхні часток силами, що мають електричну природу. Диполі міцнозв’язаної води входять до складу дифузійного шару, що розташовується навколо адсорбційного шару, молекули якого утримуються силами молекулярного притягання. Пухкозв’язана вода може пересуватися у процесі вирівнювання товщини гідратної оболонки в сусідніх часток, а також під впливом осмотичних і електроосмотичних часток. У глинах кількість пухкозв’язаної води може досягати 30 %, а сумарна кількість зв'язаної води – до 50 %.

Капілярна вода найбільш рухлива з усіх видів зв'язаної води, вона не підкоряється закону сили тяжіння і пересувається в капілярних порах знизу вверх від рівня підземних вод. Обмеження рухливості пов'язане з дією сил поверхневого натягу на межі розділу вода-порода.

Вільна (гравітаційна) вода заповнює пори і пустоти в гірських породах і пересувається в них під впливом сили тяжіння (зверху вниз) чи в різних напрямках під впливом перепаду тисків (градієнта напору). Причиною руху вод може бути також різниця в щільності, що виникає при збільшенні температури води. Вільна вода бере активну участь у процесах тепло- і масопереносу, є активним розчинником, вона передає гідростатичний тиск, спричиняє зважуючий тиск на підошву споруд. Механічна дія потоку води, що рухається, полягає в гідродинамічному тиску на породи в укосах і виробках, у виносі часток породи (суфозії) і утворенні таких небезпечних явищ, як пливуни, зсуви, обвали.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
	\|	Прояв небезпечних геологічних процесів у зв'язку з підвищенням вологості грунтів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.003 сек.