curs 5-geologie 2015-2016.ppt

8/16/2019 Curs 5-geologie 2015-2016.ppt

1/11

APA IN PAMANT

Curs 5


2/11

Apa in pamant: apa legata, apa capilara, apa libera.

Principalele forme sub care apa poate exista in roci sunt:

-Vapori

-apa legata sau adsorbita

-apa capilara

-apa libera sau gravitationala

-apa sub forma de gheata

Vaporii de apa se gasesc in porii liberi; nu influenteaa comportarea rocii-!aca presiunea vaporilor din interiorul pamantului este mai mare decat cea

atmosferica " evaporarea apei din pori;

-!aca T scade " condensarea vaporilor

Apa legata chimic - intra in compoitia mineralelor ca apa de hidratare

#apa de constitutie - strans legata chimic$ se elimina la T%&''''( si apa de

cristalizare -slab legata chimic$ se elimina la T%&'''()

si apa zeolitica #* molecule in spatiile retelei cristaline$ legata de scheletulmineral)

Apa legata fizic- se numeste apa de adsorbtie si formeaa in +urul particulei

minerale o pelicula

(uprinde: - apa higroscopica -incon+oara direct granulele -devolta caldura

- apa peliculara -incon+oara granula minerala cu un strat gros "nu devolta caldura


3/11

Apa adsorbita #apa legata fiic)- repreinta apa atrasa in +urul particulelor

minerale datorita unor forte de atractie$ numite fenomene de suprafata.

Pe suprafata laterala a particulei solide exista sarcini electrice negative$ care

sunt echilibrate prin atractia de catre particula solida a unor cationi si

molecule de apa,

Obs. (ationii pot fi inlocuiti de alti cationi Schimb ionic (i!, "a!,#!,$g!!,

Ca!!,Al!!!,%e!!!&,

(omplexul de adsorbtie poate fi modificat

prin campul electric si temperatura

Molecula de apa este un dipol.

Ansamblul format din invelisul de apa

adsorbita si stratul de cationi se numeste

comple' de adsorbtie

Comple' de adsorbtie


4/11

In cuprinsul invelisului de apa adsorbita se deosebesc doua straturi:

- Apa strans legata #higroscopica)

- Apa slab legata #peliculara)

bs, .imita pana la care se intind cele doua srate formeaa stratul

difuz

Apa strans legata- are densitate mare$

temperatura de inghet mai scauta ca apa

obisnuita$ poate fi indepartata la T% /'''' (

Apa slab legata este partea mobila a

invelisului de apa legata$ ingheata la T0 -&$1'(

Obs. 2rosimea peliculei de apa legata este

cu atat mai mare cu cat este mai scauta

- valenta ionilor din complexul de adsorbtie

- concentratia de ioni

- temperatura solutiei in care se afla particulele

Prin adsorbtie - de (a33 si Mg33$ se reduce hidrofilitatea$ scade contractia si

umflarea$ se reduce sensibilitatea la actiunea apei

- de Na3$ creste invelisul de apa adsorbita si impermeabilitatea

pamantului

Obs. In afara invelisului de apa legata se gaseste si apa libera


5/11

Apa libera poate sa existe in pamant sub forma de a apa capilara si apagraitationala

Apa capilara -4e gaseste in pamanturile formate din granule fine$

deasupra nivelului panei freatice

5ste sub influenta fortelor de tensiune superficiala si a campuluigravitational,

2olurile din pamant pot fi asimilate cu tuburi avand diametrul neregulat,

!imensiunea lor este in functie de tipul rocii$ fiind aprox, *&61 din diametrul

mediu al particulelor,

!atorita fortelor de tensiune superficiala$ apa se ridica in tubul capilar pana

cand se stabileste un echilibru intre

fortele de antrenare capilara si

greutatea coloanei de lichid,

Inaltimea coloanei de lichid din tubul

capilar * inaltime capilara #hc)

T-tensiunea capilara

r -raa capilarului- 7nghiul de umectare


6/11

Apa graitationala " umple porii si golurile formand pungi cu apa4e deplaseaa in pamant sub actiunea fortei de gravitatie si a presiunilor

hidrostatice si hidrodinamice

Poate avea o reactie acida sau baica in functie de p8-ul ce o caracterieaa

- p8 09$ apa acida

- p8 %9$ apa baica - p8 *9$ apa neutra

$iscarea apei in pamant

Apa graitationala se poate afla in stare de repaos sau de miscare,Miscarea poate avea caracterul unei curgeri pe distante mari #* filtratie) sau

redistribuire a umiditatii$ pe distante mici #* migratie)Obs. Miscarea apei in faza lichida are loc prin curgere capilara sau prin

transfer de masa intre particulele de apa$ fiind functie de umiditate

Miscarea apei in faza gazoasa poate avea loc atunci cand porii nu sunt plini

cu apa

(and materialul este mai aproape de starea de saturatie -miscarea apei este

sub forma lichida$ iar la umiditati reduse$ sub forma de vapori

(oloana de lichid este delimitata la partea superioara de o suprafata

denumita menisc.

Obs. actorii care determina inaltimea la care se ridica apa in teren este

marimea porilor si dispozitia acestora


7/11

)ermeabilitatea* cantitatea de fluid ce trece prin porii unui pamant sau ai

unei roci

Obs. oci permeabile si roci impermeabile

Miscarea apei in pamant este guvernata de legea lui !arc?*coeficient de permeabilitate

V*vitea de curgere a apei prin pamant

Obs. (urgerea apei intre doua puncte poate

avea loc doar atunci cand exista o diferenta

de nivel pieometric intre cele doua puncte

(lasificarea pamanturilor in functie de

coeficientul de permeabilitate:@0&'-& cm6s$ pamanturi foarte permeabile

@*&'-&- &'-cm6s$ pamanturi permeabile

@*&'-- &'-9 cm6s$ pamanturi putin permeabile

@% &'-9 cm6s$ pamanturi practic impermeabile


8/11

Actiunea mecanica a apei

& Apa in miscare orizontala determina forte de frecare asupra particulelor

care duce la eroziune, sufoziune, colmatare

& )roducerea unei antrenari hidrodinamice ascendente.a o diferenta de nivel pieometric$ asupra probei se exercita o forta

a curentului ascendenta$ diri+ata pe verticala$ care produce si o presiune,

Particulele pot trece in stare de plutireB

%iltre inerse " sunt realiate din nisip si au rolul de a opri fenomenul de

antrenare hidrodinamica a curentului


9/11

nfluenta chimica a apei asupra rocilor

-determina mediul fiico-chimic #prin variatiile p8-ului)

-determina solubilitatea /$ (/ si a diversilor acii

-determina solubiliarea si descompunerea mineralelor

Actiunea fiico-chimica a apei asupra rocilor se manifesta prin dizolare$

descompunere $ dezagregare si cimentare a rocilor; hidratare si hidroliza

Obs, Puterea de diolvare a apei creste atunci cand apa este incarcata

cu gae$ substante organice$ saruri amoniacale sau cand apa este

alcalina

-cuartul este diolvat doar de catre apele alcaline

Puterea de dizolare a apei este influentata de temperatura #creste cu

cresterea temperaturii) si de presiune

-cel mai important proces de diolvare este decalcifierea rocilor

#gresiile calcaroase - nisip; marnele " argile)- pierderea elementelor alcaline #feldspatii si amfibolii " argila)

-prin hidratare #anhidritul- gips)-actiunea hidrolitica a apei- descompunerea silicatilor #caoliniarea

feldspatilor)

- depunerea sarurilor pe crapaturi- cimentarea fisurilor #zona de cimentatie*ona situata sub nivelul hidrostatic)


10/11

Apa sub forma de gheataPrin fenomenul de inghet apa libera trece din stare lichida in stare solida$

laT0 ''(, Volumul pamantului creste in ona inghetata,

Apa circula spre ona inghetata - continuu - V creste %&'C

- limitat - sistem inchisbs, (apacitatea de inghet este redusa la nisipuri si la argile

Pamanturile cele mai susceptibile sa inghete sunt prafurile si nisipurile

prafoase

Masuri pentru impiedicarea efectului distructiv al presiunii ascendente dat depamantul inghetat:

-coborarea nivelului talpii fundatiei sub adancimea maxima de inghet

-eliminarea pamanturilor gelive ca umpluturi

-eliminarea ascensiunii apei prin interpunerea unui substrat sub platforma

drumului #pietris monogranular)

Strate acifere4e considera strat acviver$ primul oriont acvifer cu extindere mare intalnit

de la suprafata terenului; se caracterieaa prin curgerea continua a apei$

de la nivel superior la altul inferior$ sub actiunea presiunii piezometrice.

4uprafata pe care se aplica presiunea pieometrica se numeste

suprafata piezometrica


11/11

(onstituirea stratelor acvifere este conditionata de existenta rocilor

permeabile si a celor impermeabile

Apa ce patrunde in scoarta pamantului

gravitational$ se infiltreaa in adancime pana intalneste un strat impermeabil, Apa

satureaa rocile permeabile de +os in sus$

pana la un nivel oarecare -nielul piezometric$

ducand la formarea stratelor acvifere:

-strat freatic

-strat captiv cu nivel liber

-strat captiv sub presiune

Variatii in sectiunea de curgere si

influenta lor asupra profilului de depresiune:

a) se micsoreaa sectiunea de curgere$

panta profilului creste

b) creste sectiunea$ se micsoreaa panta

profilului

curs 5-geologie 2015-2016.ppt

Documents