4.2.4.Вологість і водні властивості порід

Природна вологість - це вміст води в породі за природних умов і виражається відношенням маси води в породі до маси породи після її висушування при температурі 105 - 110⁰С:

W = (m_в / m_с) 100 % = (m_n - m_с) / m_с 100 %,

де W - вологість, m_в - маса води в породі, m_с - маса сухої породи, m_n - маса проби породи до висушення.

Вагова вологість - це вологість породи, яка визначається відношенням маси води в породі до маси сухої породи. Розрізняють ще:

об’ємну вологість - це відношення об’єму води, що міститься в породі, до об’єму всієї породи;

відносну вологість - відношення об’ємної вологості до пористості породи показує ту частину пор, яка зайнята водою. В абсолютно сухій породі відносна вологість дорівнює нулю, а при цілковитому заповненні пор водою - одиниці.

Вологоємкість - здатність порід вбирати і утримувати в собі певну кількість води. Розрізняють породи досить вологоємкі (торф, глини, суглинки), слабко вологоємкі (крейда, пухкі пісковіки), невологоємкі (скельні породи, галечники). Розрізняють вологоємкість повну, капілярну, найменшу(або польову) та максимальну молекулярну.

Повна вологоємкість - це максимальний вміст води в породі при повному насиченні її пор.

Капілярна вологоємкість - це найбільша кількість води, яка утримується в капілярах породи при повному її насиченні.

Максимальна молекулярна вологоємкість - це найбільша кількість гігроскопічної та плівкової води, яка утримується лише силами молекулярного притягання часток породи.

Найменша, або польова вологоємкість - максимальна кількість води, яка не заповнює пори, а знаходиться лише на поверхні часток породи і утримується капілярними силами і силами адсорбційної дії.

Водовіддача - це здатність водонасиченої породи віддавати воду шляхом вільного стікання. Величина водовіддачі визначається відношенням об’єму води, що вільно стекла, до об’єму всієї породи. Величина водовіддачі залежить від гранулометричного складу або розміру та стану тріщин і пустот.

Дефіцит вологи, або недостача насичення - це кількість води, яка може додатково вміститись у породі в природних умовах вологості і визначається за різницею між повною вологоємкістю і природною вологістю.

4.2.5.Фільтраційні властивості порід

Водопроникність - це здатність порід пропускати крізь себе воду. Кількісно водопроникність визначається величиною коефіцієнта фільтрації.

Коефіцієнт фільтрації - відображає швидкість фільтрації води при напірному градієнті, рівному одиниці і виражається в м/добу, см/с, м/с. Розуміння суті цього коефіцієнту базується на законі Дарсі, за яким кількість води (Q), що просочується крізь породу за одиницю часу, прямо пропорціональна коефіцієнту фільтрації (к), падінню напору (h), площі поперечного перетину породи (F) та обернено пропорціональна довжині шляху фільтрації (L):

Q =

Падіння напору (h) - це різниця рівнів (h = Н₁ - Н₂) у двох точках підземного потоку.

П’єзометричний похил, або гідравлічний градієнт - це відношення падіння напору і довжини шляху фільтрації (h/L).

За фільтраційними властивостями, всі гірські породи поділяють на три групи: водопроникні (галька, гравій, добре відсортований чистий пісок, закарстовані та тріщинні породи); напівпроникні (глинисті піски, торф, лесовидні, скельні, напівскельні та закарстовані породи, пустоти і тріщини яких заповнені дрібнозернистими і глинистими відкладами); водонепроникні, або водотривкі (глини та масивно-кристалічні породи).