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水文地质学基础岩土中的空隙和水
本节小结
空隙空间的类型 岩土中水的存在形式 有效应力原理
思考题
孔隙度的影响因素有哪些?
Thanks for your attention!
毛细水
毛细水 支持毛细带 悬挂毛细带 孔角毛细水
气态水、固态水及矿物中的水
未饱和空隙:气ห้องสมุดไป่ตู้水,高水汽压力处向低水汽压力处运移 冻土:我国北方;东北、青藏:多年冻土 结晶水、结构水、沸石水
有效应力原理
有效应力增加:岩土压密、土体抗剪能力降低 引发地质灾害:地面沉降、砂土液化、滑坡等
裂隙和溶穴
固结岩石:发育裂隙,系在各种应力作用下破裂变形而成 可溶岩石:原有孔隙或裂隙,经地下水溶蚀,扩大为溶穴
岩石中水的存在形式
结合水
结合水:固相表面引力大于自身重力的水
重力水
重力水:固体表层结合水层以外受重力影响大于固体表面 吸引力,在重力作用下运移 重力水具有非常重要的实用价值 地层岩石空隙中如存在一定的重力水,就可以通过泉,或 井流出(抽出),为人们所用 重力水是水文地质学研究的主要对象
n Vn 或 n Vn 100%
V
V
孔隙的多少:决定岩土储容水的能力,控制岩土滞留、释 出传输水的能力
孔隙度:描述孔隙的多少 定义:单位体积岩土中孔隙所占的比例
孔隙度:影响因素
颗粒排列
立方体排列(n~48%)
立方体排列——最松散排列:n~48 四面体排列——最紧密排列:n~26 松散岩土孔隙度多介于二者之间
提纲
岩土中的空隙 岩土中的水 与水有关的岩土性质 有效应力原理与岩土体变形破坏
岩土中的空隙
地壳表层就像饱含水分的海绵 岩土空隙是地下水的储容空间和传输通道 决定着岩土储容、滞留、释放和传输水的性能 空隙类型:孔隙、裂隙、溶穴
孔隙
孔隙:岩层颗粒及颗粒集合体之间的空隙
孔隙度:定义
四面体排列(n~26%)
分选程度
沉积物分选较好
沉积物分选较差
分选越差(颗粒大小越悬殊)的松散岩土,孔隙度越小 分选性是影响粗粒土孔隙度的首要因素
胶结程度
胶结程度越好(胶结物越多),孔隙越小
颗粒形状
形状越不规则,棱角越明显,排列越疏松,孔隙度越大
粘土:直径<0.005 mm的土颗粒 粘性土颗粒细小,比表面大,连结力强;颗粒表面带电, 易连结形成粘粒团,构成颗粒集合体
颗粒集合体在重力作用下沉积,形成峰窝或絮状结构 粘土孔隙
结构孔隙—粘粒(集合体)之间的空隙 次生孔隙—节理、裂缝、虫孔、根孔等 粘土孔隙度常大于粗粒土
孔喉(直径为d)与孔腹(直径为D’)
不同排列方式下的孔喉
立方排列d=0.414D;四面体排列d=0.155D
孔隙大小对地下水运动影响很大 孔隙通道最狭窄部分称作孔喉,最宽大部分称作孔腹 孔喉对水流动的影响更大,讨论孔隙大小时可用孔喉直径比较