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工程地质课件 第五章 地下水

裂隙水按基岩裂隙成因分类有: 1. 风化裂隙水 2. 成岩裂隙水 3. 构造裂隙水。
5.2.4 裂隙水及岩溶水(2)
岩溶水:赋存和运移于可溶岩的溶隙溶洞(洞穴、 管道、暗河)中的地下水叫岩溶水。
根据岩溶水的埋藏条件可分为: 1. 岩溶上层滞水 2. 岩溶潜水 3. 岩溶承压水
5.2.5 泉
5.1.1 地下水及含水层
地下水:存在于地壳表面以下岩土空隙(如岩石 裂隙、溶穴、土孔隙等)中的水称为地下水。
毛细水:在岩土细小的孔隙和裂隙中,受毛细作 用控制的水叫毛细水,它是岩土中三相界面上毛 细力作用的结果。在地下水面以上,由于毛细力 的作用,一部分水沿细小孔隙上升,能在地下水 面以上形成毛细水带。
毛细水对建筑的意义
产生毛细压力,对于砂土特别是细砂、粉砂,由 于毛细压力作用使砂土具有一定的粘聚力(称为 假粘聚力)。
毛细水对土中气体的分布与流通有一定影响,常 常是导致产生封闭气体的原因。
当地下水位埋深变浅时,由于毛细水上升,可助 长地基土的冰冻现象;使地下室潮湿;危害房屋 基础及公路路面,促使土的沼泽化、盐渍化。
5.2.2 潜水
埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有 自由水面的重力水叫潜水。
潜水的自由表面,承受大气压力,受气候条件影 响,季节性变化明显,春、夏季多雨,水位上升, 冬季少雨,水位下降,水温随季节而有规律的变 化,水质易受污染。
潜水的补给来源主要有:大气降水(主要)、地 表水、深层地下水及凝结水。
5.4 地下水对建筑工程的影响
地下水对建筑工程的不良影响主要有: 1. 降低地下水位会使软土地基产生固结沉降; 2. 不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现
象和机械潜蚀; 3. 地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基
础产生浮托作用; 4. 某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。
泉是地下水天然露头。主要是地下水或含水层通 道露出地表形成。
泉的类型按补给源可分为三类: 1. 包气带泉 2. 潜水泉 3. 自流水泉
5.3 地下水的性质
地下水的物理性质:温度、颜色、透明度、嗅味、 味道和导电性
地下水的化学成分:岩土中的地下水,是一种良 好的溶剂,经常不断地和岩土发生作用,能溶解 岩土中的可溶物质,使其多的 离子是:Na , K , Ca2 , Mg 2 , Cl , SO42 , HCO3
第五章 地下水
地下水是地壳中一个极其重要的天然资源,也是 岩土三相组成部分中的一个重要部分,其中重力 水是一种很活跃的流动介质,它对岩土的工程力 学性质影响很大。
地下水在岩土孔隙或裂隙中能够渗流,我们将岩 土能被水或其他液体透过的性质称为渗透性。
5.1 地下水概述
地下水存在于岩石、土层的空隙中,地壳表层10余公里范 围内或多或少存在着空隙,特别是浅部1.2公里范围内,空 隙分布较为普通。
构成含水层的条件,一是岩土中要有空隙存在, 并充满足够数量的重力水;二是这些重力水能够 在岩土空隙中自由运动。
隔水层是指那些不能给出并透过水的岩层、土层, 或者这些岩土层给出与透过水的数量是微不足道 的。
5.1.2 岩土的水理性质
岩土的水理性质主要有含水性、给水性和透水性。 含水性:岩土含水的性质叫含水性。
对根据含水层的空隙性质地下水可分为三个亚类: 即孔隙水、裂隙水、岩溶水。
5.2.1 包气带水
包气带水处于地表面以下潜水位以上的包气带岩 土层中,包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基 岩风化壳(粘土裂隙)中季节性存在的水。包气 带水的主要特征是受气候控制,季节性明显,变 化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。包 气带对农业有很大意义,对工程建筑有一定影响。
重力水
当岩石、土层的空隙完全被水饱和时,粘土颗粒 之间除结合水以外的水都是重力水,它不受静电 引力的影响,而在重力作用下运动,可传递静水 压力。重力水能产生浮托力、孔隙水压力。流动 的重力水在运动过程中会产生动水压力。
重力水是本章研究的主要对象。
含水层
岩层、土层中含有各种状态的地下水,我们把能 够给出并透过相当数量重力水的岩层和土层,称 为含水层。
Q KA H1 H2 KAI L
v Q KI A
式中,Q 渗透流量;H1, H2 上、下游过水断面的水 头; A 过水断面的面积,包括岩土颗粒和空隙两 部分的面积;K 渗透系数; L 渗透长度; I 水力
坡度; v 地下水渗透速度。
地下水类型及其主要特征
地下水按埋藏条件可分为三大类:即包气带水、 潜水、承压水。
潜水的排汇,可直接流入地表水体。
5.2.3 承压水
地表以下充满两个稳定隔水层之间的重力水称为 承压水和自流水。由于地下水限制在两个隔水层 之间,因而承压水具有一定压力,特别是含水层 透水性好,压力愈大,人工开凿后能自流到地表。
5.2.4 裂隙水及岩溶水(1)
裂隙水:埋藏在基岩裂隙中的地下水叫裂隙水。 这种水运动复杂,水量变化较大,这与裂隙发育 及成因有密切关系。
岩石、土层的空隙既是地下水的储存场所,又是地下水的 渗透通道,空隙的多少、大小及其分布规律,决定着地下 水分布与渗透的特点。
地下水能降低岩土强度和地基承载力;它对砂性土、粉性 土产生潜蚀作用,破坏土体的结构;它也会使粉细砂和粉 土产生流砂现象,影响建筑物和地下设施的稳定性,甚至 引起破坏,同时给地下工程施工带来许多麻烦。
容水度:岩土空隙完全被水充满时的含水量。 持水度:岩土颗粒的给合水达到最大数值时的含 水量。 给水度:饱水岩土在重力作用下排出水的体积与 岩土体积之比,称为给水度。 透水性:岩土允许重力水渗透的能力称为透水性。
透水性——达西定律
地下水在多孔介质中的运动称为渗透或渗流。地 下水的渗透符合达西定律:
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