水文地质学00-第二讲-01.PPT

岩石孔隙度的测定方法 (1)注水法： 把被测定的松散岩石装满已知体积的容器中，烘干后用水饱和之。注水的体积就等于岩石中的全部孔隙体积，而容器的体积则相当于岩石的总体积，二者之比即为岩石的孔隙度。 (2)间接法： 对于细粒的沉积物或固结较好的土，则先测定岩石的干密度ρd和土粒密度ρs，然后按下式计算： 即可获得岩石的孔隙度。 风化(卸荷)裂隙 构造裂隙 成岩裂隙 裂隙按成因分为： 3.1.5 裂隙(fissure, fracture) 固结的坚硬岩石中，一般仅残存很小部分孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。 裂隙的多少以裂隙率表示： 体积裂隙率 面裂隙率 线裂隙率 裂隙特征：空间形态是两向延伸长，横向延伸短的“饼状”；单个裂隙一般是孤立的，裂隙与裂隙之间的连通性差。 从水的赋存与运移角度来看，裂隙的描述包括： *裂隙发育特征──裂隙的方向、宽度、延伸长度、充填情况、连通程度、数量、分布特征等； *裂隙率。 3.1.6 溶隙(solution cavity) 可溶的沉积岩，在地下水的溶蚀作用下会产生空洞，这种空洞称为溶隙。 溶隙的多少以岩溶率表示。 溶隙形态：溶蚀裂隙、溶孔、溶洞、落水洞、地下暗河、地下湖，等等。 溶隙特征：规模十分悬殊，分布极不均匀。 从水的赋存与运移角度来看，调查溶隙： *描述岩溶发育特征(溶洞形态、规模、充填情况、连通程度、数量、分布特征等)； *岩溶率。 3.1.7 空隙发育的复杂性 自然界岩石空隙的发育状况远远比上述复杂。例如： 松散岩石中固然以孔隙为主，但某些粘土干缩后可产生裂隙。这些裂隙的水文地质意义，甚至远远超过其原有的孔隙！ 膨胀土中的裂隙 固结程度不高的沉积岩及具有气孔的喷发岩往往既具有孔隙，又具有裂隙。 Pore structure of PUMICE in Osaka, Japan 砂岩中的孔隙 可溶岩石，由于溶蚀速度不均一，有的部分发育为溶穴，有的部分则为裂隙，有时还可能保留有原生的孔隙和裂缝。 Cave developed at joint intersection Keefer Road Cave Caves in Maryland 因此，在研究岩石空隙时，必须注意观察，收集实际资料，在事实的基础上分析空隙的形成原因及其影响因素，查明其发育规律，这样才能得出符合实际的结论。 3.1.8 空隙的分布、连通特征 岩石中的空隙，必须以一定的方式连接起来构成空间的网络，才能成为有效的储容空间和运移通道。 不同含水介质(孔隙含水介质、裂隙含水介质、溶隙含水介质)中的空隙空间分布与连通特征具有不同的特点： ＊松散岩石中的孔隙分布于颗粒之间，连通良好，分布均匀，在不同方向上，孔隙的通道和多少都很接近。赋存于其中的地下水分布与流动都比较均匀。 ＊坚硬岩石中的裂隙是宽窄不等，长度有限的线状缝隙，往往具有一定的方向性。只有当不同的裂隙相互切穿连通时，才能在某一范围内构成彼此连通的裂隙网络。裂隙的连通性远较孔隙差。因此，赋存于裂隙基岩中的地下水相互联系比较差，分布与流动往往是不均匀的。 ＊可溶岩石中的溶隙是一部分原有裂隙与原生孔隙溶蚀扩大而成的，空隙大小极为悬殊且分布极不均匀。因此，赋存于可溶岩石中的地下水分布与流动通常极为不均匀的。 三类含水介质中的空隙空间分布与连通特征比较： ＊空隙连通性──孔隙介质最好， 其它较差； ＊空隙空间分布──孔隙介质中空隙分布最均匀， 裂隙介质中空隙比较不均匀， 溶隙介质中空隙极不均匀； ＊空隙大小特征──孔隙大小均匀， 裂隙大小悬殊， 溶隙极其悬殊； ＊空隙比率──孔隙含水介质最大， 溶隙含水介质次之， 裂隙含水介质最小； ＊空隙渗透性──孔隙含水介质为各向同性， 裂隙含水与溶隙含水介质为各向异性。 造成含水介质上述差异的主要原因在于含水介质和空隙形成的环境不同。 显然，赋存在不同岩层中的地下水，由于其含水介质的不同，因此具有不同的分布和运动的特点。 第三章 岩土中的空隙与水 3.1 岩石中的空隙 3.2 岩石中水的存在形式 3.3 岩石的水理性质 3.4 本章小结 地壳岩石中的水 岩石“骨架”中的水 （矿物结合水） 结晶水 结构水 沸石水 岩石空隙中的水 固态水 气