地下水概论第2部分 岩石中的孔隙与水分（下）.pptVIP

2.3岩石的水理性质 一、容水性 1． 概念：指岩石能够容纳水的性能。 指标：容水度（针对饱水带）、含水量（针对包气带） 2．? 容水度（C） 指岩石完全饱水时所容纳的最大水的体积与岩石总体积之比 一般情况下，容水度在数值上与孔隙度（裂隙率、岩溶率）相等，即C=n（KK或KV），但在如下情况下，二者不相等： 对于吸水后体积发生收缩或膨胀的土粒：此时 吸水后膨胀时，cn; 吸水后收缩时，cn 2.3岩石的水理性质 一、容水性 3．? 含水量（说明包气带的含水状况） (1)重量含水量（Wg）：松散岩石孔隙中所含水份的重量（Gw）与干燥岩石重量（Gs）之比。 (2)体积含水量（Wv）：岩石孔隙中含水体积与岩石总体积之比。 2.3岩石的水理性质 二、持水性 1．概念：饱水岩石在重力作用下释水，能保持住一部分水的性能。 持水性的大小用持水度描述，保持住的水实质上是毛细水、结合水。 2．? 持水度（Sr） 定义1：饱水岩石在重力作用下释水，岩石中保持住的水体积与饱水岩石总体积之比。 定义2：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积饱水岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量（体积）。 2.3岩石的水理性质 二、持水性 定义1与定义2是统一的。 据定义1： 因为：V=S·h=1 所以：Sr =V持水（定义2） 3．? 影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍。 4．? 包气带残余含水量 包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量。 一般用W0表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）。 2.3岩石的水理性质 二、持水性 定义1与定义2是统一的。 据定义1： 因为：V=S·h=1 所以：Sr =V持水（定义2） 3．? 影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍。 4．? 包气带残余含水量 包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量。 一般用W0表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）。 2.4 有效应力原理与松散岩土压密 2.4.1有效应力原理 如图2—12作用在所研究的单元面积AB上的总应力户为该单元之上松散岩石骨架与水的重量之和。孔隙水压力u可理解为AB平面处水对上覆地层的浮托力。由于这种浮托力的存在使实际作用于砂层骨架(颗粒)上的应力小于总应力。实际作用于砂层骨架上的应力，称作有效应力Pz。 由于AB平面处应力处于平衡状态，总应力等于孔隙水压力及有效应力之和。故得： ． P = u + Pz 有效应力等于总应力减去孔隙水压力，这就是著名的太沙基有效应力原理。 2.4.2地下水位变动引起的岩土压密 - 为了简便起见，我们假设整个含水砂层充满水，且水位下降后其测压管高度仍高出饱水 砂层顶面。这种情况下，当由于抽水而引起测压管高度降低时，可近似地认为总应力不变，孔隙水压力降低，使相应地有效应力增加。意即原先由水承受的应力由于水头降低，浮托力减少而部分地转由砂层骨架(颗粒本身)承担。 Pz +ΔPz = P-(u –Δu) 砂层是通过颗粒的接触点承受应力的。孔隙水压力降低，有效应力增加，颗粒发生位移，排列更为紧密，颗粒的接触面积增加，孔隙度降低，砂层受到压密。与此同时，砂层中的水则因减压而有少量膨胀。 抽水引起地下水位下降，松散岩石将被压密，从而其孔隙度、给水度、渗透系数等参数均将变小。对于粘性土来说，这种参数值的降低是不可逆的。 A u * Company Logo Company Logo * Company Logo Company Logo LOGO Hydrogeoloy 水文地质学 第二部分 岩石中的空隙与水（下）The Interstices and Water in Rocks Company Logo 本章内容 2.1 岩石中的空隙 2.2 空隙中的水 2.3 岩石的水理性质 Company Logo 2.2 空隙中的水 存在形式：气态 固态 液态 设想实验：材料（玻璃珠子、细管）+水（水杯） （1）2个玻璃珠子之间滴上几滴水，接触部位就会有所残留水 （2）在饱水试样中取1颗和2个颗粒，颗粒和颗粒孔隙间的水？ （3）将玻璃细管插入水中，取出，管中残留水？ 通过上述3例及图示→空隙中水的存在形式： 结合水——（absorbed water, bound water） 重力水——（gr