第3章岩石中的空隙与水分解说.pptVIP

水文地质学基础 Fundamentals of Hydrogeoloy 本 章 内 容 4.1 岩土中的空隙 一、孔隙 （4）孔隙度的影响因素 粘性土的孔隙与孔隙度 二、裂隙 ４．特征 三、溶穴 ４．特征 四、地下水分类 第3节 与水有关的岩土性质 容水性：岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度表示。 给水性：饱水岩石在重力作用下能自由排出一定数量水的性质。用给水度表示。 持水性：岩石在重力释水后能在空隙中保持一定数量水的性质。用持水度表示。 透水性：岩石允许让水通过的性质。用渗透系数或单位吸水量表示。 容水度（Mc） 岩土完全饱水时所能容纳的水的体积与岩土体积的比值。若以重量计，则称容水量。 容水度与孔隙度（裂隙率、岩溶率）相等。 22 23 25 25 27 26 21 8 7 2 平均给水度% 粗砾 中砾 细砾 砾砂 粗砂 中砂 细砂 粉砂 亚砂 粘土 岩石名称 常见的松散岩土的平均给水度 给水度（u） 地下水位下降单位体积时，释出水的体积和疏干体积的比值。 反映饱水岩石在重力作用下所能排出的最大水的体积。即当地下水位下降一个单位时，在重力作用下单位水平面积岩石柱体中所能释放出的水体积。 影响给水度u大小的因素： 岩性影响。有三个方面： 组成岩石的矿物成分（决定空隙的大小、多少） 颗粒大小、级配及分选程度 空隙情况 初始地下水埋藏深度 地下水位下降速率 给水度、持水度与容水度的关系 在数值上： 持水度（Sr） 地下水位下降时，滞留于非饱和带中而不释出的水的体积与单位疏干体积的比值。 松散岩土持水度数值 44.85 10.8 4.75 2.73 1.6 1.57 最大分子水容度 ＜0.002 0.05-0.002 0.1-0.05 0.25-0.1 0.5-0.25 2-0.5 颗粒大小mm 粘土 亚粘土 极细砂 细砂 中砂 粗砂 岩石名称 透水性： 渗透系数（K）：称水力传导系数（hydraulic conductivity)。在各向同性介质中，单位水力梯度下的渗透流速（m/d） ，表示流体通过孔隙骨架的难易程度。 影响渗透性大小的因素: 对松散层: 颗粒大小、形状、分选程度、密实度、胶结情况 水质、水温、液体类型。 对坚硬岩体 ： 同松散层 更取决于裂隙的几何结构特征：延伸方向、宽度、密度、长度、连通性、充填物、裂隙面的粗糙程度等。 透水性 透水性 * * * 第3章 岩土中的空隙和水 Interstices and water in Rocks 4.1 岩土中的空隙 4.2 岩土中的水 4.3 与水有关的岩土性质 4.4 有效应力原理与岩土变形破坏 1. 岩土空隙在地球上的分布：地壳表层十余公里，尤其近1～2公里以内。 2. 岩土空隙的水文地质意义：是地下水的赋存场所和运移通道。 3. 岩土空隙的描述：形状、大小、多少、分布规律和连通性。 4. 岩土空隙的水文地质分类：松散岩土中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、可溶岩石中的溶穴。 岩土中的各种空隙 分选良好， 排列疏松的砂 分选良好， 排列紧密的砂 具有结构孔隙的粘土 经过压缩的粘土 具有裂隙的岩石 具有溶隙及溶穴的可溶岩 1. 概念：存在于松散的或未完全胶结的岩土颗粒之间或颗粒集合体之间的空隙。 2. 分布：必威体育精装版沉积、新生界、主要在第四系沉积层中的碎石土、砂土、粘土等，其次是胶结不完全的第三系或中生界部分地层。如河边砂砾中存在的孔隙。 3. 特征： 好 均匀 小而均匀 不具有方向性 n 连通性 分布规律 大小 形状 多少 描述量 多少： 度量指标：孔隙度（n） （1）概念：某一体积岩土（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。 （2）研究意义（作用）：影响岩石储容地下水的能力的大小。 （3）测定方法： 砂、砾等松散岩土一般用注水方法，粘土遇水膨胀不能； 容重-比重法：细砂，先测岩土的容重r、比重 颗粒排列方式：等粒状：最疏松排列：立方体：n=47.62%; 最紧密排列：四面体：n=25.95%。（未涉及粒径大小，粒径大小不同，但等粒状、排列方式相同时，孔隙度是相同的） 颗粒分选程度：分选性越好，孔隙度越大；分选程度不好，大颗粒孔隙被小颗粒充填，降低孔隙。（分选程度是指颗粒粒度的均匀程度，土力学中也称不均匀系数。） 颗粒形状：越不规则，越疏松，孔隙度就越大。 胶结充填：孔隙被胶结充填，孔隙度减小。 对于粘性土，还与结构孔隙、次生孔隙