水文地质学基础岩石中的空隙与水.pptVIP

第31页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.1岩石中的空隙第32页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.2岩石中水的存在形式岩土中水的存在状态：固态、液态、气态结构水，以H+和OH-离子的形式存在于矿物结晶格架某一位置上的水。结晶水是矿物结晶构造中的水，以H2O分子形式存在于矿物结晶格架固定位置上的水。沸石水(zeolitewater)：方沸石（Na2Al2Si4O12?nH2O）。第33页，共63页，星期日，2025年，2月5日气态水、固态水岩石空隙中的这部分水含量小。其中气态水存在于包气带中，可以随空气流动而流动，在一定温度、压力下可与液态水相互转化。冻土地区存在固态水(solidwater)。2.2岩石中水的存在形式第34页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.2.1结合水结合水是指受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水，亦即被岩土颗粒的分子引力和静电引力吸附在颗粒表面的水。2.2岩石中水的存在形式第35页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.2.1结合水强结合水：最接近固相表面的结合水，为紧附于岩土颗粒表面结合最牢固的一层水，其所受吸引力可相当于一万个大气压。其含量，在粘性土中为48%，在砂土中为0.5%。特点：①分子排列紧密②吸引力大，密度大（2g/l）③不受重力支持④无溶解能力，不能运动⑤不导电弱结合水：结合水的外层由于分子力而粘附在岩土颗粒上的水，又称薄膜水。其含量，在粘性土中为48%，在砂土中为0.2%。特点：①分子排列不紧密，厚度较大，状态处于固态与液态之间②吸引力小，密度较大③溶解能力较低④有一定运动能力，在饱水带中，能传递静水压力，静水压力大于结合水的抗剪强度时能够运移⑤其外层可被植被吸收，有抗剪强度。2.2岩石中水的存在形式第36页，共63页，星期日，2025年，2月5日结合水和重力水结合水与重力水（a）椭圆形小粒代表水分子，结合水部分的水分子带正电荷一端朝向颗粒；（b）箭头代表水分子所受合力方向2.2岩石中水的存在形式第37页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.2.2重力水重力水是指距离固体表面更远、重力对其影响大于固体表面对其吸引力、能在重力影响下自由运动的那部分水。井、泉所采取的均为重力水，为水文地质学的主要研究对象。2.2岩石中水的存在形式第38页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.2岩石中水的存在形式毛细水（capillarywater）是由于毛细管力作用而保存于包气带内岩层空隙中的地下水。毛细管由松散岩石中细小的孔隙通道构成。2.2.3毛细水第39页，共63页，星期日，2025年，2月5日毛细力：受到表面吸引力，重力，还有另一种力——称称毛细力的作用，产生毛细现象。2.2岩石中水的存在形式第40页，共63页，星期日，2025年，2月5日毛细水的存在形式：悬挂毛细水似串珠状且连续分布，孔角毛细水孤立分布。第41页，共63页，星期日，2025年，2月5日毛细水2.2岩石中水的存在形式第42页，共63页，星期日，2025年，2月5日第43页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.3岩石的水理性质岩石的水理性质是与水的储容、运移及释出有关的岩石性质的总称。容水性容水度含水性含水量给水性给水度持水性持水度渗透性渗透系数第44页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.3.1容水性容水性是指在常压下岩土空隙容纳一定水量的能力。衡量指标为容水度。容水度是反映岩石最大含水能力。容水度是指岩石完全饱和时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。用小数或%表示，W0=V0/V×100%。容水度一般小于或等于孔隙度。2.3岩石的水理性质对于膨胀土，容水度可大于孔隙度。第45页，共63页，星期日，2025年，2月5日第1页，共63页，星期日，2025年，2月5日第二章岩石中的孔隙与水分2.1岩石中的空隙2.2岩石中水的存在形式2.3岩石的水理性质2.4有效应力原理与松散岩土压密第2页，共63页，星期日，2025年，2月5日2.1岩石中的空隙岩石：指坚硬的岩石及松散的土层（水文地质学定义）2.1.1岩石空隙的种类空隙：岩石中没有被固体颗粒占据的那部分空间松散岩石中的孔隙坚硬岩石中的裂隙可溶