巖石中的空隙與水分

第二章巖石中的空隙與水分§2.1巖石中的空隙巖石的空隙是地下水儲存和運移的先決條件，空隙的多少、大小、形狀、聯(lián)通狀況和分布規(guī)律，決定著地下水的埋藏、分布和運動。將巖石空隙作為地下水儲存場所和運動通道研究時，可分為三類，即：松散巖石中的孔隙，堅硬巖石中的裂隙和可溶巖石中的溶穴。個人收集整理勿做商業(yè)用途umiii§2.1.1孔隙孑1隙（pore）--unconsolidatedsoil1、 孔隙：在松散堆積物中或膠結(jié)不好的沉積巖中以及部分噴出巖中，組成巖石的顆?；蛄＜象w之間能存在的多孔狀的空隙。個人收集整理勿做商業(yè)用途2、 孔隙性：巖土孔隙的大小、分布規(guī)律、數(shù)量、形狀、性質(zhì)、聯(lián)通情況等的總稱。3、 孔隙度：巖石孔隙體積與巖石總體積之比。n=Vn/V4、 影響孔隙度大小的因素：1）分選程度2）顆粒排列狀況：排列方式相同但顆粒直徑不同的等粒巖石，其孔隙度完全相同。3）顆粒形狀4）膠結(jié)充填情況個人收集整理勿做商業(yè)用途例外：粘性土的孔隙度§2.1.2裂隙固結(jié)的堅硬巖石，包括：沉積巖、巖漿巖、變質(zhì)巖，一般不存在或只是保留一部分顆粒之間的孔隙，而主要發(fā)育各種應(yīng)力作用下巖石破裂變形產(chǎn)生的裂隙。（fissure）--hardrock按照成因分類：成巖裂隙構(gòu)造裂隙風(fēng)化裂隙個人收集整理勿做商業(yè)用途裂隙率：裂隙體積與巖石總體積之比。Kr=Vr/V野外研究裂隙時，還應(yīng)注意測定裂隙的方向、寬度、延伸長度、充填情況?！?.1.3溶穴1、 溶穴：起因于水的溶蝕，在可溶巖（白云巖、巖鹽、石膏、石灰?guī)r等）中形成的空洞（溶隙）。（cavity）--solublerock2、 巖溶率：Kk=Vk/V特點：巖溶率的變化范圍很大，且在相鄰很近地點處巖溶率完全不同，同一地點的不同深度處巖溶率也有很大變化。個人收集整理勿做商業(yè)用途四、巖石中的空隙小結(jié)1、 巖石中的空隙是研究地下水的基礎(chǔ)2、 分布特點：孔隙主要分布于松散堆積物中，分布廣泛，聯(lián)通均勻裂隙分布于堅硬巖石中，分布不均溶穴分布可溶性巖石中，分布不均3、 孔隙度，運用范圍廣；裂隙率、巖溶率受到地區(qū)限制，運用不廣，代表性不強。三者定義也各不相同。4、 裂隙率和巖溶率可以直接評價賦水性，孔隙度加孔隙大小才可評價。5、 孔隙度及其影響因素。按巖層的空隙類型分為三種類型地下水：①孔隙水；②裂隙水；③巖溶水。§2.2巖石中水的存在形式巖石空隙中水的存在形式有：①結(jié)合水；②重力水；③毛細水；④固態(tài)水和氣態(tài)水。巖石骨架中的水（礦物結(jié)合水）個人收集整理勿做商業(yè)用途一、結(jié)合水1、定義：2、強結(jié)合水（吸著水）：3、弱結(jié)合水（薄膜水）：結(jié)合水區(qū)別于普通液態(tài)水的最大特征是：具有抗剪強度，即必須施加一定的力方能使其發(fā)生變形，施加的外力越大，發(fā)生流動的水層厚度也越大。個人收集整理勿做商業(yè)用途二、 重力水1、定義：2、重力水是水文地質(zhì)研究的主要對象三、 毛細水1、毛細水定義：2、毛細現(xiàn)象：3、支持毛細水4、懸掛毛細水5、懸留孔角毛細水（觸點毛細水）：個人收集整理勿做商業(yè)用途四、 氣態(tài)水、固態(tài)水以及礦物中的水氣態(tài)水在一定溫度、壓力條件下，于液態(tài)水相互轉(zhuǎn)化，兩者之間保持動態(tài)平衡。五、 小結(jié)：1、 重力水是水文地質(zhì)研究的主要對象，毛細水是消耗地下水水量的，結(jié)合水影響地下水的運動。2、 在大孔隙中以重力水為主，細小孔隙中以結(jié)合水為主，裂隙、溶穴中幾乎全部為重力水?！?.3與水儲容及運移有關(guān)的巖石性質(zhì)巖石空隙大小、多少、連通程度及其分布的均勻程度，都對其儲容、滯留、釋出以及透過水的能力有影響。一、容水性1、 容水性：巖石的孔隙具有容納地下水的性質(zhì)。2、 容水度：巖石完全飽水時所能容納的最大的水體積與巖石總體積之比。Sc=Vw/V。一般說來，容水度在數(shù)值上于孔隙度（裂隙率、巖溶率）相當(dāng)。但個人收集整理勿做商業(yè)用途■!是， 3、 含水量：某一時刻巖石孔隙中的實際水量與巖石的比值。該指標(biāo)說明松散巖石實際保留水份的狀況。1）重量含水量：Wg=Gw/Gs2）體積含水量：Wv=Vv/V3）當(dāng)水的比重為1，巖石的干容重（單位體積干土的重量）為ra時，重量含水量與體積含水量的關(guān)系為:Wv=Wg*ra個人收集整理勿做商業(yè)用途1、 給水性：含水巖石在重力作用下能釋放出水的性質(zhì)。2、 給水度：在重力作用下巖石所能釋放出水體積與巖石總體積的比值。p=Vw/V。野外識別：地下水水位下降一個單位深度，從地下水水位延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出水的體積，稱為給水度。個人收集整理勿做商業(yè)用途3、 注意：野外地層的給水度為一變值，室內(nèi)試驗中給水度為定值。4、 給水度的影響因素：1）巖性：主要是孔隙的大小與多少；2）初始地下水埋藏深度3）地下水下降速率4）地下水下降幅度個人收集整理勿做商業(yè)用途5、 給水度在理想數(shù)值上等于容水度減去持水度三、 持水性1、 持水性：飽水巖石在重力作用下失水，依賴靜電引力和毛細力依然能保持水的性質(zhì)。2、 持水度：地下水水位下降一個單位深度，單位水平面積巖石柱體中反抗重力而保持于巖石空隙中的水量，稱作持水度。Sr個人收集整理勿做商業(yè)用途3、 給水度、持水度與孔隙度的關(guān)系：p+Sr=n四、 透水性1、 透水性：巖石允許水透過的能力叫做透水性。2、 定量指標(biāo)：滲透系數(shù)五、 小結(jié)：1、 應(yīng)該掌握的性質(zhì)：①容水度；②含水量；③給水度；④持水度；⑤透水性。2、 一般情況下，孔隙越小，持水度越大，給水度越小。3、 一般不能用容水性來評價水資源，因為容水性同時包括有重力水、結(jié)合水和毛細水。真正能利用的只有重力水。個人收集整理勿做商業(yè)用途2.4.2地下水位變動引起的巖土壓密Pz+APz=P-（u-Au）當(dāng)由于抽水而引起測壓管高度降低時，可近似地認(rèn)為總應(yīng)力P不變，孔隙水壓力降低Au,相應(yīng)地有效應(yīng)力增加apz。個人收集整理勿做商業(yè)用途意即原先由水承受的應(yīng)力由于水頭降低，浮托力減少而部分地轉(zhuǎn)由砂層骨架（顆粒本身）承擔(dān)：第二章巖石中的空隙與水分一、 關(guān)鍵概念空隙性；孔隙；孔隙度；裂隙；裂隙度；溶隙（穴）；巖溶率；結(jié)合水；容水性