第2讲_岩石中的孔隙与水分.ppt

本 节 内 容 岩石中的空隙 岩石中水的存在形式 水的储容及运移有关的岩石性质 有效应力原理与松散岩土压密 一、 岩石中的孔隙 地壳表层和深部1-2公里以内，空隙分布普遍，为地下水的富存提供了必要的空间条件。 岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。 岩土的空隙性 地壳在自然界各种地质营力的作用下，其内部存在着各种各样的空隙，而构成了地下水的储存场所和运移通道。 大小 空隙 多少 连通状况 分布规律 直接影响着地下水的分布和运动 岩土空隙分类： 孔隙 松散岩石中 裂隙 坚硬岩石中 溶隙 可溶岩石中 （一）孔隙 定义： 松散岩石中大小不等的颗粒或颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。 孔隙体积的表征指标： 孔隙度——指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。即： 影响岩土孔隙度大小的主要因素： 颗粒的排列 分选程度 形状 胶结程度 排列方式对孔隙度的影响： 若设想构成松散岩石的颗粒均为等粒圆球： 当立方体排列时（图a），孔隙度为47.64%； 为四面体排列时（图b），孔隙度为25.95%。 分选程度对孔隙度的影响： 分选性差、颗粒大小悬殊，n越小 分选程度愈差，颗粒大小愈悬殊则孔隙度便愈小。 细小颗粒充填于粗大颗粒之间的孔隙中，自然会大大降低孔隙度。 当某种岩石由两种大小不等的颗粒组成，且粗大颗粒之间的孔隙完全为细小颗粒所填充时，则孔隙度等于由粗粒和细粒单独组成时孔隙度的乘积。 形状对孔隙度的影响： 形状愈不规则，棱角愈明显，排列就愈松散，n愈大 自然界中的岩石的颗粒形状多是不规则的。组成岩石的颗粒形状愈不规则，棱角愈明显，通常排列就愈松散，孔隙度也愈大。 胶结程度对孔隙度的影响： 孔隙被胶结物充填后，n小； 胶结方式： 充填式、基底式 表2-1自然界中主要松散岩石孔隙度的参考值。 孔隙大小对地下水运动影响很大： 孔隙通道最细小的部分称为孔喉，最宽大的部分称为孔腹（图2-4）； 孔喉对水流动的影响更大，讨论孔隙大小时可以用孔喉直径进行比较。 （二）裂隙 固结的坚硬岩石（包括沉积岩、岩浆岩和变质岩）主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。 概念：指坚硬岩石在各种应力作用下而形成的裂缝状空隙，称为裂隙。 按成因的分类： 风化裂隙 成岩裂隙 构造裂隙 裂隙多少的表征指标：裂隙率表示，即 りf = 100% 裂隙的测定多在岩石出露处或坑道中进行，量得岩石露头的面积F，逐一测量该面积上裂隙长度L与平均宽度b，便可按下式计算。即 りf = 100% （三）溶穴（溶隙） 可溶的沉积岩（如岩盐、石膏、石灰石和白云岩等），在地下水溶蚀下会产生空洞，这种空隙称为溶穴（隙）。 概念： 可溶性岩石在水的长期溶蚀下形成空洞，这种空隙称为溶隙。 溶隙多少的表征指标：岩溶率表示，即 Kk = 100% 溶隙可发展为溶洞、暗河、天然井、落水洞等多种形态 综述： 自然界岩石中空隙的发育状况远较上面所说的复杂： 固结程度不高的沉积岩，往往既有孔隙，又有裂隙。 可溶岩石由于溶蚀不均一，有的部分发育溶穴，而有的部分则为裂隙，有时还可保留原生的孔隙与裂缝。 岩石中的空隙，必须以一定方式连接起来构成空隙网络，才能成为地下水有效的储溶空间和运移管道。 松散岩石、坚硬基岩和可溶岩石中的空隙网络具有不同的特点： 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，孔隙通道的大小和多少都很接近。赋存于其中的地下水分布与流动都比较均匀。 坚硬基岩的裂隙是宽窄不等，长度有限的线状缝隙，往往具有一定的方向性。只有当不同方向的裂隙相互穿切连通时，才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，赋存于裂隙基岩中地下水相互联系较差。分布与流动往往是不均匀的。 可溶岩石的溶穴是一部分原有裂隙与原生孔缝溶蚀扩大而成的，空隙大小悬殊且分布及不均匀。因此，赋存于可溶岩石中的地下水分布与流动通常极不均匀。