工程岩土教学课件作者罗荺演示文稿工作任务5课件.pptVIP

工 程 岩 土 罗 筠 2012年6月 任务5 地表水与地下水 一、 地下水的基本概念 地下水分布很广，与人们的生产、生活和工程活动的关系也很密切。由于地下水水质好，分布广，供水延续时间长、往往是可贵的供水水源。 地下水的活动不仅对岩石和土产生机械破坏，而且作为一种溶剂还会使岩石产生化学侵蚀，尤其是对可溶性岩石的溶蚀作用更强烈。由于地下水的活动，能使土体和岩体的强度和稳定性削弱，以致产生滑坡、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等不良现象，给公路工程建筑和正常使用造成危害；同时，地下水含有不少侵蚀性物质，它们中所含有的CO32-、Cl-、SO42-对混凝土产生化学侵蚀作用，使其结构破坏。 在公路工程的设计和施工中，当考虑路基和隧道围岩的强度与稳定性、桥梁基础的砌置深度和基坑开挖深度及隧道的涌水等问题时，都必须研究有关地下水的问题，如地下水的埋藏条件、地下水的类型、地下水的理化性质、地下水的活动规律等，以保证建筑物的稳定和正常使用。 （一）自然界的水 1. 自然界水的存在形式 自然界的水以气态、固态和液态三种不同的形式存在于大气层、地表和地表以下的岩土孔隙、裂隙和空洞中．并分别被称为大气水、地表水和地下水。 大气水是以云、雾、雨、雪和冰雹等形式存在于大气层中的水分称为大气水;降落到地壳表面上时，称为大气降水;地表水以液态或固态的形式存在于江河、湖泊、海洋、南北两极以及高山地区的水称为地表水,地下水是以固态、液态或水汽形式存在于岩石以及土的裂隙、孔隙和空洞中的水。 2. 自然界水的循环 自然界水的比例大略为： 大气水：地下水：地表水＝1：10：100000。但它们之间并非相互独立，而是有着密切的关系并不断运动和变化，循环往复。 ※ 在太阳的辐射下，河流、湖泊、海洋等地表水表面蒸发成水汽进入大气； ※ 大气中的水汽凝结成液态(雨)或固态(雪、冰雹)，在地球的重力作用下降回到地面上； ※ 降落到地面上的大气降水一部分汇入江河、注入湖泊和海洋成为地表水；另一部分则通过岩土体的裂隙、孔隙下渗，在一定的岩土层中集聚成为地下水； ※ 地下水中的一部分会在太阳的辐射作用下或从岩土体的裂隙和孔隙中直接蒸发成为大气水； ※ 另一部分在重力作用下，以地下径流的形式流入大海，或以泉水的形式汇入江河、湖泊、海洋成为地表水。 1. 地下水的存在形式 地下水的存在形式主要为气态、固态和液态三种。 固态水：是埋藏在常年稳定0°以下的冻土中的冰，水的冻结与融化影响着土的工程性质。 结合水是牢固吸附在颗粒表面的水。 毛细水是在岩、土体细小孔隙、裂隙中由于受表面张力和附着力的支持而充填的水，毛细水能上升到地下水面以上的一定高度。 气态水：以水蒸气状态和空气一起存在于岩石和土层的孔隙、裂隙中。 重力水是当岩、土体中较大孔隙、裂隙完全被水填充饱和时，在重力作用下能够自由流动的水，称重力水。 液态水：是运动的水，又分为结合水、毛细水和重力水。 给水性：是指被水饱和的岩土体在重力作用下释出水的能力。 透水性岩土体允许水流透过的性能称为其渗透性。 2. 岩土体的水理性质 岩土体的水理性质是指岩土体与水接触时，存储和运移水分的性质。岩土体的水理性质主要包括岩土体的容水性、持水性、给水性和渗透性。 容水性：是指岩土体容纳水分的能力。 持水性：是指在重力作用下岩土体依靠颗粒电场力和毛细吸力在孔隙、裂隙中保持一定量水分的性能。 二、地下水形成条件和类型 （一）地下水的形成条件: 岩性条件、地质构造条件、气候条件、地貌条件、人为因素。 形成条件 描述 岩性条件 岩石中的空隙和裂隙大，形成含水层，比如砂岩层、砾岩层、石灰岩层等。孔隙和裂隙少而小，相对致密的岩土层，称为不透水层或称隔水层，如页岩层、泥岩层等。 地质构造条件 地质构造发育地带，岩层透水性增强，常形成良好的蓄水空间，如致密的不透水层，当其位于褶曲轴附近时可因裂隙发育而强烈透水，断层破碎带是地下水流动的通道。 气候条件 对地下水的形成有着重要的影响，如大气降水、地表径流、蒸发等方面的变化将影响到地下水的水量。 地貌条件 在不同的地貌部位对地下水的形成关系密切。一般在平原、山前区易于储存地下水，形成良好的含水层；在山区一般很难储存大量的地下水。 人为因素 比如大量抽取地下水，会引起地下水位大幅下降；修建水库，可促使地下水位上升等。 （二）地的下水分类 1. 地下水按埋藏条件可划分为包气带水、潜水和承压水三类。 （1）包气带水 当包气带中有局部隔水层(常呈透镜状存在，所以也称力隔水透镜体)存在时，大气降水沿岩上裂隙、孔隙的下渗可在局部隔水透镜体上形成储量和规模皆较小的重力水、这种重力水称为上层滞水。 上层滞水一般接近地面．分布范围小、厚度小、水量少；靠大气降