工程地质学 地下水.ppt

第五章 地 下 水 §5.1 地下水概述 5.1.1 地下水及含水层 5.1.2 岩土的水理性质 §5.2 地下水类型及其主要特征 5.2.1 地下水类型 5.2.1 包气带水 5.2.2 潜 水 5.2.3 承压水(层间水) 5.2.4 孔隙水、裂隙水及岩溶水 5.2.5 泉 §5.3 地下水的性质 5.3.1 地下水的物理性质 5.3.2 地下水的化学特征 §5.4 地下水对建筑工程的影响 5.4.1地下水位下降引起软土地基沉降 5.4.2 动水压力产生流土和潜蚀 5.4.3 地下水的浮托作用 5.3.4 承压水对基坑稳定的影响 5.4.5 地下水对混凝土的腐蚀 本 章 结 束 阳离子：H+、Na+、K+ 、 NK4+ 、Ca2+、Mg2+ 、 Fe2+ 。 阴离子：OH-、Cl-、 SO42- 、 NO2- 、 NO3- 、 HCO3- 、 CO32-、 SiO32- 、 PO42- 其中最多的是Na+、K+ 、 Ca2+、Mg2+和Cl-、 SO42- 、 HCO3- 主要离子成分 地下水中常见盐类的溶解度（00C，g/L） 731.9 CaCl2 0.18 CaCO3 1.9 CaSO4 558.1 MgCl2 0.1 MgCO3 270 MgSO4 290 KCl 193.9 Na2CO3 50 NaSO4 350 NaCl 溶解度 盐类 溶解度 盐类 溶解度 盐类 4. Cl－ 来源于沉积岩中所含岩盐或其它氯化物的溶解；岩浆岩中含氯矿物的风化溶解；海水；火山喷发物的溶滤；工业、生活污水及粪便中大量氯 5. SO42-来源于含石膏或其它硫酸盐的沉积岩的溶解；硫和硫化物的氧化 6. HCO3-来源于含碳酸盐类沉积物岩的溶解；岩浆岩和变质岩中含铝硅酸盐矿物的风化溶解 1. Na+、K+ 来源于含钠盐、钾盐的沉积岩的溶解；岩浆岩和变质岩中含钠、钾矿物的风化溶解 2. Ca2+来源于含钙碳酸盐类沉积物和石膏沉积物的溶解；岩浆岩和变质岩中含钙矿物的风化溶解 3. Mg2+来源于含镁碳酸盐类沉积物岩；岩浆岩和变质岩中含镁矿物的风化溶解 主要气体成分 O2、N2、CO2及H2S ①以入渗补给为主，与大气圈关系密切的地下水含O2、N2较多 ②地下水处在与大气隔绝的环境中，当有机质存在时，SO4－还原生成H2S ，如封闭地质构造的油田水中 ③浅部地下水：植物根系的呼吸作用及有机质残骸的发酵作用，会在包气带水中形成CO2 ， 深部地下水：含碳酸盐类的岩石，在深部高温影响下，会分解生成CO2 ， 近代工业的发展，人为产生的有CO2显著增加 主要胶体成分 a.以碳、氢、氧为主的有机质通常以胶体方式存在于地下水中； b.很难以离子状态溶于水的化合物也以胶体形式存在于地下水中，主要有Fe(OH)2、Al(OH)3、SiO2 酸碱度 氢离子浓度PH值来衡量 强酸性水PH5；弱酸性水PH：5-7 ；中性水PH=7 ； 弱碱性水PH：7-9 ；强碱性水 PH9 ； 硬 度 取决于水中Ca2+、Mg2+的含量 ①总硬度—水中所含Ca2+、Mg2+的总量 ②暂时硬度—水煮沸后，水中一部分Ca2+、Mg2+与HCO3-作用生成CaCO3和MgCO3沉淀，这部分Ca2+、Mg2+的总量 ③永久硬度—总硬度－暂时硬度 ④碳酸盐硬度—地下水中HCO3-与Ca2+、Mg2+含量相当的总量 1德国度—1L水中含有10mg的CaO或7.2mg MgO 8.4~16.8 微硬水 ＞25.2 极硬水 4.2~8.4 软水 16.8~25.2 硬水 ＜4.2 极软水 德国度 类别 德国度 类别 —地下水中所含各种离子、分子与化合物的总量(g/L) 矿化度 地下水按总矿化度的分类 3~10 咸水(中等矿化水) ＞15 卤水 1~3 微咸水(弱矿化水) 10~15 盐水(高矿化水) ＜1 淡水 总矿化度(g/L) 类别 总矿化度(g/L) 类别 习惯上以105~1100C时将水灼干所得的干涸残余物总量叫总矿化度 在软土层中进行深基础施工时，往往需要人工降低地下水，降水措施不当，会引起周围地基土层固结沉降，造成邻近建筑物或地下管线不均匀沉降，或导致建筑物基础下的土粒流失，导致建筑物开裂，天津地最大沉降量达2.16m 上海康乐路十二层大楼，采用箱基础，开挖深度微5.5m，采用钢板桩外加井点降水，抽水6天后，各沉降观测点的沉降量 0 1 2 2.5 4.5 10 地面沉降量(mm) 41 31 20 10 5 3 离降水井点距离(m) 降水期间，距基坑6~10m处，旧民房有裂缝。 机械潜蚀：动水压力冲刷带走细粒 化学潜蚀：溶解地下水中盐分，带走土粒 流土(流砂) 细小颗粒在动水压力作用下产生悬浮流动 动水压力 土有效重度 临界水力坡度 管涌(潜蚀) 基准面