C06地下水课件.pptx

第6章 地下水 6.1 地下水概述 6.2 地下水类型及其主要特征 6.3 地下水的性质 6.4 地下水对建筑工程的影响 • 6.4.1 地基沉降 • 6.4.2 流砂 • 6.4.3 潜蚀 • 6.4.4 基坑突涌 1 2 6.1 地下水概述 埋藏和运移在地表以下土层及岩石空隙中的水称为地 下水(ground water)。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。它一方面是饮用、灌溉 和工业供水的重要水源之一，是宝贵的天然资源。另一方 面，它与土石相互作用，会使土体和岩体的强度和稳定性 降低，产生各种不良的自然地质现象和工程地质现象，如 滑坡、岩溶、潜蚀、地基沉陷、道路冻胀和翻浆等，给工 程的建筑和正常使用造成危害。 地下水可分为：气态水、结合水、毛细水、重力水、 固态水以及结晶水和结构水。重力水是本章研究的主要对 象。 透水层：空隙大，水能自由透过的岩层 隔水层：空隙小，能含水但难于透过的岩层。 含水层：饱含地下水的透水层。 3 空隙的多少、大 小及其分布规律 决 定 地下水分布与 渗透特点 6.1.1 岩石中的空隙 岩石中的空隙是地下水赋存和运动的通道。 4 6.1.2 岩石的水理性质 容水度 岩石饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石体积之比。 理论上等于孔隙度。但实际上由于某些孔隙不相连通以及 孔隙中有被水封闭的气泡存在，因此实际比孔隙度小。 包括：容水度、持水度、给水度、透水性及毛细性。 定义：岩石与水接触时，控制水分储存和运移的性质。 5 颗粒直径(mm) 1.00~0.50 0.50~0.25 0.25~0.10 持水度/(%) 1.57 1.60 2.73 颗粒直径(mm) 0.10~0.05 0.05~0.005 0.005 持水度/(%) 4.75 10.18 44.85 持水度 饱水岩石在重力作用后，保持在岩石中水的体积与岩石体 积的比值。 岩石持水度主要决定于岩石颗粒的大小：颗粒越细，吸 附的水膜就越厚，持水度就越大；反之，越小。 持水度与岩石颗粒直径的关系 6 岩石名称 细砂 极细砂 给水度 0.20~0.15 0.15~0.10 岩石名称 砾石 粗砂 中砂 给水度 0.35~0.30 0.30~0.25 0.25~0.20 给水度 给水度是指饱水岩土在重力作用下排出水的体积与岩土 体积之比（或者定义为：潜水面下降1个单位深度，在重力 作用下从单位含水层面积柱体所释放出的水量）。 给水度等于容水度减去持水度，一般颗粒越粗，给水度 越大；反之，越小。 某些岩石的给水度 7 毛细性 岩石中的水在毛细张力（负压）作用下，沿毛细孔隙向各个 方向运动的性能。 细粒土 粗粒土 裂隙岩体 粉土 粉质黏土 黏土 10-3~10-4 10-5~10-6 10-7~10-8 粗粒 粗砂及细砂 细砂、粉砂 10-4 10-1~10-3 10-3~10-5 岩溶化 裂隙化 细裂隙化 10-2 10-2~10-3 10-3~10-5 微裂隙化 黏土质 10-5~10-7 10-6 透水性 岩石允许水透过的能力，评价指标为渗透系数K。 岩土的渗透系数 8 地下水的渗流速度与水力坡度的一次方成正比，就是线性渗透定 律。当i=1时，k=v，渗透系数是单位水力坡度时的渗流速度。 v=ki。 H1 △H H2 达西（Darcy）定律 9 6.2 地下水类型及其主要特征 10 地下水按埋藏条件可分为包气带水、潜水和承压水。 11 包气带水 位于潜水面以上未被水饱和的岩土体中的水，称为包气 带水。此带称为包气带，其下称饱水带。包气带中的水主要 有土壤水和上层滞水。 包气带与饱水带 12 上层滞水：包气带中存在局部隔水层时，降水入渗的重力水 可在局部隔水层的上部汇集起来，形成上层滞水。 上层滞水特征：接近地表，接受大气降水补给，以蒸发形式 或向隔水底板边缘排泄。动态变化很不稳定，供水意义不大。 工程意义：常始料 不及涌入基坑危害 基坑施工安全。在 寒冷地区易引起道 路 冻 胀 和 翻 浆 . 包气带与饱水带 埋藏在地面以下第一个稳定 隔水层之上具自由水面的重 力水。 2－隔水层 3－含水层 2 潜水 1 4 3 5 潜水面：潜水的自由水面。 潜水位：潜水面上任一点 的高程。 潜水埋藏深度：自地面某点至潜 1－砂层 水面的距离称该点潜水的埋藏深度。4－潜水面 5－基准面 潜水含水层厚度：潜水面到隔水底板的距离。 13 14 潜水特征 与大气相通，具自由水面，