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第二章 岩石中的孔隙和水分 内容：掌握岩土中空隙的三种类型：孔隙、裂隙和溶穴；重点掌握孔隙的大小、多少（空隙率）的表征及其影响因素；了解不同空隙的特征与他们之间的差异。掌握空隙中水的存在形式，了解结合水、重力水、毛细水的特点；掌握岩土孔隙度、给水度、持水度的概念和他们的关系，以及影响因素；了解容水度、含水量、透水性的概念。 重难点：岩土中空隙的三种类型，以及影响孔隙的大小、多少（空隙率）的因素（也是难点）；空隙中水的存在形式及其特征；重点掌握岩土孔隙度、给水度（也是难点）和持水度的概念以及他们的关系。 岩石中的孔隙： 岩石中水的存在形式 与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 第一节 岩土中的空隙 地壳表层十余公里范围内，都或多或少存在着空隙，特别是深部1~2km以内，空隙分布较为普遍。按维尔纳茨基（В．И．Вернадский）的形象说法，“地壳表层就好象是饱含着水的海绵”。 ????岩石——在水文地质学中包括坚硬的岩石（基岩）及松散的土层。 ?空隙——是指岩石（岩土）中各种类型的空洞的总称。 研究空隙的意义：空隙是地下水的赋存场所（places）和运移通道（conduits）。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。 空隙依据成因分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴 一、孔隙 孔隙:松散岩石颗粒间的空隙.土体孔隙特征主要描述孔隙的大小、多少、形状、连通性与胶结等。 松散土体宏观上可以分为两大类：砂砾石土和粘性土。 （1）砂砾石孔隙大小及其影响因素 ????首先，请大家比较以下三种砂砾石试样的孔隙大小 三种试样所构成的孔隙哪类大？哪类小？ 简单归纳，影响砂砾石土孔隙大小的主要因素有： ????①颗粒大小：与构成砂砾石土的颗粒粒径成正比（图2-1理解） ????②颗粒排列：立方体（疏松）、 四面体（紧密） 由图2-2可以总结出，颗粒呈立方体排列为最疏松的排列方式，颗粒呈四面体排列为最紧密的排列方式。因此，颗粒排列的紧密程度，影响孔隙大小。 ③试样的分选： 试样的分选是指样品的颗粒粒径的级配情况。 ??? 在颗粒成分累积曲线上，取累积含量为60％处的颗粒直径 ，除以累积含量为10％处的颗粒直径 ，此系数可表征松散岩石的分选程度。 ???? 试样颗粒粒径分布域大，试样的分选也就差，颗粒大小越混杂，大孔隙易被小颗粒充填，样品的孔隙也就变小。样品分选较差时，孔隙大小取决于充填大孔隙中实际构成孔隙的细小颗粒的直径（如图2-1，3）。 ④颗粒形状及胶结充填情况等。（自学）。 孔隙的大小：可以用孔喉（d）和孔腹（d` ）来定量表征。 ???? 理想条件下孔喉（d）、孔腹（ d` ）与构成孔隙颗粒的直径有关，如图2-2理想等粒圆球状颗粒，立方体排列条件下，有以下关系： ????孔喉(d)与颗粒(D)的关系为： d = 0.414D ????孔腹(d` )与颗粒(D)的关系为: d` = 0.732D （2）砂砾石的孔隙度（porosity）及其影响因素 孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标，常用n表示。 孔隙度是指某一体积岩土(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。 式中： 为孔隙度， 为孔隙体积， 为岩石总体积。 ????孔隙度是一个比值，常用可用小数或百分数表示。 请思考并回答：砂砾类土的孔隙度大小与什么有关？ ? a. 与排列有关：试样排列的紧密与疏松是影响孔隙度的重要因素 ???? 由几何学可知，立方体排列为最松散排列，四面体排列为最紧密排列，自然界中松散岩石的孔隙度大多介于此两者之间。理想最疏松排列孔隙度为47.64%，最紧密排列孔隙度为25.95% 。（参照图2-2） ????b. 与分选有关：这点与上述讨论影响孔隙大小的原理相同，图2-1—三种砂砾石试样的模型图，不难理解分选好坏是影响孔隙度的主要原因。 ???? 比较一下：①砾石与②砂石的孔隙度大小。 ??? ③?理想情况下砾石与砂石混合的试样孔隙度：???? n混合=n砾石×n沙石 ?c. 与颗粒形状、胶结充填情况有关： ???? 颗粒形状与沉积物磨圆度有关，扁平装和棱角状的颗粒容易形成架空状结构，造成颗粒；颗粒间发生胶结或孔隙被充填，直接减少孔隙数量，使孔隙度减小。 ?d．自然界中松散岩石的