《公路工程地质》 第五章 地下水.doc

课程名称 公路工程地质 专业名称 授课教师/职称 授课方式 课堂讲授 授课题目（章、节） 地下水 教材及参考书目 教材：齐丽云、徐秀华主编的公路工程地质统遍教材 与罗筠、刘志主编的自编教材。 参考书目：1、李治平主编，工程地质学；2、交通职业技术院校路桥专业教学参考书编审组编，试题集及题解。 教学目的与要求： 1.描述地下水的定义和了解地下水的分类；2、熟悉各类地下水特点及地下水对公路的危害；3、掌握各类地下水对公路工程的影响。 内容和时间安排、教学方法： 1．内容和时间安排：内容参见以下教案；安排2学时。2．教学方法：课堂讲授（利用教学模型和多媒体课件）。 教学重点和难点： 1．重点：各类地貌的特征、各类地貌与公路工程的关系。 2．难点：各类地貌的特征。 知识目标：掌握断裂构造（节理、断层）的基本概念；理解节理、断层的形成；熟悉断层的野外特征，掌握节理、断层对公路工程的影响。 能力与技能目标：具有描述识别节理、断层的能力；掌握节理、断层对公路工程的影响。 复习思考题、作业题： 作业题：教材中习题(两题)。 第五章 地下水 第一节 地下水的基本概念 地下水的定义：是埋藏在地表以下松散堆积物和岩石空隙中的水体。 地下水的危害：地下水在岩土工程中常常起着很重要的作用，例如在公路工程中，路基的沉陷常和地下水的活动有着直接的联系，地下水位较高时，常会因土的毛细作用而改变路基的干湿类型，引起各种路基病害；在地基工程中，深基坑的开挖常常会遇到基坑降水问题．并因为基坑降水引起的地下水渗流问题而造成基坑边坡的移动和基坑周围地面的沉陷；当地下水含有较多的酸类物质时，还有可能造成地下结构物的腐蚀和破坏。 一、自然界的水 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。 1．大气水：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。 2．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。 3．地下水：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。 地下水与地表水构成陆地水 二、岩土的空隙性 不论是坚硬的岩体还是松软的土体，其中都或多或少地存在着空隙。这些空隙是地下水储存和运输的空间。根据岩土体中这些空隙的形状差异和成因不同．可将其划分为裂隙、溶隙(溶洞)和孔隙。 1．裂隙：在构造运动及其他各种内、外地质营力作用下，产生于岩体中的各种扁平状空隙称为裂隙。 2．溶隙或溶洞：产生于岩体中的各种扁平可溶性岩体中的裂隙再经过地下水流的长期溶蚀、冲刷而形成的空隙或空洞称为溶隙或溶洞。 3．孔隙：存在于土的颗粒与颗粒之间的小孔状或细管状的空隙称为土中的孔隙。 三、地下水的形成 地下水主要是由渗透作用和凝结作用形成的，此外还有极少量的原生水。渗透作用形成的地下水是大气降水和地表水经岩土的裂隙、孔隙渗入到地表以下并在一定深度处聚集而成的，它也是地下水的最主要来源。在以大气降水为主要补给源的区域，当地的降雨量愈多、岩土透水性愈强、地下水的含量愈丰富。在江河、湖泊等地表水系附近，当地表水的水位高于该区域的地下水水位时，地表水经岩土中的空隙下渗，并在地下一定深度聚集形成地下水。 而地表水（河水）与地下水是相互补给的（见下图5-1） 图5-1河水与地下水相互补给的示意图 四、自然界水的循环 自然界的水可分为大气水、地表水和地下水。自然界的这三部分水的比例大略为：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。在太阳的辐射下，地表水从河流、湖泊、海洋等地表水表面蒸发成水汽进入大气，被上升的气流带到空中并随大气一起流动；在适当的条件下，大气中的水汽会凝结成液态(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中的一部分顺地面流动，汇入江河、注入湖泊和海洋成为地表水；另一部分降水则通过岩土体的裂隙、孔隙下渗，并在一定的岩土层中集聚起来成为地下水；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或通过植物的叶面蒸发重新回到大气中成为大气水；另一部分在重力作用下沿岩土体的裂隙、孔隙渗流．以地下径流的形式或直接流入大海，或在适当的条件下以泉水的形式流出地表再汇入江河，注入湖泊、海洋成为地表水。大气水、地表水和地下水的这种不间断的运动和变化称为自然界水的循环。（见图5-2） 自然界的水就是在上述循环过程中不断运动转化着，永无休止。 　　　　　　　　图5-2 水循环示意图 五、岩土体的水理性质 岩土体的水理性质主要包括岩土体的容水性、持水性、给