路基工程教学课件作者李东侠第一篇工程地质基础4.ppt

4. 3 地下水对工程建筑物的影响 (一)溶出侵蚀 硅酸盐水泥遇水硬化，生成氢氧化钙、水化硅酸钙、水化铝酸钙等，地下水在流动过程中将上述生成物中的Ca(OH)2及Ca O成分不断溶解带走，结果使混凝土强度下降。 HCO3-含量越高，水的侵蚀性越弱，当HCO3-含量低于2. 0 mg/I或暂时硬度小于3度时，地下水具有溶出侵蚀性。 (二)碳酸腐蚀 地下水或多或少都含有CO2气体成分。含CO2气体的地下水在运动过程中对碳酸盐类又有一定的溶解作用，致使地下水中除有CO2以外，尚有CaCO3及Ca(HCO3 )2的成分，CO2与混凝土反应最后生成的Ca(HCO3 )2被水带走而对混凝土形成腐蚀。 水中侵蚀性以CO2含量越多，对混凝土侵蚀越强。当地下水流速、流量都较大时,CO2容易不断得到补充，平衡不易建立，侵蚀作用不断进行。 上一页 下一页 返回 4. 3 地下水对工程建筑物的影响 (三)一般酸性腐蚀 地下水的pH值较小时，酸性较强，这种水与混凝土中的Ca(OH)2生成各种钙盐。若生成物易溶于水，则混凝土被侵蚀。一般认为pH值小于5. 2时具有侵蚀性。 (四)硫酸盐腐蚀 水中的SO42-含量超过一定数值时，会对混凝土造成侵蚀性破坏。一般SO42-含量超过250 m到I时，就可能与混凝土中的Ca(OH)2作用生成石膏。石膏在吸收2个分子结晶水后生成二水石膏(CaSO4·2H2O)，体积较原来膨胀1.5倍。 SO42-石膏还可以与混凝土中的水化铝酸钙作用，生成水化硫铝酸钙结晶，其中含有多达:31个分子的结晶水，又使新生成物比原来的体积增加2. 2倍。 上一页 下一页 返回 4. 3 地下水对工程建筑物的影响 水化硫铝酸钙的生成使混凝土严重溃裂，现称为水泥细菌。 当使用含水化铝酸钙极少的抗酸水泥时，可大大提高抗硫酸盐侵蚀的能力，当其中SO42-含量低于3 000 m到I时，不具有硫酸盐侵蚀性。 (五)镁盐腐蚀 地下水中的镁盐( MgCl2, MgSO4等)与混凝土中的Ca(OH)2作用生成易溶于水的CaCl2及易产生硫酸盐侵蚀的CaSO4，使Ca(OH)2含量降低，引起混凝土中其他水化物的分解破坏。一般认为M扩含量大于1 000 m到I时有侵蚀性，通常地下水中M扩的含量都低于此值。 上一页 下一页 返回 4. 3 地下水对工程建筑物的影响 为防止地下水对混凝土的侵蚀，可采取排除地下水对混凝土的影响，或采取变更地下水流向等措施，避免新的侵蚀水接触混凝土建筑物，也可采用抗硫酸水泥、火山灰水泥、矿渣水泥等。因为这些水泥中的Ca(OH)2, 3CaO·Al2O3含量很少，所以，混凝土用的拌合水和养护水均应使用清洁水。 二、潜水水位的升降及其引起的岩土工程问题 由于地下水的埋藏和运动条件不同，处于不同地层中的地下水运动和不合理开采可能会对水位以下的土层、岩石及工程建筑物产生不良地质作用。 上一页 下一页 返回 4. 3 地下水对工程建筑物的影响 (一)潜水位上升及其岩土工程问题 1.水位上升的原因 地下水位上升的原因是多种多样的。由于每个场地所处的地貌、地理位置、环境条件不同，因而水位上升有时往往是儿种因素的综合结果。主要因素有地质因素、水文气象因素、人为因素等。 2.水位上升引起的岩土工程问题 (1)土壤沼泽化、盐渍化。当地下潜水位上升接近地表时，由于毛细作用的结果，表土层过湿呈沼泽化，或者由于强烈的蒸发浓缩作用，使盐分在上部岩土层中积聚形成盐渍土。 这不仅改变了岩土原来的物理力学性质，而且改变了潜水的化学成分。矿化度增高，增强了岩土及地下水对建筑材料的腐蚀性。 上一页 下一页 返回 4. 3 地下水对工程建筑物的影响 (2)斜坡、岸边岩土产生变形、滑移、崩塌失稳等不良地质现象。在河谷阶地、斜坡及岸边地带，地下潜水位或河水位上升时，岩土体浸润范围增大，浸湿程度加剧，岩土被水饱和、软化，降低了抗剪强度;地表水位下降时，向坡外渗流，可能产生潜蚀作用及流砂、管涌等现象，破坏了岩土体的结构和强度;地下水的升降变化还可能增大动水压力。以上种种因素，促使岩土体产生变形、崩塌、滑移等。因此，在河谷、岸边、斜坡地带修建建筑物时，应特别重视地下水位的上升、下降变化对斜坡等稳定性的影响。 (3)崩解性岩土、湿陷性黄土、盐渍岩土等崩解、湿陷、软化，其岩土结构破坏，强度降低，压缩性增大。 上一页 下一页 返回 4. 3 地下水对工程建筑物的影响 当地下水位上升后，水与岩土相互作用，岩土被水解、软化、崩解等。岩土体中的可溶盐类被溶解，岩土结构遭到破坏，导致岩土体产生不均匀沉降，承载能力降低，引起其上建筑的倾斜、开裂，地面域地下管道拉断等破坏现象。 (4)产生砂土液化、流砂、管涌。在以粉细砂及粉土为主的场地，地下潜水位上升，地震时有可能产