河北工程大学-土木工程学院-工程地质-第五章-地下水.ppt

第五章 地下水 地下水概述 地下水类型及其主要特征 地下水的性质 地下水对建筑工程的影响 第一节 地下水概述 一、地下水的地质作用 地下水能降低岩土强度和地基承载力； 对砂性土、粉性土产生潜蚀作用，破坏土体的结构； 会使粉细砂和粉性土产生流砂现象，影响建筑物和地下设施的稳定性，甚至引起破坏，同时给地下工程施工带来许多麻烦; 当深基坑下部有承压水时，若不降低承压水头压力，可能会冲毁坑底土体造成突涌危害; 地下水对其水位以下的岩土会产生静水压力作用； 有些地下水会腐蚀钢筋混凝土。 二、地下水及含水层 ???? 1. 基本概念 地下水的来源：大气降水。降落的水分，一部分渗入地下，另一部分沿地面汇集于低处，成为河流、湖泊、海洋的地表水，而地表水也可以通过岸边或谷底渗入地下。这些渗入的水，就是地下水的主要补给来源。 ???? 地下水：存在于地壳表面以下岩土空隙（如岩石裂隙、溶穴、土孔隙等）中的水称为地下水。 ??? 存在形式：地下水有气态、液态和固态三种形式。 ???? 分类：根据岩土中水的物理力学性质可将地下水分为：气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和结构水。 2. ????毛细水---受毛细作用控制的地下水。 对于土体来说，毛细水上升的快慢及高度决定于土颗粒的大小。 土颗粒愈细，毛细水上升高度愈大，上升速度愈慢。 土颗粒愈粗，毛细水上升高度愈小，上升速度愈快。 ????毛细水对建筑工程的意义主要有： （1） 产生毛细压力，?对于砂性土特别是细砂、粉砂，由于毛细压力作用使砂性土具有一定的粘聚力（称假粘聚力）。 （2）毛细水对土中气体的分布与流通有一定影响，常常是导致产生封闭气体的原因。 ? （3）当地下水位埋深变浅时，由于毛细水上升，可助长地基土的冰冻现象；使地下室潮湿；危害房屋基础及公路路面；促使土的沼泽化、盐渍化。 3. ???重力水-----受重力控制的地下水 当岩石、土层的空隙完全被水饱和时，粘土颗粒之间除结合水以外的水都是重力水，它不受静电引力的影响，而在重力作用下运动，可传递静水压力。 重力水的工程意义： ???? 静水压力 动水压力 浮托力 溶解能力--岩土产生化学潜蚀???? ???? ☆ 含水层：能够给出并透过相当数量重力水的岩层或土层，称为含水层。 ??? ☆ 隔水层：是指那些不能给出并透过水的岩层、土层，或者这些岩土层给出与透过水的数量是微不足道的。 ☆构成含水层的条件： 1.岩土中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水； 2.这些重力水能够在岩土空隙中自由运动。? 三、岩土的水理性质 ???? 岩土的水理性质主要有 含水性 给水性 透水性 1. 岩土的含水性----?岩土含水的性质。 表示岩土能容纳和保持水分的多少。 具体表示方法有以下两种： 容水度（饱和含水量）：岩土空隙完全被水充满时的含水量称为容水度（饱和含水量），数值等于岩土空隙中所能容纳的最大的水的体积与岩土体积之比，以小数或百分数表示。 持水度（最大分子含水量）：岩土颗粒的结合水达到最大数值时的含水量称为持水度（最大分子含水量）。持水度就是指受重力作用时岩土仍能保持的水的体积与岩土体积之比。? 2. 岩土的给水度 ???? 饱水岩土在重力作用下排出的水的体积与岩土体积之比，称为给水度。 给水度在数值上等于容水度减去持水度。给水度可用野外抽水试验确定，无试验资料时，可参照书中表选取。 3. 岩土的透水性---?岩土允许重力水渗透的能力 ●通常用渗透系数表示。 ●空隙的大小和多少决定着岩土透水性的好坏，但两者的影响并不相等，空隙大小经常起主要作用。 ●空隙愈小，重力水所能达到的最大流速便愈小，透水性也越差。当空隙直径小于两倍结合水的厚度，在通常条件下便不透水。 ●在空隙透水、空隙大小相等的前提下，孔隙度越大，能够透过的水量愈多，岩土层的透水性也愈好。例如，砂性土的空隙度小于粘性土，但前者的渗透系数大于后者。??? ●渗透系数k可以用野外抽水试验测定。 4.达尔西(Darcy)定律 地下水线性渗透的基本定律：