岩石水力学第二章

岩土体介质的特性
• 岩土体介质是一种多空隙、多相流、多组分、多 过程、多尺度和多场耦合的复杂体系。 • 多空隙介质渗透特征； • 多组分迁移特征； • 多相流特征； • 多过程特征； • 多场耦合特征； • 多尺度特征。
岩土体空隙的形成机理
• 岩体空隙的形成是一个地质历史过程。原生空隙 是岩石在成岩过程中形成的空隙结构，这一过程 是地质建造过程，如沉积岩的沉积、压密固结的 过程，由该过程形成的岩体空隙，称为原生空隙， 如沉积岩中的空隙及层间结构面、火山熔岩的柱 状节理、侵入岩的原生节理。
岩土体介质的渗透特性
• 岩体以裂隙渗流为主，其渗流特点是： • 大小取决于岩体中结构面的性质及岩块的岩性； 岩体渗流以裂隙导水、微裂隙和岩石孔隙储水为 其特色；岩体裂隙网络渗流具有定向性；岩体一 般看作非连续介质；渗流具有高度的非均质性和 各向异性；一般岩体中的渗流符号达西层流定律； 岩体渗流受应力场影响明显；复杂裂隙系统中的 渗流，在裂隙交叉处，具有“偏流效应”，即裂 隙水流经大小不等裂隙交叉处时，水流偏向宽大 裂隙一侧流动。
岩体
• 土体是由未固结或半固结的土组成的具有一定结 构和赋存于一定的地质环境之中的地质体。 • 岩石是一种坚硬的地质材料，他是多种矿物的结 合体。 • 岩体是由结构面和其间的岩块组成的具有一定结 构和赋存于一定地质环境之中的地质体。 • 岩体=岩石+结构面+地质环境
基本概念----岩体结构 结构面 结构体
岩土体地质赋存及其渗流特征
• • • • • • 孔隙型岩体的地质赋存及其渗流特征； 裂隙型岩体的地质赋存及其渗流特征； ------层状 块状 岩溶型岩体的地质赋存及其渗流特征； ------北方 南方 玄武岩岩体的地质赋存及其渗流特征；
岩土体介质的渗透特性
• 岩土体的渗透性是指岩土体允许透过流体的能力， 其定量指标可用渗透率、渗透系数、渗透率张量 和渗透系数张量描述。 • 土体的渗流特点：大小取决于土颗粒和排序方式， 土体中颗粒愈细，渗透性愈差；大多数土体可看 作多孔连续介质；渗透性一般具有均质各向同性 特点；一般符合达西层流定律，对于粗颗粒的碎 屑土体，如大砾石层渗流是紊流。
岩土体介质的渗透特性
• 岩土体介质的渗透率； • 岩土体介质的渗透系数； • 岩Fra Baidu bibliotek体介质的渗透率张量和渗透张量场。
地下水对岩土体力学性质的影响
• 地下水对岩土体的物理作用； • 地下水对岩土体的化学作用； • 地下流体对岩土体产生的力学作用。 • 定理1：当多孔连续介质岩土体空隙中存在流 体时，流体对多孔连续介质骨架施加一种空隙静 水压力，该力为面力，即太沙基有效应力原理。 • 定理2：当多孔连续介质岩土体中充满流动的 流体时，流体对多孔连续介质骨架施加的动水压 力为体积力。
岩土体的渗透稳定性问题
• 岩体渗透稳定性是指在地下水渗透作用下，自然 岩体或工程岩体的稳定程度。 它通过分析岩土 体与其间地下水的力学关系，研究岩土体内地下 水渗透力对岩体的作用结果，评价分析岩土体的 稳定性。
岩溶塌陷和水库渗漏问题
• 岩溶塌陷是岩溶地区的一种特有的地表变形现象。 它是由隐伏的溶洞或上覆松散层中潜蚀土洞突然 塌陷引起的地表变形。 • 水库渗漏一般发生在岩溶地区。这是由于高水头 的库水位沿渗透通道向外低地渗漏的现象。水库 渗漏量较大时，影响水库的正常运转，还会造成 一些地质灾害发生。
岩土水力学
----岩土体的水力学性质
基本概念----土
• 土是一种松散的地质材料，是岩石在风化 作用下形成的大小悬殊的颗粒，经过不同 的搬运方式，在各种自然环境中生成的沉 积物，在漫长的地质年代中，由于各种外 力地质作用形成了许多类型的土：碎石类 土、砂类土、粉土、黏性土、特殊土
基本概念----土体 岩石
• 土体结构是指岩体结构要素、结构要素的组合形 式以及结构面的排列方式等的总和。反映了岩体 内空隙或宏观裂隙与岩石材料的组合构架。 • 结构面也称不连续面，是指各种不同成因、不同 特性的地质界面。 • 结构体是指岩体被结构面切割后形成的分离块体 或岩块体单元，他们形态不一、大小不等、成分 各异，结构体的形状大小受结构面的组合控制。 • 结构面和结构体是一个问题的两个方面。 • 岩土体的水力学性质是指岩土体的渗透特性及在 渗流作用下所表现出的力学性质。