第5章 地下水

第一节 地下水概述
5.1.2 岩土的水理性质 1. 岩土的含水性 岩土含水的性质，通常用容水度或持水度来表示。 （1）容水度 岩土空隙完全被水充满时所能容纳的最大水体积与岩土体积之比，以 小数或百分数表示。容水度在数值上与孔隙度(或空隙率)基本相等。但对 于具有膨胀性的粘土来说，充水后体积扩大，容水度可以大于孔隙度。 （2）持水度 饱水岩土在重力作用下释水时，一部分水从空隙中流出，另一部分水 仍保持在空隙中。饱水岩土在重力作用下释水后，岩土中保持的水的体积 与岩土体积之比，称为持水度。在重力作用下，岩土空隙中所保持的主要 是结合水。
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（2）裂隙（非溶性坚硬岩石中） 岩石受构造运动及其他内外力地质营力作用的影响产生的 空隙。裂隙的发育程孔度隙与、岩裂石隙受和力溶条隙件的有区关别，还与岩性有关。
质坚性脆的岩石孔（隙如石英岩）张裂性隙裂隙发育，透溶水隙性较好；质 软具塑性岩石（如泥岩）闭性裂隙发育，透水性很差，甚至不 透水，构成隔分水布层较。均匀 分布不均匀 分布最不均匀
因此，地下水是工程地质分析、评价和地质灾害防治中 的一个极其重要的影响因素。
导言
基坑突涌
导言
地面沉降
导言
地面塌陷
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5.1 地下水概述 地下水存在于岩石、土层的空隙之中，主要在地壳表层 10余公里范围内，尤其浅部1.2km范围内。岩石、土层的空隙 既是地下水的储存场所，又是地下水的运移通道。空隙的多 少、大小、形状、连通情况及其分布规律，决定着地下水的 分布与运动。 5.1.1 地下水及含水层 1. 岩土中的空隙 根据岩土空隙的成因不同，可分为孔隙、裂隙和溶隙三 大类。
q≥100
完整岩石、含等价开度 ＜0.025mm裂隙的岩体
含等价开度0.025～0.05 mm裂隙的岩体
含等价开度0.05～0.01 mm裂隙的岩体
含等价开度0.01～0.5 mm裂隙的岩体
含等价开度0.5～2.5 mm 裂隙的岩体
含连通孔洞或等价开度 ＞2.5mm裂隙的岩体
（3）溶各隙向（同易性溶性岩石各）向异性 各向异性更强 可溶性岩连石通（性如好石灰岩连、通白性云不岩好）在水连的通作性用最下差所产生空wenku.baidu.com
洞。溶隙的规模相差悬殊，大的宽度达数十米、高度达数十米
至数百米，长度则达几公里至几十公里，而小的仅几毫米。
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2. 岩土空隙中的水 地下水有气态、液态和固态三种形式。其中对土木工程 有重大影响的液态水又分为毛细水和重力水。 （1）毛细水 在岩土细小的孔隙或裂隙中，受毛细作用控制的水，称 为毛细水。它是岩土中三相界面上毛细力作用的结果。 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。 粗砂中的毛细水上升速度较快，几昼夜可达到最大高度，而 粘性土要几年。
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•毛细水浸润基础或管道时,水中盐分对混凝土和金属材 料常具有腐蚀作用。
(２)重力水 岩土空隙中在重力作用下可以自由运动的水称为重力水。 •重力水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; •重力水能产生浮托力、孔隙水压力。流动的重力水在 运动过程中会产生动水压力; •重力水具有溶解能力，对岩土产生化学潜蚀，导致土 的成分及结构的破坏。
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3. 含水层与隔水层 岩层、土层中含有各种状态的地下水，根据岩土层给水 与透水能力可划分为含水层和隔水层。 •含水层是指在重力作用下能够透过并能给出相当数量水 的饱水岩土层。常由透水性好的砂层、砾砂层、砂岩、砾岩 及裂隙发育的其他岩石组成。 •隔水层是指在常温常压下，由于重力作用不能透过与给 出水或透过与给出的水量微不足道的岩土层。常由粘土、亚 粘土、页岩、泥灰岩等透水性能差的岩石组成的岩土层。 含水层的形成条件：岩土层有较大空隙、为隔水层所限； 有补给来源。
第五章 地下水
导言
地下水是赋存于地表以下岩石、土层空隙中的不同形式 的水的统称。
地下水作为岩土体的组成部分，直接影响岩土体性状； 同时地下水又是工程环境的重要组成部分，地下水的赋存状 态与渗流特性对工程结构承载能力、变形性状与稳定性、耐 久性均有影响。
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。
岩土渗透性分级
透水性 等级
标准
渗透系数K (cm/s)
透水率q (Lu)
岩体特征
土类
极微透水 微透水 弱透水 中等透水 强透水 极强透水
K＜10-6 10-6≤K＜10-5 10-5≤K＜10-4 10-4≤K＜10-2 10-2≤K＜100
K≥100
q＜0.1 0.1≤q＜1 1≤q＜10 10≤q＜100
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2. 岩土的给水度 给水度是指饱水岩土在重力作用下排出水的体积与岩土 体积之比，在数值上等于容水度减去持水度。岩土给水度的 大小与有效孔隙度有关，不同的岩土其给水度相差很大。给 水度可用野外抽水试验确定，无试验资料时，可参照有关经 验确定。 3. 岩土的透水性 岩土的透水性是指岩土允许重力水渗透的能力，常用渗 透系数K表示。渗透系数K可用野外抽水试验或室内渗透试 验来测定。
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（1）孔隙（松散岩土中） 组成岩石或土的颗粒或颗粒集合体之间的空隙。衡量孔隙 发育程度的指标是孔隙度n。
V n n 100%
V 式中：V 岩土中的孔隙体积；
n
V 包括孔隙在内的岩土总 体积。
孔隙度大小主要取决于松散岩土的密实程度及分选性，松 散岩土越疏松，分选性越好，孔隙度越大。反之，岩土越紧密 或分选性越差，孔隙度越小。此外颗粒形状和胶结程度对孔隙 度也有一定影响。
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毛细水主要存在于直径为0.5～0.002mm大小的孔隙中。 在地下水面以上，由于毛细力的作用，一部分水可以沿细小 孔隙上升，能在地下水面以上形成毛细水带。毛细水能作垂 直运动，可以传递静水压力。
毛细水对建筑工程的意义 •毛细水上升接近建筑物基础底面时,毛细力将作为基底 附加应力的增值,而增大建筑物的沉降； •毛细水常常导致产生封闭气体; •毛细水上升接近或浸没基础时,在寒冷地区将加剧冻胀 作用;