第五章地下水.ppt

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1、第五章 地下水,第一节 地下水概述第二节 地下水类型及其主要特征第三节 地下水的性质第四节 地下水对建筑工程的影响,地下水,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。,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；,使粉细砂和粉土产生流砂现象，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。,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。,根据岩土中水的物理力学性质，将地下水分为： 气态水、结合水、毛细水

2、、重力水、固态水以及结晶水和结构水。这些水的特性和作用已在前面详述过。,下面我们着重讨论岩土中的毛细水和重力水，因为这两种水对地下水的工程特性有很大的作用。,毛细水对建筑工程的意义主要有：,(1)产生毛细压力，对于砂土特别是细砂、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。,重力水：,不受静电引力的影响，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

3、。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。,重力水是本章研究的主要对象。,两个定义：含水层和透水层,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。构成含水层的条件，一是岩土中要有空隙存在，并充满足够数量的重力水；二是这些重力水能够在岩土空隙中自由运动。,隔水层：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。,岩土的水理性质：含水性给水性透水性,含水性：容水度；持水度,容水度(饱和含水量)：岩土空隙完全被水充满时的含水量。用容积表示时为：岩土空隙中所能容纳的最大的水的体积与岩土体积之比

4、，与孔隙度、裂隙率或岩溶率相等。但是，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。,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。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。在重力作用下，岩石空隙中所保持的主要是结合水。因此持水度实际上说明岩石中结合水含量的多少。,给水性：给水度,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。数值上等于容水度减去持水度。大小与有效孔隙有关，不同的岩土其给水度相差很大。,透水性,由于结合水对于重力水，以及重力水质点之间存在着摩擦阻力，最靠近边缘的重力水，流速趋近于零，向中心流速逐渐变大，中心部分流速最大

5、。因此，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。,另一方面，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。,总之，空隙的大小和多少决定着岩石透水性的好坏，但两者的影响并不相等，空隙大小经常起主要作用。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。,达西定律（线性渗透定律）,v=Q/A=KIV：渗透速度K：渗透系数，单位水力梯度时的渗透速度I：水力梯度适用于雷诺数rw/r*H*K如果该式不满足，则必须用深井抽汲承压含水层中的地下水，使其承压水头下降至基坑底面以下,地下水对钢筋混凝土的腐蚀结晶类腐蚀：生成水泥杆菌，体积膨胀分解类腐蚀：侵蚀性二氧化碳（平衡关系的建立）、PH值结晶分解复合类腐蚀,地下水对混凝土建筑物的腐蚀是一项复杂的物理化学过程，在一定的工程地质与水文地质条件下，对建筑材料的耐久性影响很大。 腐蚀性评价标准根据各种化学腐蚀所引起的破坏作用，将SO42-离子的含量归纳为结晶类腐蚀性的评价指标；将侵蚀性CO2、HCO3-离子和PH值归纳为分解类腐蚀性的评价指标；而将Mg2+、NH4+、Cl-、SO42-、NO3-离子的含量作为结晶分解类腐蚀性的评价指标。同时，在评价地下水对建筑结构材料的腐蚀性时必须结合建筑场地所属的环境类别。,