水文地质学基础第二章.ppt

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1、水文地质学基础Fundamentals of Hydrogeology第二章第二章 岩石中的空隙与水分岩石中的空隙与水分2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.3 2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质与水的储容及运移有关的岩石性质2.4 2.4 有效应力原理与松散岩土压密有效应力原理与松散岩土压密 地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。地壳表层就象地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。地壳表层就象是一个饱含水的海绵！地下水的赋存空间是空隙！这是水文地是一个饱含水的海绵！地下水的赋存空间是空隙！这是水文地质学基础地质。质学基础地质。自自然

2、然界界的的岩岩石石没没有有无无空空隙隙的的，也也就就是是说说再再致致密密的的岩岩石石也也存在空隙。存在空隙。岩石岩石水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层。水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层。岩石中的空隙岩石中的空隙 岩石中大小不等、形状各异的空间。岩石中大小不等、形状各异的空间。空隙空隙是地下水赋存场所和运移通道。是地下水赋存场所和运移通道。岩石的空隙性岩石的空隙性 岩石空隙的大小、多少、形岩石空隙的大小、多少、形 状、连通情状、连通情况和分布规律。况和分布规律。岩石中的岩石中的空隙空隙按按成因成因分为分为三大类三大类：a.松散岩石中的松散岩石中的孔隙孔隙(pore)；b.坚硬岩石中的坚硬岩

3、石中的裂隙裂隙(fissure)；c.可溶岩石中的可溶岩石中的溶穴（溶洞）溶穴（溶洞）(vugular pore space)。2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙 一、孔隙一、孔隙 松松松松散散散散岩岩岩岩石石石石是是是是由由由由大大大大小小小小不不不不等等等等的的的的颗颗颗颗粒粒粒粒组组组组成成成成，在在在在颗颗颗颗粒粒粒粒之之之之间间间间充充充充满满满满空空空空隙隙隙隙，这这这这些些些些空空空空隙隙隙隙相相相相互互互互连连连连通通通通并并并并呈呈呈呈孔孔孔孔状状状状，就就就就称称称称“孔孔孔孔隙隙隙隙”。松松松松散散散散岩石的空隙性主要表现为孔隙的多少和大小。岩石的空隙性主要表现为孔

4、隙的多少和大小。岩石的空隙性主要表现为孔隙的多少和大小。岩石的空隙性主要表现为孔隙的多少和大小。孔隙孔隙 松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间 的空隙。的空隙。的空隙。的空隙。孔孔隙隙度度（n）孔孔孔孔隙隙隙隙体体体体积积积积（VnVn）在在在在包包包包括括括括孔孔孔孔隙隙隙隙在在在在内内内内的的的的某某某某一一一一岩岩岩岩石石石石体体体体积积积积（V V）中中中中所所所所占占占占的的的的比比比比例例例例。孔孔隙隙度度是是反反映映孔孔隙隙多多少的一个参数。少的一个参数。其其中中：岩岩石石的的孔孔隙隙体体积积，V

5、包包括括孔孔隙隙在在内内的整个岩石总体积。的整个岩石总体积。孔孔隙隙度度的的大大小小主主要要取取决决于于颗颗粒粒排排列列情情况况及及分分选选程程度，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。度，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。颗颗粒粒的的排排列列以以理理想想等等粒粒圆圆球球状状颗颗粒粒为为例例，理理论论上上几几何何计计算算立立方方体体排排列列最最疏疏松松，孔孔隙隙度度为为47.64%，四面体排列为最紧密，孔隙度为，四面体排列为最紧密，孔隙度为25.95%。注注意意：三三种种颗颗粒粒直直径径不不同同的的等等粒粒岩岩石石，排排列列方方式式相同时，孔隙度完全相同。相同时，孔隙度完全相同。颗颗粒

6、粒的的分分选选在在颗颗粒粒大大小小不不等等时时，分分选选差差则则孔孔隙度小，隙度小，分选好则孔隙度大。分选好则孔隙度大。颗颗粒粒的的形形状状及及胶胶结结磨磨圆圆愈愈好好，孔孔隙隙度度愈愈小小，胶结可以降低孔隙度。胶结可以降低孔隙度。考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙。考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙。松散岩石储容水分的能力，与孔隙度关系很大，而松散岩石储容水分的能力，与孔隙度关系很大，而地下水地下水的运动条件的运动条件则首先取决于则首先取决于孔隙的大小，影响孔隙大小的主要因孔隙的大小，影响孔隙大小的主要因素是素是颗粒大小，颗粒排列方式，对于粘性土，结构孔隙及次生颗粒大小，颗粒排列方式，对于粘性土，结

7、构孔隙及次生孔隙的影响不可忽视。孔隙的影响不可忽视。孔隙大小特征的描述：孔隙大小特征的描述：孔喉：孔喉：孔隙通道孔隙通道最细小最细小的部分。的部分。孔腹：孔腹：孔隙通道孔隙通道最宽大最宽大的部分。的部分。颗粒的大小颗粒的大小颗粒大则孔隙大，反之则孔隙小。颗粒大则孔隙大，反之则孔隙小。注意：注意：对于分选不好，颗粒大小悬殊的松散岩石来说，孔对于分选不好，颗粒大小悬殊的松散岩石来说，孔隙大小并不取决于颗粒的平均直径，而是取决于细小颗粒的直隙大小并不取决于颗粒的平均直径，而是取决于细小颗粒的直径。径。颗粒的排列方式颗粒的排列方式以理想等粒圆球状颗粒为例，颗粒直以理想等粒圆球状颗粒为例，颗粒直径为径为

8、D，孔喉直径为，孔喉直径为d，立方体排列时，作四面体排列时，。，立方体排列时，作四面体排列时，。考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙。考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙。孔隙通道最细小的部分称作孔喉，最宽大的孔隙通道最细小的部分称作孔喉，最宽大的部分称作孔腹，孔喉对水流的影响更大。部分称作孔腹，孔喉对水流的影响更大。松散岩石分类（按粒径的毫米数大小）松散岩石分类（按粒径的毫米数大小）漂砾漂砾、块石、块石 200 大于罐头瓶大于罐头瓶 卵石、碎石卵石、碎石 200 20 罐头瓶罐头瓶 玻璃球玻璃球 砾石、石屑砾石、石屑 20 2 玻璃球（鹌鹑蛋玻璃球（鹌鹑蛋 大米大米 砂（粗、中、细）砂（粗、中、细）2

9、0.05 大米大米小米小米粗玉米面粗玉米面 粉砂（土）粉砂（土）0.05 0.005 细玉米面细玉米面 黏土黏土 0.005 特粉特粉 混合类：砂黏（砂质黏土），以黏土为主但含少量砂混合类：砂黏（砂质黏土），以黏土为主但含少量砂 砂卵石，以卵石为主，含少量砂。砂卵石，以卵石为主，含少量砂。.二、裂隙二、裂隙 (fissure)裂隙裂隙坚硬岩石中由破裂变形而产生的裂缝式坚硬岩石中由破裂变形而产生的裂缝式空隙。空隙。松散沉积物的空隙主要是孔隙，而固结坚硬松散沉积物的空隙主要是孔隙，而固结坚硬岩石除沉积岩含有一定原生孔隙外，火成岩和变岩石除沉积岩含有一定原生孔隙外，火成岩和变质岩的空隙主要表现为裂隙

10、。裂隙按成因可分为质岩的空隙主要表现为裂隙。裂隙按成因可分为三种：成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙。三种：成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙。a.成岩裂隙成岩裂隙 岩石在形成过程中产生的裂隙。岩石在形成过程中产生的裂隙。b.构造裂隙构造裂隙 岩石在构造运动中受力破坏所岩石在构造运动中受力破坏所产生的裂隙。产生的裂隙。c.风化裂隙风化裂隙 岩石在风化作用下破坏而产生岩石在风化作用下破坏而产生的裂隙。的裂隙。风化裂隙风化裂隙 赋存于岩体的风化带中。风化作用与卸荷作用决定了岩赋存于岩体的风化带中。风化作用与卸荷作用决定了岩体的风化裂隙带在近地表处呈壳状分布，通常厚数米至数十体的风化裂隙带在近地表处呈壳状分布，

11、通常厚数米至数十米。风化裂隙通常分布比较均匀，连通性好，从地表至地下米。风化裂隙通常分布比较均匀，连通性好，从地表至地下逐渐闭合。逐渐闭合。成岩裂隙成岩裂隙 赋存于各类成岩裂隙中。成岩裂隙是沉积岩固结脱水及赋存于各类成岩裂隙中。成岩裂隙是沉积岩固结脱水及岩浆岩冷凝收缩形成的裂隙。一般情况下，成岩裂隙多为闭岩浆岩冷凝收缩形成的裂隙。一般情况下，成岩裂隙多为闭合，但陆地喷溢的玄武岩裂隙发育且张开，可构成良好含水合，但陆地喷溢的玄武岩裂隙发育且张开，可构成良好含水层。岩脉及侵入岩体与围岩的接触带，冷凝后可形成张开的层。岩脉及侵入岩体与围岩的接触带，冷凝后可形成张开的呈带状分布的裂隙。熔岩流冷凝过程中

12、末冷凝的熔岩流走，呈带状分布的裂隙。熔岩流冷凝过程中末冷凝的熔岩流走，在岩体中留下的巨大熔岩孔道，易形成管状裂隙。在岩体中留下的巨大熔岩孔道，易形成管状裂隙。构造裂隙构造裂隙 构造裂隙是固结岩石在构造应力作用下形成的最为常见构造裂隙是固结岩石在构造应力作用下形成的最为常见的裂隙。构造裂隙分布不均匀，连通性不好，小到节理大到的裂隙。构造裂隙分布不均匀，连通性不好，小到节理大到断层，大小悬殊，具有方向性。断层，大小悬殊，具有方向性。裂隙岩石的空隙特征裂隙岩石的空隙特征：主要表现在裂隙发育方向，几何：主要表现在裂隙发育方向，几何大小，分布的不均匀性，裂隙间的连通程度，裂隙的充填大小，分布的不均匀性，

13、裂隙间的连通程度，裂隙的充填情况以及裂隙面的粗糙度等方面。情况以及裂隙面的粗糙度等方面。主要参数：主要参数：裂隙（密度）裂隙（密度）优势方位；优势方位；裂隙的展布情况；裂隙的展布情况；连通的（好、中、差）；连通的（好、中、差）；充填性；充填性；粗糙度。粗糙度。裂隙率裂隙率(Kr)岩石中裂隙的体积岩石中裂隙的体积Vr与包括裂隙在内的与包括裂隙在内的岩石体积岩石体积V之比。之比。Kr=Vr/V (小数或百分数）小数或百分数）体积裂隙率体积裂隙率（同上）。（同上）。面积裂隙率面积裂隙率 单位面积岩石上裂隙面积所占的比例。单位面积岩石上裂隙面积所占的比例。线裂隙率线裂隙率 在垂直于裂隙方向上单位长度内

14、裂隙所占在垂直于裂隙方向上单位长度内裂隙所占比例。比例。三、溶穴三、溶穴 (vugular pore space)在在孔孔隙隙、裂裂隙隙、溶溶穴穴这这三三种种空空隙隙中中，溶溶穴穴的的大大小小和和形形状状变变化化范范围围最最大大，分分布布也也最最不不均均匀匀。一一些些可可溶溶沉沉积积岩岩，如如：岩岩盐盐、石石灰灰岩岩、白白云云岩岩、石石膏膏等等，由由于于地地下下水水的的溶溶蚀蚀会会产产生生各各种空洞，这种空洞就称溶穴，大的叫种空洞，这种空洞就称溶穴，大的叫“溶洞溶洞”。溶穴溶穴 可溶岩在地下水作用下所产生的洞穴。可溶岩在地下水作用下所产生的洞穴。岩溶率（岩溶率（Kk)溶穴的体积溶穴的体积Vk与

15、包括溶穴在内的岩石体积与包括溶穴在内的岩石体积V之比。之比。Kk=Vk/V (小数或百分数）小数或百分数）溶穴的规模十分悬殊，大的溶洞可宽达数十米，高数十溶穴的规模十分悬殊，大的溶洞可宽达数十米，高数十乃至百余米，长达几至几十公里，而小的溶孔直径仅几毫米。乃至百余米，长达几至几十公里，而小的溶孔直径仅几毫米。岩溶发育带岩溶率可达百分之几十，而其附近岩石的岩溶率岩溶发育带岩溶率可达百分之几十，而其附近岩石的岩溶率几乎为零。几乎为零。空隙特征的比较空隙特征的比较 含水介质含水介质由各类空隙所构成的岩石称为含水介质，也称为介由各类空隙所构成的岩石称为含水介质，也称为介质场。含水介质的空间分布与连通特

16、征（质场。含水介质的空间分布与连通特征（孔隙含水介质、裂隙含孔隙含水介质、裂隙含水介质、溶质含水介质水介质、溶质含水介质）是不同的，三种主要类型的含水介质比）是不同的，三种主要类型的含水介质比较：较：连连 通通 性性 孔隙介质最好，其它较差；孔隙介质最好，其它较差；空间分布空间分布孔隙介质分布最均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均匀孔隙介质分布最均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均匀 大大 小小孔隙大小均匀，裂隙大小悬殊，溶穴极悬殊孔隙大小均匀，裂隙大小悬殊，溶穴极悬殊 空隙比率空隙比率孔隙介质最大，裂隙最小孔隙介质最大，裂隙最小 空隙渗透性空隙渗透性孔隙介质孔隙介质-各向同性，裂隙与溶穴各向同性，裂隙与溶穴

17、-各向异性各向异性 造成空隙介质上述差异主要原因：造成空隙介质上述差异主要原因：沉积物形成和空隙形成的沉积物形成和空隙形成的环境环境 按岩层的含水介质（空隙）类型分为三种类型的地下水：按岩层的含水介质（空隙）类型分为三种类型的地下水：孔隙水、裂隙水、岩溶水孔隙水、裂隙水、岩溶水。2.2 岩石中水的存在形式地壳岩石中的水矿物结合水岩石空隙中的水沸石水结晶水结构水结合水矿物表面结合水液态水重力水毛细水固态水气态水 2.2 岩石中水的存在形式 l l l 2.2 岩石中水的存在形式l强结合水的特点合水的特点 密度大于密度大于1，平均，平均2g/cm3左右左右 不受重力影响不受重力影响 不能流不能流动

18、。只有在温度。只有在温度105110时才以气才以气态的形式的形式脱离脱离颗粒表面而移粒表面而移动 溶解溶解盐类能力弱能力弱-80 时仍不仍不结冰冰 有有较大的粘滞性、大的粘滞性、弹性和抗剪性和抗剪强度度 不能不能传递静水静水压力力 无无导电性性 2.2 岩石中水的存在形式l弱弱结合水的特点合水的特点 密度大于密度大于1，为3 不受重力影响不受重力影响 可以从簿膜厚的可以从簿膜厚的颗粒向簿膜小的粒向簿膜小的颗粒方向移粒方向移动，但速，但速度十分度十分缓慢。慢。溶解溶解盐类能力能力较弱弱 冰点冰点为-15 有一定的粘滞性和抗剪有一定的粘滞性和抗剪强度度 在一定条件下（在一定条件下（饱水水带）可）可

19、传递静水静水压力力 弱弱结合水的外合水的外层能被植物吸收利用能被植物吸收利用 2.2 岩石中水的存在形式l结合水合水与普通液态水的区别与普通液态水的区别 结合水具有抗剪强度，即必须施一定的力才能使其发结合水具有抗剪强度，即必须施一定的力才能使其发生变形。生变形。结合水的抗剪合水的抗剪强度由内度由内层向外向外层减弱。减弱。当施加的外力超过其抗剪强度时，外层结合水发生流当施加的外力超过其抗剪强度时，外层结合水发生流动，施加的外力越大，发生流动的水层厚度也越大。动，施加的外力越大，发生流动的水层厚度也越大。2.2 岩石中水的存在形式l重力水的特点重力水的特点 远离固相表面，水分子受固相表面吸引力的影

20、响极其远离固相表面，水分子受固相表面吸引力的影响极其微弱，主要受重力影响。重力影响下可以自由运动。微弱，主要受重力影响。重力影响下可以自由运动。岩土空隙中的重力水能够自由流动。岩土空隙中的重力水能够自由流动。井泉取用的地下水，都属重力水。井泉取用的地下水，都属重力水。重力水是水文地质学研究的主要对象，也是勘察的主重力水是水文地质学研究的主要对象，也是勘察的主要对象。要对象。2.2 岩石中水的存在形式l概念概念 依靠毛依靠毛细力而保持在毛力而保持在毛细空隙中的水，称空隙中的水，称为毛毛细水。水。毛毛细空隙是岩土中的空隙是岩土中的细小空隙，一般指直径小于小空隙，一般指直径小于1mm的的孔隙或孔隙或

21、宽度小于度小于的裂隙。的裂隙。l毛毛细现象及象及实质 将一根玻璃毛将一根玻璃毛细管插入水中，毛管插入水中，毛细管内的水面即会上管内的水面即会上升到一定高度，升到一定高度，这便是便是发生在固、液、气三相界面上的生在固、液、气三相界面上的毛毛细现象。象。其其实质是毛是毛细张力的作用。力的作用。形形成成弯液面弯液面产生的附加生的附加压强Pc，是个是个负压强，称毛，称毛细负压。2.2 岩石中水的存在形式 关于毛关于毛细上升速度与高度：上升速度与高度：（1）具有不均匀性：开始）具有不均匀性：开始时上升速度快，以上升速度快，以后逐后逐渐减慢，直到停止。减慢，直到停止。（2）毛）毛细空隙越大，毛空隙越大，毛

22、细上升高度越小；上升高度越小；毛毛细空隙越小，毛空隙越小，毛细上升高度越大。上升高度越大。2.2 岩石中水的存在形式 土的最大毛土的最大毛细上升高度上升高度据西林据西林别克丘林，克丘林，1958 2.2 岩石中水的存在形式l毛毛细水水类型型 支持毛支持毛细水水：存在于：存在于饱水水带以上并与地下水面相以上并与地下水面相连的毛的毛细空隙中的水。空隙中的水。能能传递静水静水压力，当温度低于力，当温度低于0时冰冰结。悬挂毛挂毛细水水：存在于包气：存在于包气带并与地下水面不相并与地下水面不相连的毛的毛细空隙中的水。呈空隙中的水。呈“悬挂挂”状状态，经蒸蒸发后消失。后消失。成因：入渗重力水；成因：入渗重

23、力水；地下水面急地下水面急剧下降由支持毛下降由支持毛细水水转化而成。化而成。孔角毛孔角毛细水（触点毛水（触点毛细水）水）：颗粒与粒与颗粒接触粒接触处孔隙狭孔隙狭窄地方呈点滴状窄地方呈点滴状态的水。的水。结合合紧密，不易移密，不易移动。2.2 岩石中水的存在形式地地下下水水位位下下降降 2.2 岩石中水的存在形式 2.2 岩石中水的存在形式l概念概念 储存并运存并运动于未于未饱和岩石空隙中呈水汽状和岩石空隙中呈水汽状态的水。的水。l水汽来源水汽来源 地表水气地表水气进入入 地下水面蒸地下水面蒸发 l水汽运水汽运动 从水汽从水汽压大大处向水汽向水汽压小的方向运小的方向运动 或从或从绝对湿度大湿度大

24、处向向绝对湿度小的方向运湿度小的方向运动 从温度高从温度高处向温度低的方向运向温度低的方向运动 2.2 岩石中水的存在形式l固固态水水 指以固指以固态形式存在于岩石空隙中的水（地下冰）。形式存在于岩石空隙中的水（地下冰）。我国北方冬季常形成我国北方冬季常形成冻土土；东北及青藏高原有一部分地下水多年保持固北及青藏高原有一部分地下水多年保持固态多年多年冻土土。2.2 岩石中水的存在形式l结构水构水：以以H+和和OH-离子形式存在于离子形式存在于矿物物结晶格架晶格架之之中，与中，与矿物物结合合紧密。密。l结晶水晶水：以以H2O分子形式存在于分子形式存在于矿物物结晶格架晶格架之上之上，与与矿物物结合合

25、较较紧密。密。l沸石水沸石水：以以H2O分子形式存在于分子形式存在于矿物物结晶格架晶格架之间之间的的空隙中，与空隙中，与矿物物结合不合不紧密。密。l三者差三者差别：1 结合水的数量不同；合水的数量不同；2 结合水逸出程度不同：前两者需高温，合水逸出程度不同：前两者需高温，后者在常温下即可逸出。后者在常温下即可逸出。Company Logo2.3 2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质与水的储容及运移有关的岩石性质v 岩石（包括骨架与空隙在内的总称）岩石（包括骨架与空隙在内的总称）水水理理性性质：就就水水文文地地质学学主主要要涉涉及及的的是是与与水水分分储储容容、滞滞留留、释释出与运移出与运移有

26、关的性有关的性质 包括：包括：一、一、一、一、容水度和孔隙度容水度和孔隙度（反映岩石最大含水能力）（反映岩石最大含水能力）岩石完全岩石完全饱水水时，所能容所能容纳的最大水体的最大水体积与岩石与岩石总体体积之比。之比。孔隙度孔隙度n;n;容水度容水度nnr r？两者有何关系两者有何关系 二、含水量（二、含水量（water contentwater content）松松散散岩岩石石实际保保留留水水分分的的状状况况，（是是某某岩岩样某某时的的含含水水状状态）又称岩石的天然含水量又称岩石的天然含水量 。表示方法：表示方法：重量含水量重量含水量 W Wg g=G Gw w/G/Gs s 100%100%

27、体体积含水量含水量 W Wv v =V Vw w/V 100%/V 100%饱和含水量和含水量W Ws s 饱和差和差 饱和度和度 Company Logo三、三、给水度给水度（specific yieldspecific yield）(e e d d)1 1、定定义：当当地地下下水水位位下下降降一一个个单位位深深度度时，从从地地下下水水位位延延伸伸到到地地表表面面的的单位位水水平平面面积岩岩石石柱柱体体，在在重重力力作作用用下下释放放出出来来的水体的水体积，称，称为给水度水度 。当当地地下下水水位位下下降降一一个个单位位，土土层孔孔隙隙中中是是否否所所有有的的水水都都流流出来？出来？在土在土

28、层中会保留什么形式的水？中会保留什么形式的水？结合水合水(膜膜)、孔角毛、孔角毛细水、有水、有时悬挂毛挂毛细水与支持毛水与支持毛细水水 2.3 2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质与水的储容及运移有关的岩石性质均质土包气带水分分布均质土包气带水分分布给水度概念图给水度概念图Company Logov 均质土包气带水分分布均质土包气带水分分布2 2、影响给水度影响给水度值的因素值的因素 a)a)岩性岩性：空隙的：空隙的大小与多少大小与多少。颗粒粒粗粗大大的的松松散散岩岩石石，裂裂隙隙比比较宽大大的的坚硬硬岩岩石石，以以及及具具有有溶溶穴穴的的可可溶溶岩岩，空空隙隙宽大大，重重力力释水水时，滞滞

29、留留于于岩岩石石空空隙隙中中的的结合合水水与与孔孔角角毛毛细水水较少少，理理想想条条件件下下给水水度度的的值接接近近孔孔隙隙度度、裂裂隙隙率与岩溶率。率与岩溶率。若若空空隙隙细小小（如如粘粘性性土土），重重力力释水水时大大部部分分水水以以结合合水水与与悬挂挂毛毛细水水形形式式滞滞留留于于空空隙隙中中，给水度往往偏小。水度往往偏小。2.3 2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质与水的储容及运移有关的岩石性质Company Logo2 2、影响给水度影响给水度值的因素值的因素 b)b)地下水位初始埋深地下水位初始埋深（H0）当当地地下下水水位位初初始始埋埋深深大大于于最最大大毛毛细上上升升高高度度

30、时H0 hc,可达最大可达最大值；H0 hc 时，地地下下水水位位下下降降1 1个个高高度度时，原原重重力力水水大大多多转化化为支持毛支持毛细水，土水，土层给水量大大降低，水量大大降低，变小。小。土土层含含水水量量曲曲线分分析析：当当地地下下水水位位埋埋深深足足够大大时，土土层给水水度度不不发生生变化化（为定定值），此此时给水水度度也也是是最最大大理理论给水度。水度。2.3 2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质与水的储容及运移有关的岩石性质其他影响因素其他影响因素Company Logo给水度与地下水位埋深的关系给水度与地下水位埋深的关系Company Logo给水度概念图、给水度与颗粒粒径

31、、储水性能及时间的关系给水度概念图、给水度与颗粒粒径、储水性能及时间的关系Company Logo三、三、三、三、给水度给水度给水度给水度2、影响、影响值的因素值的因素 c)与地下水位下降速度有关与地下水位下降速度有关 地下水位下降快慢会影响到地下水位下降快慢会影响到 的大小的大小 （下降快（下降快 水水压强减少减少 u=w h=有效有效应力增加力增加 u,即即 Pz+u=P-(u-u)有效有效应力增加会引起土体的力增加会引起土体的弹性与塑性性与塑性压密（地面沉降，不可密（地面沉降，不可逆）逆）2.4 有效应力原理与松散岩土压密有效应力原理与松散岩土压密2.4 有效应力原理与松散岩土压密有效应力原理与松散岩土压密地下水开采与地面沉降地下水开采与地面沉降1 1 岩土压密（固结）岩土压密（固结）2 2 塑性变形、弹性变形塑性变形、弹性变形3 3 开采地下水引起的地面沉降开采地下水引起的地面沉降-地质环境问题地质环境问题4 4 沉降发生的层位沉降发生的层位5 5 沉降过程与排水速度沉降过程与排水速度6 6 前期固结压力（或近似理解为历史最大水位降深）前期固结压力（或近似理解为历史最大水位降深）7 7 地面沉降的不可逆性地面沉降的不可逆性