《地下水的特征》PPT课件.ppt
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1、地下水地下水地下水地下水第一节第一节 地下水概述地下水概述第二节第二节 地下水类型及其主要特征地下水类型及其主要特征第三节第三节 地下水的性质地下水的性质第四节第四节 地下水对建筑工程的影响地下水对建筑工程的影响地下水地下水地下水地下水 地地地地下下下下水水水水是是是是工工工工程程程程地地地地质质质质分分分分析析析析、评评评评价价价价和和和和地地地地质质质质灾害防治中的一个极其重要的影响因素。灾害防治中的一个极其重要的影响因素。灾害防治中的一个极其重要的影响因素。灾害防治中的一个极其重要的影响因素。n n地下水能降低岩土强度和地基承载力。地下水能降低岩土强度和地基承载力。地下水能降低岩土强度和
2、地基承载力。地下水能降低岩土强度和地基承载力。n n对砂性土、粉性土产生潜蚀作用,破坏土体的结构;对砂性土、粉性土产生潜蚀作用,破坏土体的结构;对砂性土、粉性土产生潜蚀作用,破坏土体的结构;对砂性土、粉性土产生潜蚀作用,破坏土体的结构;n n使使使使粉粉粉粉细细细细砂砂砂砂和和和和粉粉粉粉土土土土产产产产生生生生流流流流砂砂砂砂现现现现象象象象,影影影影响响响响建建建建筑筑筑筑物物物物和和和和地地地地下下下下设设设设施施施施的的的的稳稳稳稳定定定定性性性性,甚甚甚甚至至至至引引引引起起起起破破破破坏坏坏坏,同同同同时时时时给给给给地地地地下下下下工工工工程程程程施施施施工工工工带来许多麻烦。带
3、来许多麻烦。带来许多麻烦。带来许多麻烦。n n当当当当深深深深基基基基坑坑坑坑下下下下部部部部有有有有承承承承压压压压水水水水时时时时,若若若若不不不不降降降降低低低低承承承承压压压压水水水水头头头头压压压压力力力力,可能会冲毁坑底土体造成突涌危害。可能会冲毁坑底土体造成突涌危害。可能会冲毁坑底土体造成突涌危害。可能会冲毁坑底土体造成突涌危害。n n对其水位以下的岩土会产生静水压力作用;对其水位以下的岩土会产生静水压力作用;对其水位以下的岩土会产生静水压力作用;对其水位以下的岩土会产生静水压力作用;n n有些地下水会腐蚀钢筋混凝土。有些地下水会腐蚀钢筋混凝土。有些地下水会腐蚀钢筋混凝土。有些地
4、下水会腐蚀钢筋混凝土。根根根根据据据据岩岩岩岩土土土土中中中中水水水水的的的的物物物物理理理理力力力力学学学学性性性性质质质质,将地下水分为:将地下水分为:将地下水分为:将地下水分为:气气气气态态态态水水水水、结结结结合合合合水水水水、毛毛毛毛细细细细水水水水、重重重重力力力力水水水水、固固固固态态态态水水水水以以以以及及及及结结结结晶晶晶晶水水水水和和和和结结结结构构构构水水水水。这这这这些水的特性和作用已在前面详述过。些水的特性和作用已在前面详述过。些水的特性和作用已在前面详述过。些水的特性和作用已在前面详述过。下下面面我我们们着着重重讨讨论论岩岩土土中中的的毛毛细细水水和和重重力力水水,
5、因因为为这这两两种种水水对对地地下水的工程特性有很大的作用。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:毛细水对建筑工程的意义主要有:毛细水对建筑工程的意义主要有:毛细水对建筑工程的意义主要有:毛细水对建筑工程的意义主要有:毛细水对建筑工程的意义主要有:(1)(1)产产产产生生生生毛毛毛毛细细细细压压压压力力力力,对对对对于于于于砂砂砂砂土土土土特特特特别别别别是是是是细细细细砂砂砂砂、粉粉粉粉砂砂砂砂,由由由由于于于于毛毛毛毛细细细细压压压压力力力力作作作作用用用用使使使使砂砂砂砂性性性性土土土土具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的粘粘粘粘聚力聚力聚力聚力(称假粘聚力称假粘
6、聚力称假粘聚力称假粘聚力)。(2)(2)毛毛毛毛细细细细水水水水对对对对土土土土中中中中气气气气体体体体的的的的分分分分布布布布与与与与流流流流通通通通有有有有一一一一定定定定影影影影响,常常是导致产生封闭气体的原因。响,常常是导致产生封闭气体的原因。响,常常是导致产生封闭气体的原因。响,常常是导致产生封闭气体的原因。(3)(3)当当当当地地地地下下下下水水水水位位位位埋埋埋埋深深深深变变变变浅浅浅浅时时时时,由由由由于于于于毛毛毛毛细细细细水水水水上上上上升升升升,可可可可助助助助长长长长地地地地基基基基土土土土的的的的冰冰冰冰冻冻冻冻现现现现象象象象;使使使使地地地地下下下下室室室室潮潮潮
7、潮湿湿湿湿;危危危危害害害害房房房房屋屋屋屋基基基基础础础础及及及及公公公公路路路路路路路路面面面面;促促促促使使使使土土土土的的的的沼沼沼沼泽泽泽泽化化化化、盐盐盐盐渍化。渍化。渍化。渍化。重力水:重力水:重力水:重力水:重力水:重力水:不不不不受受受受静静静静电电电电引引引引力力力力的的的的影影影影响响响响,在在在在重重重重力力力力作作作作用用用用下下下下运运运运动动动动,可传递静水压力。可传递静水压力。可传递静水压力。可传递静水压力。p重力水能产生重力水能产生重力水能产生重力水能产生浮托力、孔隙水压力浮托力、孔隙水压力浮托力、孔隙水压力浮托力、孔隙水压力。p流动的重力水在运动过程中会产生
8、流动的重力水在运动过程中会产生流动的重力水在运动过程中会产生流动的重力水在运动过程中会产生动水压力动水压力动水压力动水压力。p重重重重力力力力水水水水具具具具有有有有溶溶溶溶解解解解能能能能力力力力,对对对对岩岩岩岩土土土土产产产产生生生生化化化化学学学学潜潜潜潜蚀蚀蚀蚀,导致土的成分及结构的破坏。导致土的成分及结构的破坏。导致土的成分及结构的破坏。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。重力水是本章研究的主要对象。重力水是本章研究的主要对象。重力水是本章研究的主要对象。两个定义:含水层和透水层两个定义:含水层和透水层两个定义:含水层和透水层两个定义:含水层和透水层两个定义:含水
9、层和透水层两个定义:含水层和透水层含含含含水水水水层层层层:能能能能够够够够给给给给出出出出并并并并透透透透过过过过相相相相当当当当数数数数量量量量重重重重力力力力水水水水的的的的岩岩岩岩层或土层,称为含水层。层或土层,称为含水层。层或土层,称为含水层。层或土层,称为含水层。构构构构成成成成含含含含水水水水层层层层的的的的条条条条件件件件,一一一一是是是是岩岩岩岩土土土土中中中中要要要要有有有有空空空空隙隙隙隙存存存存在在在在,并并并并充充充充满满满满足足足足够够够够数数数数量量量量的的的的重重重重力力力力水水水水;二二二二是是是是这这这这些些些些重重重重力力力力水水水水能能能能够在岩土空隙中
10、自由运动。够在岩土空隙中自由运动。够在岩土空隙中自由运动。够在岩土空隙中自由运动。隔隔隔隔水水水水层层层层:不不不不能能能能给给给给出出出出并并并并透透透透过过过过水水水水的的的的岩岩岩岩层层层层、土土土土层层层层,或或或或者者者者这这这这些些些些岩岩岩岩土土土土层层层层给给给给出出出出与与与与透透透透过过过过水水水水的的的的数数数数量量量量是是是是微微微微不不不不足足足足道道道道的。的。的。的。岩土的水理性质:岩土的水理性质:岩土的水理性质:岩土的水理性质:l l含水性含水性含水性含水性l l给水性给水性给水性给水性l l透水性透水性透水性透水性含水性:容水度;持水度含水性:容水度;持水度容
11、容容容水水水水度度度度(饱饱饱饱和和和和含含含含水水水水量量量量):岩岩岩岩土土土土空空空空隙隙隙隙完完完完全全全全被被被被水水水水充充充充满满满满时时时时的的的的含含含含水水水水量量量量。用用用用容容容容积积积积表表表表示示示示时时时时为为为为:岩岩岩岩土土土土空空空空隙隙隙隙中中中中所所所所能能能能容容容容纳纳纳纳的的的的最最最最大大大大的的的的水水水水的的的的体体体体积积积积与与与与岩岩岩岩土土土土体体体体积积积积之之之之比比比比,与与与与孔孔孔孔隙隙隙隙度度度度、裂裂裂裂隙隙隙隙率率率率或或或或岩岩岩岩溶溶溶溶率率率率相相相相等等等等。但但但但是是是是,对对对对于于于于具具具具有有有有
12、膨膨膨膨胀胀胀胀性性性性的的的的粘粘粘粘土土土土来来来来说说说说,充充充充水水水水后体积扩大,容水度可以大于孔隙度。后体积扩大,容水度可以大于孔隙度。后体积扩大,容水度可以大于孔隙度。后体积扩大,容水度可以大于孔隙度。持持持持水水水水度度度度(最最最最大大大大分分分分子子子子含含含含水水水水量量量量):岩岩岩岩土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的结结结结合合合合水水水水达达达达到到到到最最最最大大大大数数数数值值值值时时时时的的的的含含含含水水水水量量量量。指指指指受受受受重重重重力力力力作作作作用用用用时时时时岩岩岩岩土土土土仍仍仍仍能能能能保保保保持持持持的的的的水水水水的的的的体体体体积积积
13、积与与与与岩岩岩岩土土土土体体体体积积积积之之之之比比比比。在在在在重重重重力力力力作作作作用用用用下下下下,岩岩岩岩石石石石空空空空隙隙隙隙中中中中所所所所保保保保持持持持的的的的主主主主要要要要是是是是结结结结合合合合水水水水。因因因因此此此此持持持持水水水水度度度度实实实实际际际际上上上上说说说说明明明明岩石中结合水含量的多少。岩石中结合水含量的多少。岩石中结合水含量的多少。岩石中结合水含量的多少。给水性:给水度给水性:给水度给水性:给水度给水性:给水度给给水水度度:饱饱水水岩岩土土在在重重力力作作用用下下排出的水的体积与岩土体积之比。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
14、水度。数值上等于容水度减去持水度。大大小小与与有有效效孔孔隙隙有有关关,不不同同的的岩岩土其给水度相差很大。土其给水度相差很大。透水性透水性透水性透水性uu由由由由于于于于结结结结合合合合水水水水对对对对于于于于重重重重力力力力水水水水,以以以以及及及及重重重重力力力力水水水水质质质质点点点点之之之之间间间间存存存存在在在在着着着着摩摩摩摩擦擦擦擦阻阻阻阻力力力力,最最最最靠靠靠靠近近近近边边边边缘缘缘缘的的的的重重重重力力力力水水水水,流流流流速速速速趋趋趋趋近近近近于于于于零零零零,向向向向中中中中心心心心流流流流速速速速逐逐逐逐渐渐渐渐变变变变大大大大,中中中中心心心心部部部部分分分分流
15、流流流速速速速最最最最大大大大。因因因因此此此此,空空空空隙隙隙隙愈愈愈愈小小小小,重重重重力力力力水水水水所所所所能能能能达达达达到到到到的的的的最最最最大大大大流流流流速速速速便便便便愈愈愈愈小小小小,透透透透水水水水性性性性也也也也越越越越差差差差。当当当当空空空空隙隙隙隙直直直直径径径径小小小小于于于于两两两两倍倍倍倍结合水的厚度,在通常条件下便不透水。结合水的厚度,在通常条件下便不透水。结合水的厚度,在通常条件下便不透水。结合水的厚度,在通常条件下便不透水。uu另另另另一一一一方方方方面面面面,在在在在空空空空隙隙隙隙透透透透水水水水、空空空空隙隙隙隙大大大大小小小小相相相相等等等等
16、的的的的前前前前提提提提下下下下,孔孔孔孔隙隙隙隙度度度度越越越越大大大大,能能能能够够够够透透透透过过过过的的的的水水水水量量量量愈愈愈愈多多多多,岩岩岩岩土土土土层层层层的透水性也愈好。的透水性也愈好。的透水性也愈好。的透水性也愈好。uu总总总总之之之之,空空空空隙隙隙隙的的的的大大大大小小小小和和和和多多多多少少少少决决决决定定定定着着着着岩岩岩岩石石石石透透透透水水水水性性性性的的的的好好好好坏坏坏坏,但但但但两两两两者者者者的的的的影影影影响响响响并并并并不不不不相相相相等等等等,空空空空隙隙隙隙大大大大小小小小经经经经常常常常起起起起主主主主要要要要作作作作用用用用。例例例例如如如
17、如,砂砂砂砂性性性性土土土土的的的的空空空空隙隙隙隙度度度度小小小小于于于于粘粘粘粘性性性性土土土土,但前者的渗透系数大于后者。但前者的渗透系数大于后者。但前者的渗透系数大于后者。但前者的渗透系数大于后者。达西定律(线性渗透定律)达西定律(线性渗透定律)达西定律(线性渗透定律)达西定律(线性渗透定律)达西定律(线性渗透定律)达西定律(线性渗透定律)v=Q/A=KIv=Q/A=KIV V:渗透速度:渗透速度:渗透速度:渗透速度K K:渗透系数,单位水力梯度时的渗透速度:渗透系数,单位水力梯度时的渗透速度:渗透系数,单位水力梯度时的渗透速度:渗透系数,单位水力梯度时的渗透速度I I:水力梯度:水力
18、梯度:水力梯度:水力梯度适用于雷诺数适用于雷诺数适用于雷诺数适用于雷诺数=10=10的层流运动的层流运动的层流运动的层流运动关于渗流速度:关于渗流速度:关于渗流速度:关于渗流速度:关于渗流速度:关于渗流速度:不是实际流速,而是虚拟流速。不是实际流速,而是虚拟流速。不是实际流速,而是虚拟流速。不是实际流速,而是虚拟流速。不是实际流速,而是虚拟流速。不是实际流速,而是虚拟流速。因因因因为为为为在在在在达达达达西西西西定定定定律律律律中中中中,过过过过水水水水断断断断面面面面的的的的面面面面积积积积包包包包括括括括岩岩岩岩土土土土颗颗颗颗粒粒粒粒所所所所占占占占据据据据的的的的面面面面积积积积及及及
19、及空空空空隙隙隙隙所所所所占占占占据据据据的的的的面面面面积积积积,而而而而水水水水流流流流实实实实际际际际通通通通过过过过的的的的过过过过水水水水断断断断面面面面面面面面积积积积为为为为空空空空隙隙隙隙所所所所占占占占据据据据的面积。的面积。的面积。的面积。所所所所以以以以,渗渗渗渗流流流流速速速速度度度度并并并并非非非非地地地地下下下下水水水水的的的的实实实实际际际际流流流流速速速速,而而而而是是是是假假假假设设设设水水水水流流流流通通通通过过过过整整整整个个个个过过过过水水水水断断断断面面面面(包包包包括括括括颗颗颗颗粒粒粒粒和和和和空隙所占据的全部空间空隙所占据的全部空间空隙所占据的全
20、部空间空隙所占据的全部空间)时所具有的虚拟流速。时所具有的虚拟流速。时所具有的虚拟流速。时所具有的虚拟流速。关于水力梯度关于水力梯度关于水力梯度关于水力梯度关于水力梯度关于水力梯度 水水水水力力力力坡坡坡坡度度度度为为为为沿沿沿沿渗渗渗渗流流流流途途途途径径径径的的的的水水水水头头头头损损损损失失失失与与与与相相相相应应应应渗透途径长度的比值。渗透途径长度的比值。渗透途径长度的比值。渗透途径长度的比值。地地地地下下下下水水水水在在在在空空空空隙隙隙隙中中中中运运运运动动动动时时时时,受受受受到到到到空空空空隙隙隙隙壁壁壁壁以以以以及及及及水水水水质质质质点点点点自自自自身身身身的的的的摩摩摩摩
21、阻阻阻阻力力力力,克克克克服服服服这这这这些些些些阻阻阻阻力力力力保保保保持持持持一一一一定定定定流速,就要消耗能量,从而出现水头损失。流速,就要消耗能量,从而出现水头损失。流速,就要消耗能量,从而出现水头损失。流速,就要消耗能量,从而出现水头损失。所所所所以以以以,水水水水力力力力坡坡坡坡度度度度可可可可以以以以理理理理解解解解为为为为水水水水流流流流通通通通过过过过某某某某一一一一长长长长度度度度渗渗渗渗流流流流途途途途径径径径时时时时,为为为为克克克克服服服服阻阻阻阻力力力力,保保保保持持持持一一一一定定定定流流流流速速速速所消耗的以水头形式表现的能量。所消耗的以水头形式表现的能量。所消
22、耗的以水头形式表现的能量。所消耗的以水头形式表现的能量。地下水类型地下水类型地下水类型地下水类型 按埋藏条件:按埋藏条件:按埋藏条件:按埋藏条件:u包气带水包气带水包气带水包气带水u潜水潜水潜水潜水u承压水承压水承压水承压水按含水层的空隙性质:按含水层的空隙性质:按含水层的空隙性质:按含水层的空隙性质:l孔隙水孔隙水孔隙水孔隙水l裂隙水裂隙水裂隙水裂隙水l岩溶水岩溶水岩溶水岩溶水包气带水包气带水包气带水包气带水 处处处处于于于于地地地地表表表表面面面面以以以以下下下下、潜潜潜潜水水水水位位位位以以以以上上上上的的的的包包包包气气气气带带带带岩岩岩岩土土土土层层层层中中中中,包包包包括括括括土土
23、土土壤壤壤壤水水水水、沼沼沼沼泽泽泽泽水水水水、上上上上层层层层滞滞滞滞水水水水以以以以及及及及基岩风化壳基岩风化壳基岩风化壳基岩风化壳(粘土裂隙粘土裂隙粘土裂隙粘土裂隙)中季节性存在的水。中季节性存在的水。中季节性存在的水。中季节性存在的水。主主主主要要要要特特特特征征征征是是是是受受受受气气气气候候候候控控控控制制制制,季季季季节节节节性性性性明明明明显显显显,变变变变化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。化大,雨季水量多,旱季水量少,甚至干涸。包包包包气气气气带带带带水水水水对对对对农农农农业业业业有有有有
24、很很很很大大大大意意意意义义义义,对对对对工工工工程程程程建建建建筑筑筑筑有一定影响。有一定影响。有一定影响。有一定影响。潜水潜水潜水潜水 埋埋埋埋藏藏藏藏在在在在地地地地表表表表以以以以下下下下第第第第一一一一层层层层较较较较稳稳稳稳定定定定的的的的隔隔隔隔水水水水层层层层以以以以上、具有自由水面的重力水叫潜水。上、具有自由水面的重力水叫潜水。上、具有自由水面的重力水叫潜水。上、具有自由水面的重力水叫潜水。潜潜潜潜水水水水的的的的自自自自由由由由表表表表面面面面,承承承承受受受受大大大大气气气气压压压压力力力力,受受受受气气气气候候候候条条条条件件件件影影影影响响响响,季季季季节节节节性性性
25、性变变变变化化化化明明明明显显显显,春春春春、夏夏夏夏季季季季多多多多雨雨雨雨,水水水水位位位位上上上上升升升升,冬冬冬冬季季季季少少少少雨雨雨雨,水水水水位位位位下下下下降降降降,水水水水温温温温随随随随季季季季节节节节而有规律的变化,水质易受污染。而有规律的变化,水质易受污染。而有规律的变化,水质易受污染。而有规律的变化,水质易受污染。潜潜潜潜水水水水面面面面随随随随时时时时间间间间而而而而变变变变化化化化,其其其其形形形形状状状状则则则则随随随随地地地地形形形形的的的的不不不不同同同同而而而而异异异异,也也也也和和和和含含含含水水水水层层层层的的的的透透透透水水水水性性性性及及及及隔隔隔
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