地下水及其对建筑工程的影响学习教案

会计学1地下水及其对建筑工程的影响地下水及其对建筑工程的影响(yngxing)第一页，共61页。7:50114-2地下水：赋存在地表以下岩层地下水：赋存在地表以下岩层(yncng)或土层空隙中的重力水或土层空隙中的重力水作用作用(zuyng)？危害？危害？第1页/共61页第二页，共61页。7:50114-3一、岩石的空隙特征一、岩石的空隙特征（一）岩石的空隙性（一）岩石的空隙性 所有的岩石都有空隙，没有空隙的岩石是不存在的，岩石的空隙是地下水储存场所和运动的通道所有的岩石都有空隙，没有空隙的岩石是不存在的，岩石的空隙是地下水储存场所和运动的通道空隙性：是指由于岩石的性质空隙性：是指由于岩石的性质(xngzh)和受力作用的不同，空隙的形状、多少、连通性与分布等方面的性质和受力作用的不同，空隙的形状、多少、连通性与分布等方面的性质(xngzh) 分类：孔隙、裂隙、溶隙分类：孔隙、裂隙、溶隙第2页/共61页第三页，共61页。7:50114-41.孔隙孔隙 主要存在于松散岩石中，为颗粒或颗粒集合体之间的空隙主要存在于松散岩石中，为颗粒或颗粒集合体之间的空隙(kngx)重要概念：孔隙度：重要概念：孔隙度：%100)(n松散岩石的总体积孔隙的体积孔隙度它反映了岩石它反映了岩石(ynsh)储存地下水的能力储存地下水的能力影响影响(yngxing)因素因素岩石的密实程度岩石的密实程度颗粒的均匀性颗粒的均匀性颗粒的形状颗粒的形状颗粒的胶结程度颗粒的胶结程度第3页/共61页第四页，共61页。7:50114-5a、岩石的密实程度：越密实，孔隙度越小、岩石的密实程度：越密实，孔隙度越小b、颗粒的均匀性：越不均匀（分选性差），孔隙度越小（主要因素）、颗粒的均匀性：越不均匀（分选性差），孔隙度越小（主要因素）c、颗粒的形状：颗粒越浑圆、颗粒的形状：颗粒越浑圆(hnyun)，孔隙度越小，孔隙度越小d、颗粒的胶结程度：胶结程度越好，孔隙度越小、颗粒的胶结程度：胶结程度越好，孔隙度越小岩石岩石(ynsh)越松散、分选性好、浑圆度和胶结程度越差，孔隙度越大；反之，越小越松散、分选性好、浑圆度和胶结程度越差，孔隙度越大；反之，越小第4页/共61页第五页，共61页。7:50114-6%100)(Kr岩石的总体积裂隙的体积裂隙率2.裂隙裂隙(li x)坚硬的岩石因岩石破裂而产生的空隙。反映了岩石储存地下水的能力坚硬的岩石因岩石破裂而产生的空隙。反映了岩石储存地下水的能力一般呈现裂缝状，具有明显的不均匀性和方向性一般呈现裂缝状，具有明显的不均匀性和方向性.只有当不同方向的裂隙相互连通只有当不同方向的裂隙相互连通(lintng)，构成裂隙网络时，裂隙才能成为地下水储存场所和运动通道。，构成裂隙网络时，裂隙才能成为地下水储存场所和运动通道。 裂隙的连通裂隙的连通(lintng)性比孔隙的连通性比孔隙的连通(lintng)性差。性差。衡量指标：裂隙率衡量指标：裂隙率第5页/共61页第六页，共61页。7:50114-7第6页/共61页第七页，共61页。7:50114-8%100)(KK岩石的总体积溶隙的体积岩溶率3.溶隙溶隙可溶性的岩石在水流的溶蚀作用下形成的空隙。反映岩石储存地下水的能力可溶性的岩石在水流的溶蚀作用下形成的空隙。反映岩石储存地下水的能力(nngl)的指标。的指标。可溶性的岩石：石灰岩、白云岩、石膏、硬石膏、盐层等。可溶性的岩石：石灰岩、白云岩、石膏、硬石膏、盐层等。溶隙：溶洞、地下暗河、竖井、落水洞溶隙：溶洞、地下暗河、竖井、落水洞衡量指标：岩溶率衡量指标：岩溶率特点：特点：连通性好连通性好岩溶率变化大岩溶率变化大第7页/共61页第八页，共61页。7:50114-9二、岩石二、岩石(ynsh)的水理性质的水理性质岩石岩石(ynsh)的水理性质：由于岩石的水理性质：由于岩石(ynsh)空隙的大小、数量空隙的大小、数量的不同，使得岩石的不同，使得岩石(ynsh)表现出容纳、保持、给出和渗透地下表现出容纳、保持、给出和渗透地下水的性质。水的性质。包括：容水性、持水性、给水性、透水性等包括：容水性、持水性、给水性、透水性等1.持水性：在分子力和表面张力的作用下，岩持水性：在分子力和表面张力的作用下，岩石空隙中能够保持一定水量的性能石空隙中能够保持一定水量的性能 。衡量指标：持水度为饱和岩石经重力排水后所衡量指标：持水度为饱和岩石经重力排水后所保持水的体积与岩石体积之比保持水的体积与岩石体积之比 岩石的持水量多少主要取决于岩石的颗粒直径岩石的持水量多少主要取决于岩石的颗粒直径(zhjng)和空隙直径和空隙直径(zhjng)的大小，即岩石颗的大小，即岩石颗粒越细，空隙越小，持水度越大。粒越细，空隙越小，持水度越大。第8页/共61页第九页，共61页。7:50114-102. 2. 给水性给水性饱和岩石在重力作用下能够自由排出若干水量饱和岩石在重力作用下能够自由排出若干水量(shu lin)(shu lin)的性能称为岩石的给水性。的性能称为岩石的给水性。在数量上用给水度来衡量。给水度是饱和岩石在重力作用下能排出水的体积与岩石总体积之比，用小数或百分数表示。在数量上用给水度来衡量。给水度是饱和岩石在重力作用下能排出水的体积与岩石总体积之比，用小数或百分数表示。岩石的持水度与给水(jshu)度之和等于容水度。岩石的给水度与岩石的颗粒大小、形态、排列岩石的给水度与岩石的颗粒大小、形态、排列(pili)方式以方式以及压实程度等有关。均匀沙的给水度可达及压实程度等有关。均匀沙的给水度可达30以上，但大多以上，但大多数冲积含水层的给水度在数冲积含水层的给水度在1020。给水度是水文地质计。给水度是水文地质计算和水资源评价中很重要的参数算和水资源评价中很重要的参数 第9页/共61页第十页，共61页。7:50114-113. 岩石(ynsh)透水性 指土或岩石(ynsh)允许水透过本身的能力。岩石透水性的强弱取决于土或岩石中孔隙和裂隙的大小，透水性的强弱以渗透系数来表示。在透水性强的岩层中钻进，易发生渗透漏失或涌水。岩体的透水性主要取决于结构(jigu)面的透水性，受原生结构(jigu)面、构造结构(jigu)面以及次生结构(jigu)面发育规律的控制。渗透系数单位：长度/时间 -意义？第10页/共61页第十一页，共61页。7:50114-12三、地下水在岩石中的存在三、地下水在岩石中的存在(cnzi)形式形式岩石“骨架”中的水：矿物结合水，如沸石水、结晶水和结构水。例如石膏 (Gypsum) CaSO42H2O，其中H2O占 20.93%；方沸石Na2AlSi2O622H2O ，其中H2O占 8.17% 。岩石空隙中的水：结合水（吸着水、薄膜水）、重力(zhngl)水、毛细水、固态水和气态水。本质本质(bnzh)上上第11页/共61页第十二页，共61页。7:50114-13岩石岩石(ynsh)空隙中的水：结合水（吸着水、薄膜水）、重力水、毛细水、固态水和气态水。空隙中的水：结合水（吸着水、薄膜水）、重力水、毛细水、固态水和气态水。1.气态水：水蒸气状态。不能直接被利用，也不能被作物吸收，但通过自身的迁移和蒸发凝结可以改变地下水的分布。气态水：水蒸气状态。不能直接被利用，也不能被作物吸收，但通过自身的迁移和蒸发凝结可以改变地下水的分布。2.结合水：由于静电引力作用，吸附在岩石结合水：由于静电引力作用，吸附在岩石(ynsh)颗粒表面的水。颗粒表面的水。根据结合的紧密程度的不同，结合水可分为吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水）根据结合的紧密程度的不同，结合水可分为吸着水（强结合水）和薄膜水（弱结合水）第12页/共61页第十三页，共61页。7:50114-14吸着吸着(x zhe)水（强结合水）：水（强结合水）：吸附在岩石颗粒的表面较近处吸附在岩石颗粒的表面较近处水在岩石颗粒表面结合非常紧密，近似于固态，不同于一般的液态水。水在岩石颗粒表面结合非常紧密，近似于固态，不同于一般的液态水。很难用机械的方法把它与颗粒分开很难用机械的方法把它与颗粒分开不受重力支配，不能溶解盐类，不能导电、不能传递静水压力不受重力支配，不能溶解盐类，不能导电、不能传递静水压力密度大，密度大，2.0g/3水量小，不能被植物吸收水量小，不能被植物吸收具有极大具有极大(j d)的粘滞性和弹性的粘滞性和弹性第13页/共61页第十四页，共61页。7:50114-15薄膜水（弱结合薄膜水（弱结合(jih)水）：水）：吸附在岩石颗粒的表面较远处吸附在岩石颗粒的表面较远处水分子离岩石颗粒表面越远，结合力越小。水分子离岩石颗粒表面越远，结合力越小。当空气相对湿度达到饱和时，能将他们分开当空气相对湿度达到饱和时，能将他们分开不受重力支配，不能导电、不能传递静水压力不受重力支配，不能导电、不能传递静水压力密度和普通水差不多，但具有极大的粘滞性密度和普通水差不多，但具有极大的粘滞性有较低的溶解盐能力有较低的溶解盐能力(nngl)结合水的含量取决于岩石颗粒的表面积，岩石颗粒越细，颗粒的表面越大，结合水含量约大；反之，越小。结合水的含量取决于岩石颗粒的表面积，岩石颗粒越细，颗粒的表面越大，结合水含量约大；反之，越小。第14页/共61页第十五页，共61页。7:50114-16毛细管水（半自由水）毛细管水（半自由水）存在于细小的裂隙和孔隙中的水，不受颗粒表面的静电应力影响，但受表面张力和重力影响。存在于细小的裂隙和孔隙中的水，不受颗粒表面的静电应力影响，但受表面张力和重力影响。重力水（研究的主要对象）重力水（研究的主要对象）在重力作用下能自由活动在重力作用下能自由活动(hu dng)的地下水的地下水固态水（冰）固态水（冰）地下水的分布（垂向）地下水的分布（垂向）包气带包气带饱水带饱水带第15页/共61页第十六页，共61页。7:50114-17包气带（包气带（aeratlon zone ）：地面以下潜水面以上的地带。也称非饱和带，）：地面以下潜水面以上的地带。也称非饱和带， 是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带，它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。包气带具有吸收水分、保持水分和传递是大气水和地表水同地下水发生联系并进行水分交换的地带，它是岩土颗粒、水、空气三者同时存在的一个复杂系统。包气带具有吸收水分、保持水分和传递(chund)水分的能力。水分的能力。与非饱和区概念不同，非饱和区一般不包括潜水面之上的毛细上升区（与非饱和区概念不同，非饱和区一般不包括潜水面之上的毛细上升区（capillary fringe）和季节性饱和区域。）和季节性饱和区域。 地下水面以上(yshng)是包气带，以下是饱水带 第16页/共61页第十七页，共61页。7:50114-18按水分分布特点，包气带可分成3个带近地面段为毛细管悬着水带。这个带同大气有强烈的水分交换，水分的增加、减少或消失，同降雨的下渗、土壤的蒸发和植物的散发有关(yugun)。水分的垂直分布随时间而变化。毛细管支持水带。地下水面以上由毛细管水上升而形成，在这一带中土壤的含水量自下而上逐渐减少，这个带的深度随地下水位的升降而变化。介于上述两个带之间的中间包气带。 第17页/共61页第十八页，共61页。7:50114-19四、含水层和隔水层四、含水层和隔水层含水层：能透过并给出相当数量水的岩层。含水层：能透过并给出相当数量水的岩层。隔水层：不能透出并给出水，或透出给出水量较小的岩层。隔水层：不能透出并给出水，或透出给出水量较小的岩层。构成含水层的基本条件构成含水层的基本条件岩层具有容纳重力水的空隙（先决条件）岩层具有容纳重力水的空隙（先决条件）有储存和聚集地下水的地质有储存和聚集地下水的地质(dzh)条件条件 空隙岩层下有隔水层，使水不能下漏空隙岩层下有隔水层，使水不能下漏 水平方向有隔水阻挡，以免水全部流空水平方向有隔水阻挡，以免水全部流空具有充足的补给来源具有充足的补给来源 补给来源决定了含水量的多少和供水保证程度补给来源决定了含水量的多少和供水保证程度第18页/共61页第十九页，共61页。7:50114-205.2 地下水的物理性质地下水的物理性质(wl xngzh)和化和化学成分学成分地下水物理性质主要地下水物理性质主要(zhyo)指水温、颜色、透明度、嗅和味。化学性质由溶解和分散于地下水中的气体、离子、分子，胶体物质和悬浮固体的成分，微生物及这些物质的含量所决定。指水温、颜色、透明度、嗅和味。化学性质由溶解和分散于地下水中的气体、离子、分子，胶体物质和悬浮固体的成分，微生物及这些物质的含量所决定。 影响地下水水质的主要影响地下水水质的主要(zhyo)因素是土壤、岩石的成分，渗透性和地下水的埋藏深度。地下水存在于土壤和岩石的空隙中，与土壤和岩石长期接触，不同地区的土壤和岩石类型不同，地下水的化学成分的地区差异极大。因素是土壤、岩石的成分，渗透性和地下水的埋藏深度。地下水存在于土壤和岩石的空隙中，与土壤和岩石长期接触，不同地区的土壤和岩石类型不同，地下水的化学成分的地区差异极大。 第19页/共61页第二十页，共61页。7:50114-21地下水化学成分地下水化学成分地下水中所含的无机的和有机的化学成分。地下水中所含的无机的和有机的化学成分。地下水是一种浓度较稀的溶液地下水是一种浓度较稀的溶液,它含有常见它含有常见(chn jin)离子离子(最常见最常见(chn jin)的阳离子是钙、镁、钠，最常见的阳离子是钙、镁、钠，最常见(chn jin)的阴离子是重碳酸根、硫酸根、氯根的阴离子是重碳酸根、硫酸根、氯根)、微量组分、微量组分(如氟、溴、碘、硼等如氟、溴、碘、硼等)和气体组成和气体组成(如氮、二氧化碳、甲烷等如氮、二氧化碳、甲烷等)。一定化学成分的地下水是一定的地质环境下的产物。一定化学成分的地下水是一定的地质环境下的产物。硬水(yngshu)：含钙.镁离子较多软水 ：含钙.镁离子较少 总矿化度：地下水中所有离子总矿化度：地下水中所有离子(lz)的总含量的总含量单位：单位：g/L第20页/共61页第二十一页，共61页。7:50114-22习惯上以1升水在105-110度下蒸发干所得的干涸残余物的克数表示的反映地下水所含各种离子(lz),分子和化合物的总量 可以将分析所得阴阳离子含量相加，求得理论干涸残余物总量。可以将分析所得阴阳离子含量相加，求得理论干涸残余物总量。注意注意: 由于在蒸干时有将近一半由于在蒸干时有将近一半(ybn)的的HCO3-了分解生成了分解生成CO，及，及H2O而逸失。所以，阴阳离子相加时，而逸失。所以，阴阳离子相加时， HCO3只取重量的只取重量的50。第21页/共61页第二十二页，共61页。7:50114-23暂时硬度暂时硬度当硬水中钙和镁主要以碳酸氢盐，如当硬水中钙和镁主要以碳酸氢盐，如Ca(HCO3)2、Mg(HCO3)2形式存在时，称为暂时硬水，加热形式存在时，称为暂时硬水，加热(ji r)煮沸时，碳酸氢盐会分解成碳酸盐而沉淀除去；煮沸时，碳酸氢盐会分解成碳酸盐而沉淀除去；如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在，则称为永久硬水，它们不能用煮沸的方法除去。如果硬水中钙和镁主要以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在，则称为永久硬水，它们不能用煮沸的方法除去。 第22页/共61页第二十三页，共61页。7:50114-24按埋藏条件分为包气带水潜水承压水按含水层的空隙性质分为孔隙水裂隙水岩溶水第23页/共61页第二十四页，共61页。7:50114-25包气带水包气带水是指存在是指存在(cnzi)于地面以下包气带中的水于地面以下包气带中的水包气带水的主要包气带水的主要(zhyo)(zhyo)特征：特征：一般矿化度低，但水质最易受污染一般矿化度低，但水质最易受污染所含的上层滞水水量不大，但其常常是引起土质所含的上层滞水水量不大，但其常常是引起土质(t zh)边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。水量不大，但季节性变化强烈水量不大，但季节性变化强烈补给区和分布区是一致的补给区和分布区是一致的上层滞水上层滞水埋藏在离地表不深的包气带中的地下水埋藏在离地表不深的包气带中的地下水第24页/共61页第二十五页，共61页。7:50114-26潜水潜水(qinshu)指埋藏指埋藏(micng)于地表以下，第一个稳定隔水层之上具有自由水面的饱水带中的重力水。于地表以下，第一个稳定隔水层之上具有自由水面的饱水带中的重力水。潜水面的特潜水面的特征征(tzhng)(tzhng)？第25页/共61页第二十六页，共61页。7:50114-27 潜水面一般呈倾斜的各种形态潜水面一般呈倾斜的各种形态(xngti)(xngti)的曲面。的曲面。 潜水面的起伏经常与地形潜水面的起伏经常与地形(dxng)一致，只是比地形一致，只是比地形(dxng)起伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相似性起伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相似性第26页/共61页第二十七页，共61页。7:50114-28当含水层厚度当含水层厚度(hud)变大时，潜水面坡度变缓；变大时，潜水面坡度变缓；当岩层当岩层(yncng)透水性变好，潜水面坡度变缓。透水性变好，潜水面坡度变缓。第27页/共61页第二十八页，共61页。潜水等水位线图是根据所在潜水等水位线图是根据所在(suzi)地区各水文地质点（井、钻孔、试坑和泉等），在大致相同的时间内所测得的潜水面的水位标高编制而成的。地区各水文地质点（井、钻孔、试坑和泉等），在大致相同的时间内所测得的潜水面的水位标高编制而成的。第28页/共61页第二十九页，共61页。7:50114-30ABHHIBAAB潜水等水位潜水等水位(shuwi)线图的用途线图的用途反映潜水与地表水的相互关系；反映潜水与地表水的相互关系；确定潜水的埋藏确定潜水的埋藏(micng)(micng)深度；深度；如有隔水层顶板标高，可以确定含水层的厚度如有隔水层顶板标高，可以确定含水层的厚度可以确定潜水的流向及潜水面的水力可以确定潜水的流向及潜水面的水力(shul)(shul)坡度；坡度；第29页/共61页第三十页，共61页。第30页/共61页第三十一页，共61页。7:50114-32含水层中地下水从外部（如大气含水层中地下水从外部（如大气(dq)降水、地表水等）获得大量补充的过程称为地下水的补给。降水、地表水等）获得大量补充的过程称为地下水的补给。大气降水大气降水(jingshu); (jingshu); 地表水的补给；地表水的补给；含水层之间的补给；含水层之间的补给； I.I.越流补给；越流补给；II.II.直接补给直接补给凝结水凝结水；人工补给人工补给第31页/共61页第三十二页，共61页。7:50114-33潜水的补给潜水的补给(b j)(b j)大气降水大气降水第32页/共61页第三十三页，共61页。7:50114-34河流补给潜水河流补给潜水(qinshu)潜水潜水(qinshu)(qinshu)的补给的补给地表水的补给地表水的补给第33页/共61页第三十四页，共61页。7:50114-35蒸发蒸发(zhngf);(zhngf);泉的排泄；泉的排泄；向地表水排泄；向地表水排泄；人为排泄。人为排泄。潜水潜水(qinshu)(qinshu)的排泄的排泄泉泉潜水的排泄潜水的排泄向地表水排泄向地表水排泄第34页/共61页第三十五页，共61页。7:50114-36承压水承压水埋藏埋藏(micng)并充满在两个隔水层之间的含水层中的地下水，是一种有压重力水。并充满在两个隔水层之间的含水层中的地下水，是一种有压重力水。含水层含水层第35页/共61页第三十六页，共61页。7:50114-37承压水的形成承压水的形成(xngchng)(xngchng)最适宜形成承压水的地质最适宜形成承压水的地质(dzh)构造有：构造有：向斜构造向斜构造单斜构造单斜构造承压盆地承压盆地承压斜地承压斜地承压盆地承压盆地(pnd)此类承压水的水位受到气候及地形的控制，往往具有较好的径流条件。此类承压水的水位受到气候及地形的控制，往往具有较好的径流条件。第36页/共61页第三十七页，共61页。7:50114-38第37页/共61页第三十八页，共61页。7:50114-39承压斜地承压斜地岩性变化形成承压斜地断裂构造形成承压斜地第38页/共61页第三十九页，共61页。7:50114-40承压含水层在同一区域内均可在不同深度有着承压含水层在同一区域内均可在不同深度有着(yu zhe)若干层同时存在的情况，它们之间的水头高度与地形和构造二者有关。若干层同时存在的情况，它们之间的水头高度与地形和构造二者有关。第39页/共61页第四十页，共61页。7:50114-41大气降水大气降水(jingshu)(jingshu)；地表水；地表水；潜水。潜水。承压水的补给承压水的补给(b j)(b j)地表水地表水承压水的补给承压水的补给大气降水大气降水当补给区当补给区位于河床地带位于河床地带时，地表水才可以成为补给来源。时，地表水才可以成为补给来源。第40页/共61页第四十一页，共61页。7:50114-42当承压含水层补给区位于潜水之下，潜水可以当承压含水层补给区位于潜水之下，潜水可以(ky)泄入承压含水层中构成其补给源。泄入承压含水层中构成其补给源。承压水的补给承压水的补给(b j)(b j)潜水潜水承压水的排泄承压水的排泄(pixi)(pixi)向潜水排泄向潜水排泄; ;泉的排泄；泉的排泄；向地表水排泄。向地表水排泄。第41页/共61页第四十二页，共61页。7:50114-43当排泄当排泄(pixi)区上有潜水存在时，则可以排泄区上有潜水存在时，则可以排泄(pixi)入潜水中。入潜水中。承压水的排泄承压水的排泄(pixi)(pixi)潜水潜水承压水的排泄承压水的排泄(pixi)(pixi)泉泉当当侵蚀面下切侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉水形式排泄。达到承压含水层时，就以泉水形式排泄。第42页/共61页第四十三页，共61页。7:50114-44导水断层切断含水层时，沿断层带，承压水也可以泉的形式导水断层切断含水层时，沿断层带，承压水也可以泉的形式(xngsh)排泄。排泄。承压水的排泄承压水的排泄(pixi)(pixi)泉泉承压水的排泄承压水的排泄(pixi)(pixi)地地表水表水第43页/共61页第四十四页，共61页。7:50114-45径流条件的好坏与地形条件、含水层的透水性径流条件的好坏与地形条件、含水层的透水性、补给、补给(b j)区与排泄区的水位差、承压含水层区与排泄区的水位差、承压含水层的挠曲程度等有关。的挠曲程度等有关。承压水的涌水量承压水的涌水量承压含水层的涌水量，主要与含水层的分承压含水层的涌水量，主要与含水层的分布布(fnb)范围、厚度、透水性、补给区的范围、厚度、透水性、补给区的大小、水的补给来源等因素有关。大小、水的补给来源等因素有关。第44页/共61页第四十五页，共61页。7:50114-46孔隙水孔隙水裂隙水裂隙水岩溶水岩溶水风化裂隙水风化裂隙水成岩裂隙水成岩裂隙水构造裂隙水构造裂隙水地下水按含水层性质地下水按含水层性质(xngzh)分类分类孔隙水孔隙水:存在存在(cnzi)于松散岩层的孔隙中。包括第四系和坚硬基岩的风化壳。多呈均匀而连续的层状分布。一般情况下，颗粒大而均匀，则含水层孔隙也大、透水性好，地下水水量大、运动快、水质好；反之，则含水层孔隙小、透水性差，地下水运动慢、水质差、水量也小。于松散岩层的孔隙中。包括第四系和坚硬基岩的风化壳。多呈均匀而连续的层状分布。一般情况下，颗粒大而均匀，则含水层孔隙也大、透水性好，地下水水量大、运动快、水质好；反之，则含水层孔隙小、透水性差，地下水运动慢、水质差、水量也小。孔隙水由于埋藏条件不同，可形成孔隙水由于埋藏条件不同，可形成(xngchng)孔隙孔隙-包气带水、孔隙包气带水、孔隙-潜水和孔隙潜水和孔隙-承压水承压水第45页/共61页第四十六页，共61页。7:50114-47主要分布在山区和第四系松散覆盖层下面的基岩中，裂隙(li x)的性质和发育程度决定了裂隙(li x)水的存在和富水性。裂隙水：埋藏在坚硬裂隙水：埋藏在坚硬(jinyng)岩石裂隙中的地下水岩石裂隙中的地下水岩石的裂隙按成因可分为风化裂隙、成岩裂隙和构造裂隙三种(sn zhn)类型，相应地也将裂隙水分为风化裂隙水、成岩裂隙水和构造裂隙水。第46页/共61页第四十七页，共61页。7:50114-48岩溶水岩溶水埋藏于溶隙中的重力埋藏于溶隙中的重力(zhngl)水称为岩溶水水称为岩溶水可以是潜水，也可以是承压水。可以是潜水，也可以是承压水。岩溶水具有水量大、运动岩溶水具有水量大、运动(yndng)快、在垂直和水平方向上分布不均匀的特性快、在垂直和水平方向上分布不均匀的特性第47页/共61页第四十八页，共61页。7:50114-49泉泉泉是地下水天然露头泉是地下水天然露头(lu tu)。是地下水的主要排泄方式之一。是地下水的主要排泄方式之一。 泉的类型（补给源）泉的类型（补给源） 包气带泉：主要是上层滞水补给，水量小，季节变化大，动态不稳定。包气带泉：主要是上层滞水补给，水量小，季节变化大，动态不稳定。潜水泉（下降泉）：主要靠潜水补给，动态较稳定，有季节性变化规律。潜水泉（下降泉）：主要靠潜水补给，动态较稳定，有季节性变化规律。侵蚀侵蚀(qnsh)泉：当河谷、冲沟向下切割含水层，地下水涌出地表便成泉，这主要和侵蚀泉：当河谷、冲沟向下切割含水层，地下水涌出地表便成泉，这主要和侵蚀(qnsh)作用有关，故叫侵蚀作用有关，故叫侵蚀(qnsh)泉泉第48页/共61页第四十九页，共61页。7:50114-505.4 地下水的运动地下水的运动(yndng)达尔西达尔西(Darcy)定律定律(dngl)地下水线性渗透地下水线性渗透(shntu)的基本定律：的基本定律： Q=KA(H1-H2)/L = KAI 或或v =Q/A=KI 第49页/共61页第五十页，共61页。7:50114-51降低地下水会使软土地基产生固结沉降降低地下水会使软土地基产生固结沉降 ； 不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现象不合理的地下水流动会诱发某些土层出现流砂现象(xinxing)和机械潜蚀；和机械潜蚀；地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基础产生浮托作用；地下水对位于水位以下的岩石、土层和建筑物基础产生浮托作用；某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。某些地下水对钢筋混凝土基础产生腐蚀。第50页/共61页第五十一页，共61页。7:50114-52一、地下水位下降引起一、地下水位下降引起(ynq)软土地基沉降软土地基沉降对于软土层，如进行人工降低地下水位时，如降水措施不当， 会带来以下后果： 周围地基土层产生固结沉降； 可能造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降 使建筑物基础下的土体颗粒流失，甚至掏空，导致建筑物开裂和危及(wij)安全使用。第51页/共61页第五十二页，共61页。7:50114-53二、动水压力产主流二、动水压力产主流(zhli)土和管涌（潜蚀）土和管涌（潜蚀）流土：当地下水自下而上流动时产生的动水压力等于土体的有效重度时，流土：当地下水自下而上流动时产生的动水压力等于土体的有效重度时， 土颗粒之间的有效应力等于零，土粒就处于悬浮土颗粒之间的有效应力等于零，土粒就处于悬浮(xunf)状态，这种现状态，这种现象称为流土。象称为流土。第52页/共61页第五十三页，共61页。7:50114-54管涌（机械潜蚀）：土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带管涌（机械潜蚀）：土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流携带(xidi)而走，时间长了，在土层中将形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加，将这种现象称为管涌。而走，时间长了，在土层中将形成管状空洞，使土体结构破坏，强度降低，压缩性增加，将这种现象称为管涌。第53页/共61页第五十四页，共61页。7:50114-55三、地下水的浮托作用三、地下水的浮托作用(zuyng)当建筑物基础(jch)底面位于地下水位以下时，地下水对基础(jch)底面产生静水压力，即产生浮托力。地下水不仅对建筑物基础(jch)产生浮托力，同样对其水位以下的岩石、土体产生浮托力。第54页/共61页第五十五页，共61页。7:50114-56四、承压水对基坑四、承压水对基坑(j kn)的作用的作用深基坑下部有承压含水层时，必须分析承压水头是否会冲毁基坑底部的粘性上层，通常用压力(yl)平衡概念进行验算。第55页/共61页第五十六页，共61页。7:50114-57第56页/共61页第五十七页，共61页。7:50114-58五、地下水对钢筋五、地下水对钢筋(gngjn)、混凝上的腐蚀、混凝上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。腐蚀类型(lixng)分为三种1结晶类腐蚀2分解类腐蚀3结晶分解复合类腐蚀地下水的腐蚀地下水的腐蚀(fsh)作用：对钢筋、混凝土作用：对钢筋、混凝土第57页/共61页第五十八页，共61页。7:50114-59分解分解(fnji)类腐蚀类腐蚀地下水中含有CO2 ，CO2与混凝土中的Ca(OH)2作用(zuyng)，生成碳酸钙沉淀。Ca(OH)2十CO2CaCO3十H2O结晶结晶(jijng)类腐蚀类腐蚀地下水中硫酸根离子与混凝土中的Ca(OH)2起反应，生成二水石膏结晶体CaSO42H2O，这种石膏再与水化铝酸钙CaOA12O36H2O发生化学反应，生成水化硫铝酸钙硫铝酸钙，这是一种铝和钙的复合硫酸盐，习惯上称为水泥杆菌水泥杆菌。 第58页/共61页第五十九页，共61页。7:50114-60结晶结晶(jijng)分解复合类腐蚀分解复合类腐蚀地下水中NH4+、NO3- 、Cl和Mg2离子的含量超过一定(ydng)数量时，与混凝土中的Ca(OH)2发生反应MgSO4+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaSO4MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2Ca(OH)2与镁盐作用的生成物中，除Mg(OH)2不易溶解(rngji)外，CaC12则易溶于水，并随之流失；硬石膏CaSO4一方面与混凝土中的水化铝酸钙反应生成水泥杆菌 ,另一方面，硬石膏遇水后生成二水石膏 ,水石膏在结晶时，体积膨胀，破坏混凝土的结构 第59页/共61页第六十页，共61页。7:50114-61腐蚀性评价腐蚀性评价(pngji)标准标准第60页/共61页第六十一页，共61页。