工程地质地下水的地质作用ppt课件.ppt
59-1,第二节地下水的地质作用,一、地下水的基本知识二、地下水的基本类型三、地下水对土木工程的影响,59-2,一、地下水的基本知识,（一）水在岩土中的存在状态 （二）岩土的主要水理性质（三）地下水的物理性质与化学性质,地下水是指存在于地面以下，松散堆积物和岩石空隙（孔隙、裂隙、岩隙）中的水。,59-3,（一）水在岩土中的存在状态,气态水吸着水（强结合水）薄膜水（弱结合水）毛细水重力水（自由水）固态水,59-4,59-5,（二）岩土的主要水理性质,容水性持水性给水性透水性,59-6,指岩土能容纳一定水量的性能。,容水性,59-7,持水性,依靠分子引力或毛细力，在岩土孔隙、裂隙中能保持一定数量水体的性能。,59-8,在重力作用下，饱水岩土能够流出一定水量的性能。,给水性,59-9,岩土允许水透过的性能称为透水性。,透水性,透水的半透水的不透水的,59-10,（三）地下水的物理性质与化学性质,温度颜色透明度嗅味口味比重导电性放射性等,1地下水的物理性质,59-11,2地下水的化学成分,N2、O2、CO2、CH4、H2S及放射性气体等,离 子,阳离子:H+、Na+、K+、NH4+、Mg2+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+等阴离子:OH-、Cl-、HCO3-、NO2-、SO42-、CO32-、SiO32-、PO43-等,Fe2O3、Al2O3等,化合物,气 体,59-12,总矿化度指地下水中所含的各种离子、分子及化合物的总量。,3.地下水按化学成分分类,按总矿化度分类,59-13,地下水的硬度指水中所含钙、镁离子的数量。总硬度水中所含钙、镁离子总量。暂时硬度可由煮沸去掉的钙、镁离子含量。永久硬度煮沸后能保留下来的钙、镁离子的含量。,按硬度分类,总硬度 = 暂时硬度 永久硬度,59-14,德 国 方 法：硬度1相当于每升溶液中含有CaO10mg；原苏联方法：用每升水溶液中所含钙、镁离子的毫克当量数表示硬度。,表示硬度的方法,59-15,按pH值分类,59-16,4地下水对混凝土的侵蚀性,碳酸侵蚀分解类侵蚀，水中侵蚀性CO2造成硫酸侵蚀-结晶类侵蚀，水中的 造成镁盐侵蚀-结晶分解复合侵蚀， 造成,59-17,二、地下水的基本类型,（一）地下水按埋藏条件分类（二）地下水按含水层性质分类,59-18,（一）地下水按埋藏条件分类及其特征,潜水,包气带水,承压水,59-19,是指存在于地面以下包气带中的水。,包气带水,59-20,(1)水量不大，但季节性变化强烈。(2)补给区和分布区是一致的。(3)一般矿化度低，但水质最易受污染。(4)所含的上层滞水水量不大，但其常常是引起土质边坡滑坍，地基、路基沉陷、冻胀等病害的重要因素。,包气带水的主要特征：,59-21,潜水,指埋藏于地表以下，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。,59-22,潜水面的特征, 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相似性。当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。,59-23, 潜水面一般呈倾斜的各种形态的曲面。,59-24, 潜水面的起伏经常与地形一致，只是比地形起伏平缓一些；潜水面与地表面的形态具有相似性。,地表地形的影响,59-25,当含水层厚度变大时，潜水面坡度变缓；,含水层厚度的影响,59-26,当岩层透水性变好，潜水面坡度变缓。,岩层透水性的影响,潜水等水位线图,潜水等水位线图是根据所在地区各水文地质点（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。,59-28,潜水等水位线图的用途,反映潜水与地表水的相互关系；确定潜水的埋藏深度；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坡度；,59-30,潜水的补给,含水层中地下水从外部（如大气降水、地表水等）获得大量补充的过程称为地下水的补给。,59-31,潜水的补给,大气降水;地表水的补给；含水层之间的补给； I.越流补给；II.直接补给凝结水；人工补给,59-32,潜水的补给大气降水,59-33,河流补给潜水,潜水的补给地表水的补给,59-34,潜水的排泄,蒸发;泉的排泄；向地表水排泄；人为排泄。,59-35,潜水的排泄泉,59-36,潜水补给河流,潜水的排泄向地表水排泄,59-37,承压水,埋藏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。,59-38,承压水的形成,最适宜形成承压水的地质构造有：,向斜构造单斜构造,承压盆地承压斜地,59-39,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。,承压盆地,59-40,59-41,承压斜地,岩性变化形成承压斜地,断裂构造形成承压斜地,59-42,承压含水层在同一区域内均可在不同深度有着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。,59-43,承压水的补给,大气降水；地表水；潜水。,59-44,承压水的补给大气降水,59-45,当补给区位于河床地带时，地表水才可以成为补给来源。,承压水的补给地表水,59-46,当承压含水层补给区位于潜水之下，潜水可以泄入承压含水层中构成其补给源。,承压水的补给潜水,59-47,承压水的排泄,向潜水排泄;泉的排泄；向地表水排泄。,59-48,当排泄区上有潜水存在时，则可以排泄入潜水中。,承压水的排泄潜水,59-49,当侵蚀面下切达到承压含水层时，就以泉水形式排泄。,承压水的排泄泉,59-50,导水断层切断含水层时，沿断层带，承压水也可以泉的形式排泄。,承压水的排泄泉,59-51,河谷下切至含水层，则承压水向地表水排泄。,承压水的排泄地表水,59-52,承压水的径流,径流条件的好坏与地形条件、含水层的透水性、补给区与排泄区的水位差、承压含水层的挠曲程度等有关。,59-53,承压含水层的涌水量，主要与含水层的分布范围、厚度、透水性、补给区的大小、水的补给来源等因素有关。,承压水的涌水量,59-54,（二）地下水按含水层性质分类,孔隙水裂隙水岩溶水,风化裂隙水成岩裂隙水构造裂隙水,59-55,三、地下水对土木工程的影响,（一）地面沉降（二）流砂和潜蚀,59-56,抽水,含水层水位下降,有效应力增加,地面沉降,土层的不均匀性边界条件的复杂性,地面不均匀沉降,地面建筑物和地下管线不同程度的损坏,地面沉降,59-57,流砂和潜蚀,流砂在饱和土中，如果土颗粒之间的有效应力为零，则土颗粒将悬浮于水中，出现随水一起流出的现象称为流砂。,潜蚀在地下水渗透力的作用下，土中的细小颗粒穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流逐渐带走，久而久之，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，这种现象称为机械潜蚀。,59-58,思考题：1. 讨论包气带水、潜水、承压水它们在埋藏条件、补给、径流和排泄上的异同。作业题：1. 我们学过的地下水的分类方法有哪些？它们是怎样分类的，各分为哪几类？2. 分析潜水等水位线图的编制方法及主要用途。,
