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2017年岩土工程师考试《基础知识》知识点:地下水的地质作用

2017-07-14 16:15 来源:建设工程教育网整理 打印 | 收藏 |
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  九月的岩土工程师执业资格考试马上就要到来了,为了助力考生备考,建设工程教育网的老师们为考生总结出以下知识点,助在备考路上坚持不懈的你一臂之力!

  地下水的地质作用

  一、地下水的物理性质:

  温度、颜色、透明度、嗅味、味道、导电性和放射性等。

  二、地下水的化学成分:

  1)主要离子成分:见书61页

  2)主要气体成分:O2、H2S、N2、CO2

  3)地下水的胶体成分与有机质

  三、岩石中的空隙特征与地下水的存在形式

  1、岩石中的空隙

  岩石空隙是地下水的储存场所和运移通道。可把空隙分为三类:松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙和可溶岩中的溶隙。

  孔隙:松散岩石是由大小不等的颗粒组成,颗粒或颗粒集合体之间的空隙,称之为孔隙。

  孔隙度 = 孔隙的体积/松散岩石的体积×100%

  影响因素:(1)排列方式,立方体排列最松散,四面体排列最紧密;(2)密实程度,越松,孔隙越大越;(3)均匀性,越均匀,孔隙度越大;(4)形状:棱角越明显,通常排列就越松散;(5)胶结程度。

  裂隙:固结的岩石,包括沉积岩、变质岩、岩浆岩,受地壳运动及其它内外地质应力作用下,岩石破裂变形产生的空隙。

  裂隙率 = 裂隙体积/岩石总体积×100%

  注意测定裂隙的方向、宽度、延伸长度、充填程度等。

  溶隙:可溶岩中的各种裂隙,被流水溶蚀扩大成为各种形态的溶隙。

  岩溶率 = 溶隙的体积/岩石的总体积×100%

  溶隙的规模十分悬殊,大的溶洞可宽达数十米,高数十米乃至百余米,长达几至几十公里,而小的溶孔直径只有几毫米。

  岩石中的空隙,必须以一定方式连接起来构成空隙网络,才能成为地下水有效的储容空间和运移通道。

  四、岩石中地下水的存在形式

  1、岩石“骨架”中的地下水:沸石水、结晶水(以中性水分子的形式存在,如石膏:Ca[SO4]·2H2O)、结构水(参与晶格中,以H+ 、(OH)-、(H3O))等离子形式存在。

  2、岩石中空隙中的地下水:主要形式有:

  结合水(强结合水,又称吸着水;弱结合水,薄膜水)、重力水、毛细水、固态水和气态水。

  五、含水层与隔水层

  1、含水层:

  指能够透过并给出相当数量水的岩层。

  2、隔水层:不能透过水,或是透过和给出的水的数量微不足道的岩层。

  u 所以划分含水层与隔水层的标志不是含不含地下水,关键看所含地下水的性质。

  u 两者划分是相对的,并不存在截然的界限或绝对的定量标志。从某种意义上将,两者是相对比较而划分的。

  u 两者在一定条件下可以相互转化。如在较大的水头差的作用下,致密粘土含的结合水也可能发生流动,也能透过和给出一定量的地下水。

  u 通常是指在松散岩石中,如在岩溶中,地下水分布极不均匀,称岩溶含水系更合适;在裂隙中,如连通良好,称裂隙含水层是适合的,但裂隙受局部构造控制时,例如一条较大的张性断裂穿越岩性不同的地层,断裂带中水分布连续且均匀,这时称含水带更合适。

  六、地下水对土木工程的影响

  1、地面沉降

  当抽水时,在抽水井周围形成降水漏斗。在降水漏斗范围内的土层将发生固结沉降。由于土层的不均匀性和边界条件的复杂性,降水漏斗往往是不对称的,会使周围建筑物或地下管线产生不均匀沉降,甚至开裂。

  控制地面沉降最好的方法是合理开采地下水,多年平均开采量不能超过平均补给量。在地面沉降已经严重发生的地区,对含水层进行回灌可使地面沉降适当恢复,但要想大量恢复是不可能的。

  2、地面塌陷

  地面塌陷是松散土层中所产生的突发性断裂陷落,多发生于岩溶地区,在非岩溶地区也能见到。

  地面塌陷多为人为局部改变地下水位引起的。为杜绝地面塌陷的发生,在重大工程附近应严格禁止能大幅度改变地下水位的工程施工。

  地面塌陷危害:破坏农田、水利工程、交通线路,引起房屋破裂倒塌、地下管道断裂。

  3、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。

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