岩石中的孔隙和水分

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1、第二章岩石中的孔隙和水分8/10/20211第二章岩石中的孔隙和水分内容：掌握岩土中空隙的三种类型：孔隙、裂隙和溶穴；重点掌握孔隙的大小、多少（空隙率）的表征及其影响因素；了解不同空隙的特征与他们之间的差异。掌握空隙中水的存在形式，了解结合水、重力水、毛细水的特点；掌握岩土孔隙度、给水度、持水度的概念和他们的关系，以及影响因素；了解容水度、含水量、透水性的概念。重难点：岩土中空隙的三种类型，以及影响孔隙的大小、多少（空隙率）的因素（也是难点）；空隙中水的存在形式及其特征；重点掌握岩土孔隙度、给水度（也是难点）和持水度的概念以及他们的关系。8/10/20212岩

2、石中的孔隙：岩石中水的存在形式与水的储容及运移有关的岩石性质有效应力原理与松散岩土压密孔隙、裂隙、溶穴结合水、重力水、毛细水，气态水、固态水及矿物中的水容水度、含水量、给水度持水度、透水性8/10/20213第一节岩土中的空隙地壳表层十余公里范围内，都或多或少存在着空隙，特别是深部1~2km以内，空隙分布较为普遍。按维尔纳茨基（В．И．Вернадский）的形象说法，“地壳表层就好象是饱含着水的海绵”。岩石——在水文地质学中包括坚硬的岩石（基岩）及松散的土层。空隙——是指岩石（岩土）中各种类型的空洞的总称。8/10/20214图2—1岩石中的各种空隙〔据迈因

3、策尔修改补充〕1—分选良好，排序疏松的砂；2—分选良好，排列紧密的砂；3—分选不良的，含泥、砂的砾石；4—经过部分胶结的砂岩；5—具有结构性孔隙的粘土；6—经过压缩的粘土；7—具有裂隙的岩石；8—具有溶隙及溶穴的可溶岩8/10/20215研究空隙的意义：空隙是地下水的赋存场所（places）和运移通道（conduits）。空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。空隙依据成因分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴8/10/20216一、孔隙孔隙:松散岩石颗粒间的空隙.土体孔隙特征主要描述孔隙的大小

4、、多少、形状、连通性与胶结等。松散土体宏观上可以分为两大类：砂砾石土和粘性土。（1）砂砾石孔隙大小及其影响因素首先，请大家比较以下三种砂砾石试样的孔隙大小三种试样所构成的孔隙哪类大？哪类小？第二章岩石中的孔隙与水分a—砾石（模型）b—砂样c—砂砾混合样8/10/20217颗粒名称粒径/mm颗粒名称粒径石块>10粉粒石砾粗粉粒0.05～0.01粗砾10～3细粉粒0.01～0.005细砾3～1黏粒砂粒粗黏粒0.005～0.001粗砂粒1～0.25细黏粒<0.001细砂粒0.25～0.05我国土粒分级标准8/10/20218简单归纳，影响砂砾石土孔隙大小的主要因素有

5、：①颗粒大小：与构成砂砾石土的颗粒粒径成正比（图2-1理解）②颗粒排列：立方体（疏松）、四面体（紧密）由图2-2可以总结出，颗粒呈立方体排列为最疏松的排列方式，颗粒呈四面体排列为最紧密的排列方式。因此，颗粒排列的紧密程度，影响孔隙大小。第二章岩石中的孔隙与水分图2-2颗粒的排列形式(参照格雷通)8/10/20219③试样的分选：试样的分选是指样品的颗粒粒径的级配情况。在颗粒成分累积曲线上，取累积含量为60％处的颗粒直径，除以累积含量为10％处的颗粒直径，此系数可表征松散岩石的分选程度。试样颗粒粒径分布域大，试样的分选也就差，颗粒大小越混杂，大孔隙易被小颗粒充填

6、，样品的孔隙也就变小。样品分选较差时，孔隙大小取决于充填大孔隙中实际构成孔隙的细小颗粒的直径（如图2-1，3）。④颗粒形状及胶结充填情况等。（自学）。第二章岩石中的孔隙与水分8/10/202110孔隙的大小：可以用孔喉（d）和孔腹（d`）来定量表征。理想条件下孔喉（d）、孔腹（d`）与构成孔隙颗粒的直径有关，如图2-2理想等粒圆球状颗粒，立方体排列条件下，有以下关系：孔喉(d)与颗粒(D)的关系为：d=0.414D孔腹(d`)与颗粒(D)的关系为:d`=0.732D第二章岩石中的孔隙与水分8/10/202111（2）砂砾石的孔隙度（porosity）及其影响因

7、素孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标，常用n表示。孔隙度是指某一体积岩土(包括孔隙在内)中孔隙体积所占的比例。式中：为孔隙度，为孔隙体积，为岩石总体积。孔隙度是一个比值，常用可用小数或百分数表示。请思考并回答：砂砾类土的孔隙度大小与什么有关？第二章岩石中的孔隙与水分8/10/202112a.与排列有关：试样排列的紧密与疏松是影响孔隙度的重要因素由几何学可知，立方体排列为最松散排列，四面体排列为最紧密排列，自然界中松散岩石的孔隙度大多介于此两者之间。理想最疏松排列孔隙度为47.64%，最紧密排列孔隙度为25.95%。（参照图2-2）b.与分选有关：这点与上述讨

8、论影响孔隙大小的原理相同，图2-1—三