地下水概论第2部分 岩石中的孔隙与水分（上

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1、第二部分岩石中的空隙与水TheIntersticesandWaterinRocksHydrogeoloy水文地质学CompanyLogowww.themegallery.com2.1岩石中的空隙2.2空隙中的水2.3岩石的水理性质本章内容CompanyLogowww.themegallery.com2.1岩石中的空隙1．岩石空隙在地球上的分布岩石中空隙的存在地下水的赋存提供了必要的空间条件2．岩石空隙的水文地质意义及空隙特征岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。岩石空隙的特征（也叫岩石的空隙性）主要有：形状、大小、多少、连通性和分布规律。岩石空隙的这些特征对地下水的储存与运动具有重要

2、的影响。CompanyLogowww.themegallery.com2.1岩石中的空隙岩石——水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层空隙——岩、土中各种类型的空洞的总称空隙—是地下水赋存场所（places）和运移通道（conduits）空隙分为1.孔隙（pore）--unconsolidatedsoil--（第四纪地质学）2.裂隙（fissure）--hardrock---（构造地质学）3.溶穴（cavity）--dissolublerock--（岩溶地貌学）《工程地质学》是从土层的物理力学指标（性能）来讨论，如土的压缩性或强度变形。下面以孔隙为例，讨论描述空隙特征的有关概念，参数

3、（指标）和分析方法。CompanyLogowww.themegallery.com孔隙（pore,void）土体孔隙的描述有：孔隙的大小，多少，形状，连通与分布松散土体宏观上可以分为2大类：砂性土与粘性土类1、砂砾石孔隙大小及其影响因素试样a—砾石(模型)，试样b—砂土样品，试样c—砂砾混合样品？提问：试样a与b构成的孔隙哪种大？哪种小？颗粒大小----有关？简单归纳---砂砾石土孔隙大小与什么有关？颗粒大小、排列——立方体或四面体、分选、胶结与充填等孔隙大小特征的描述：孔喉(d)d=0.414D孔腹(d’)d’=0.732D(上述为：立方体排列的理想等径园球颗粒）2.1.1孔隙W

4、hataretheTypesofPores(Openings)?Granular(Primary)SandClayPeatSecondaryFracturesDissolution(dissolvedmatrix)PrimaryAfunctionofgrainsizedistribution,alsopackingDecreaseswithdepth–compactionandpressuresolutionPorosityincreasesasdepthdecreases.Thisisonaccountoftheweightontopofthedeepermaterials.Po

5、rosityalsotendstoincreasewithgrainsize.Why?CompanyLogowww.themegallery.coma—砾石(模型)b—砂土样品c—砂砾混合样品孔隙与粒径关系CompanyLogowww.themegallery.com松散砂砾石孔隙大小与分选的关系—好、坏？黄土沙丘洪积物粒径mm含量%CompanyLogowww.themegallery.com立方体排列与四面体排列DdDd立方体排列四面体排列CompanyLogowww.themegallery.com2.1.1孔隙2、砂砾石的孔隙度（porosity）及其影响因素孔隙度是描述松

6、散岩石中孔隙多少的指标定义：某一体积岩石（包括颗粒骨架与空隙在内）中孔隙体积所占的比例。通常用n表示？问：孔隙度的大小与什么有关？——与颗粒大小有关？a.与排列有关——紧密与疏松理想最疏松孔隙为47.64%，最紧密排列孔隙为25.95%。b.与分选有关——下面试样哪个孔隙度大？哪个小？试样：①砾石②砂石③混合样c.完全混合试样时，孔隙度n混=n砾×n砂（请自己推导证明）影响孔隙度大小的主要因素是试样的分选程度。TotalPorosity1unitvolumeTotalPorosity(nt)=VporesVtotal=fraction2.1.1孔隙Sandandgravel0.1-

7、0.2Clay>0.72.1.1孔隙CompanyLogowww.themegallery.com不同颗粒大小的试样——孔隙度？(2)是孔隙比。岩石的孔隙比(e，简称隙比)是指某一体积岩石内孔隙的体积(Vn)与固体颗粒体积(Vs)的比值。孔隙比：因为Vt=Vn+Vs，故孔隙度与孔隙比之间有如下关系e=n/(1-n)。松散岩石压缩(或膨胀变形)时，孔隙体积(Vn)发生变化，而颗粒体积(Vs)不变，故孔隙比与孔隙体积变化成正比，在涉及变形时，采用孔隙比方便些，而涉及水的储