《水文地质学基础教学课件》第二章 岩石中的空隙与水2.ppt
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1、主讲教师:张卫民,Fundamentals of Hydrogeoloy 水文地质学基础,第二章 岩石中的空隙与水(下) The Interstices and Water in Rocks,Company Logo,,本章内容,2.1 岩石中的空隙,2.2 岩石空隙中的水,2.3 岩石的水理性质,Company Logo,,2.2 岩石空隙中的水,存在形式: 设想实验:材料(小石子、细管)+水(水杯) (1)在小石子之上滴上几滴水,小石子上就会有残留水? (2)在饱水试样中,小石子上和小石子孔隙间的水? (3)将玻璃细管插入水中,取出,管中残留水? 通过上述3例及图示空隙中水的存在形式: 结
2、合水(absorbed water, bound water) 重力水(gravitational water;bulk water) 毛细水(capillary water),Company Logo,,2.2.1 结合水,结合水(absorbed water, bound water) (1)定义 附着于固体表面,在自身重力下不能运动的水 (2)类型 强结合水:离固相颗粒表面非常近的水; 弱结合水:离固相颗粒表面较远的水。 (3)性质 结合水具有固态和液态水的双重性质,即在自身重力作用下不能运动,在外力作用下能够移动(运动)及变形,也可以说其具有一定的抗剪强度。 ?抗剪强度的产生与大小与什
3、么有关? 表面引力(固相表面与水分子间静电引力)服从库仑定律,随固体表面的距离加大而减弱,结合水与重力水,Company Logo,,结合水与重力水,Company Logo,,表面引力服从库仑定律, 随固体表面的距离加大而减弱,结合水与重力水,结合水,水分子极性与土粒带电荷,Company Logo,,重力水(gravitational water; bulk water) 远离固相表面,水分子受固相表面吸引力的影响极其微弱,主要受自身重力影响。在自身重力影响下可以自由运动的水叫重力水 地层内岩石空隙中如果存在一定的重力水,就可以通过泉,或井流出(抽出) 重力水是水文地质学研究的主要对象,也
4、是勘察的主要对象,2.2.2 重力水,结合水与重力水,Company Logo,,毛细水(capillary water) 1、基本概念 毛细现象: 细小管插入水中,水上升至一定高度停下来 在土层中挖个洞,在洞内放个接渗皿,能否接到水?北方地窖,陕北的窑洞 毛细力: 毛细水:受到表面吸引力与重力作用,还有另一种力作用称毛细力的作用,产生毛细现象 我们可以把毛细力归纳为3点:,2.2.3 毛细水,毛细水,空隙中的水,毛细水,Company Logo,,毛细水,孔角毛细水,Company Logo,,思考: 1. 上细下粗土层,滴水,水停留在何处? 2. 黄土层中挖平洞,下大雨后,洞内能否接到水?
5、,毛细水,滴水 下雨 砂土 黄土 器皿 砾石,Company Logo,,毛细力: 毛细力的产生: 是在三相(固、液、气)界面上内弯液面引起液面弯曲产生的。 毛细力的方向: 作用方向始终指向弯曲液面的凹侧 毛细力的大小: 毛细力大小与弯液面的曲率成正比(曲率大,毛细力大;曲率小,毛细力小) 一根毛细管子,管径越小,毛细力越大; 毛细力大,毛细上升高度也越大,2.2.3 毛细水,Company Logo,,2、毛细水的存在形式(states forms) 在岩石空隙中,毛细水的存在形式可分为三种: a) 支持毛细水(supporting capillary water ) 在地下水面支持下存在的
6、(附着水面上的),随地下水升降而升降。上升高度与水面上部的岩石孔隙性质有关 b) 悬挂毛细水(suspension capillary water ) 脱离水面,岩石细小孔隙中保留的水分,称为悬挂毛细水 上细下粗土层与砂砾试样的例子?悬挂毛细水的高度 c) 孔角毛细水(触点毛细水)(corner water, contiguity water?) 孔角毛细水与悬挂毛细水是不同? 悬挂毛细水似串珠状且连续分布的,孔角毛细水是孤立的,2.2.3 毛细水,支持与悬挂毛细水,小结,Company Logo,,支持毛细水与悬挂毛细水,Company Logo,,2.2 岩石空隙中的水小结,小结 岩石空隙
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