水文地质学基础-岩石中的空隙与水解析.ppt

地下水科学与工程教研室地下水科学与工程教研室水文地质学基础水文地质学基础Fundamentals of Hydrogeology第二章第二章 岩石中的孔隙与水分岩石中的孔隙与水分2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质2.4 2.4 有效应力原理与松散岩土压密有效应力原理与松散岩土压密2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙岩石：岩石：指坚硬的岩石及松散的土层（水文地质学定义）指坚硬的岩石及松散的土层（水文地质学定义）2.1.1 2.1.1 岩石空隙的种类岩石空隙的种类空隙：空隙：岩石中没有被固体颗粒占据的那部分空间岩石中没有被固体颗粒占据的那部分空间松散岩石中的松散岩石中的孔隙孔隙坚硬岩石中的坚硬岩石中的裂隙裂隙可溶岩石中的可溶岩石中的溶穴溶穴地下水赋存场所和运移通道地下水赋存场所和运移通道未固结松散岩层未固结松散岩层固结岩层固结岩层可溶岩层可溶岩层分选好，排列疏松的砂分选好，排列疏松的砂分选好，排列紧密的砂分选好，排列紧密的砂分选不好，含泥砂的砾石分选不好，含泥砂的砾石部分胶结的砂岩部分胶结的砂岩2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙有结构空隙的粘土有结构空隙的粘土经过压缩的粘土经过压缩的粘土裂隙发育的岩石裂隙发育的岩石有溶隙和溶穴的可溶岩有溶隙和溶穴的可溶岩2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1.2 2.1.2 孔隙孔隙 （（1 1））孔隙孔隙是指松散岩石中颗粒或其集合体之间的空隙。

是指松散岩石中颗粒或其集合体之间的空隙特点：特点：①①呈小孔状，呈小孔状，②②分布均匀且密集，分布均匀且密集，③③连通性好连通性好 （（2 2））孔孔隙隙度度是是指指某某一一体体积积岩岩石石（（包包括括颗颗粒粒骨骨架架和和孔孔隙隙在在内内））中孔隙体积所占的比例中孔隙体积所占的比例孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标 « V VT T= =Vn+VsVn+Vs, ,其其中中n n为为孔孔隙隙度度，，VnVn为为孔孔隙隙体体积积，，Vs Vs 为为岩岩石石固固体体颗颗粒粒体积，体积，V VT T为岩石总体积为岩石总体积 2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙 （（3 3）孔隙度）孔隙度 (n) (n) 大小的影响因素大小的影响因素：： 2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙 （（3 3）孔隙度）孔隙度 (n) (n) 大小的影响因素：大小的影响因素： ① ① 分选程度：分选程度： 分选差时分选差时n n小，大小混杂小，大小混杂时时n n小；小； ② ② 颗粒排列：颗粒排列：立方体时立方体时n=47.64%n=47.64%，四面体，四面体n=25.95%n=25.95%，其余一般介于两者，其余一般介于两者之间，菱面体排列之间，菱面体排列n=26.795%≈37%n=26.795%≈37%。

2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙 （（3 3）孔隙度）孔隙度 (n) (n) 大小的影响因素大小的影响因素：： ③③颗粒形状：棱角多、松散的，颗粒形状：棱角多、松散的，n n大 ④ ④胶结充填：充填物多时胶结充填：充填物多时n n小 ⑤ ⑤结构及次生裂隙：粘性土中有结构孔隙和虫孔、根结构及次生裂隙：粘性土中有结构孔隙和虫孔、根孔等次生裂隙，均使孔等次生裂隙，均使n n增大 影响孔隙度大小的主要因素是试样的影响孔隙度大小的主要因素是试样的分选程度分选程度2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙（（4 4）孔隙大小的影响因素）孔隙大小的影响因素 孔孔喉喉是是指指孔孔隙隙通通道道中中最最细细小小的的部部分分，，孔孔腹腹是是孔孔隙隙中中最最宽宽大大的的部分孔隙大小影响地下水运动，部分孔隙大小影响地下水运动，孔喉对水流动的影响更大孔喉对水流动的影响更大 2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙（（4 4）孔隙大小的影响因素）孔隙大小的影响因素 ①①颗粒大小及分选性：颗粒大而均匀颗粒大小及分选性：颗粒大而均匀, ,孔隙就大；颗粒大小孔隙就大；颗粒大小不均时，小颗粒充填大颗粒形成的孔隙，孔隙就小；不均时，小颗粒充填大颗粒形成的孔隙，孔隙就小；2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙（（4 4）孔隙大小的影响因素）孔隙大小的影响因素 2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙（（4 4）孔隙大小的影响因素）孔隙大小的影响因素②②颗粒排列方式：四面体排列孔喉直径颗粒排列方式：四面体排列孔喉直径d=0.155Dd=0.155D，立方排，立方排d=0.414Dd=0.414D；； ③③颗粒形状：带棱角的易形成架空空间颗粒形状：带棱角的易形成架空空间------较大的空隙；较大的空隙；④④结构孔隙及次生孔隙（粘性土）。

结构孔隙及次生孔隙（粘性土）2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1.22.1.2裂隙裂隙 裂裂隙隙是是指指固固结结的的坚坚硬硬岩岩石石（（沉沉积积岩岩、、岩岩浆浆岩岩和和变变质质岩岩））在在各各种应力作用下岩石破裂变形而产生的空隙以裂隙率表示种应力作用下岩石破裂变形而产生的空隙以裂隙率表示 成成岩岩裂裂隙隙是是指指岩岩石石在在成成岩岩过过程程中中由由于于冷冷凝凝收收缩缩（（岩岩浆浆岩岩））或或固固结结干干缩缩（（沉沉积积岩岩））而而产产生生的的裂裂隙隙，，以以玄玄武武岩岩柱柱状状节节理理最最有有水水文文地地质意义 构构造造裂裂隙隙是是指指岩岩石石在在构构造造变变动动中中受受力力而而产产生生的的裂裂隙隙具具有有方方向向性，大小悬殊，分布不均匀性，大小悬殊，分布不均匀 风风化化裂裂隙隙是是指指岩岩石石在在风风化化营营力力作作用用下下发发生生破破坏坏而而产产生生的的裂裂隙隙主要分布于地表附近主要分布于地表附近2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙裂隙的裂隙的分类分类成岩裂隙构造裂隙风化裂隙 主要发育岩浆岩中，以玄武岩柱状节理最佳，连通、导水性好具有方向性，大小悬殊，分布不均，张裂隙最佳，剪裂隙较差分布在地表附近，发育程度受气侯、地形、岩性、构造等控制特点裂隙：空间形态是两向延伸长，横向延伸短的裂隙：空间形态是两向延伸长，横向延伸短的“饼状饼状”空隙单个裂空隙单个裂隙是孤立的隙是孤立的 。

2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙砂岩岩芯中的空隙砂岩岩芯中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1.22.1.2裂隙裂隙裂隙率裂隙率（（Kr）是岩石中裂隙体积（）是岩石中裂隙体积（Vr）与包含裂隙体积在内的）与包含裂隙体积在内的岩石体积（岩石体积（V）的比值，此为体积裂隙率，即）的比值，此为体积裂隙率，即Kr = Vr/V或或Kr = Vr/V×100%亦可用面积裂隙率和线裂隙率表示亦可用面积裂隙率和线裂隙率表示2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙裂隙裂隙玄武岩成岩裂隙玄武岩成岩裂隙 花岗岩构造裂隙花岗岩构造裂隙 风化裂隙风化裂隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙成岩和构造裂隙成岩和构造裂隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1.3溶穴溶穴 （（1 1））溶溶穴穴（（溶溶隙隙））（（KarstKarst））是是指指可可溶溶的的沉沉积积岩岩（（如如盐盐岩岩、、石石膏膏、、石石灰灰岩岩、、白白云云岩岩等等））在在地地下下水水溶溶蚀作用下所产生的空隙（空洞）。

蚀作用下所产生的空隙（空洞）n在在裂裂隙隙基基础础，，水水流流对对可可溶溶岩岩进进一一步作用的结果步作用的结果 ——是是扩大了的裂隙扩大了的裂隙溶溶穴穴：：溶溶蚀蚀的的裂裂隙隙，，有有溶溶孔孔、、溶溶隙、溶洞等隙、溶洞等2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙溶洞溶洞溶孔溶孔溶隙溶隙2.1.32.1.3溶穴溶穴岩溶岩体岩溶岩体：要描述裂隙特征及岩溶发育特征（裂隙：要描述裂隙特征及岩溶发育特征（裂隙+溶洞）溶洞）1）岩溶发育方向）岩溶发育方向 2）溶蚀率）溶蚀率--钻孔岩溶发育程度钻孔岩溶发育程度3）溶洞（方向、规模等））溶洞（方向、规模等）（（2 2））岩岩溶溶率率（（K Kk k））是是指指溶溶穴穴的的体体积积（（V Vk k））与与包包含含溶溶穴穴在在内内的的岩岩石体积（石体积（V V））的比值，即的比值，即即即K Kk k = = V Vk k/V/V或或K Kk k = V = Vk k/V/V×100%100%2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙天坑天坑石林石林 （（3 3））空空隙隙网网络络是是由由岩岩石石中中的的空空隙隙按按一一定定方方式式连连接接起起来来所所构构成的网络成的网络 有效的储水空间和运移通道有效的储水空间和运移通道 ①①松松散散岩岩石石中中的的孔孔隙隙连连通通性性好好，，分分布布均均匀匀，，其其中中的的地地下下水水分布与流动比较均匀，为孔隙水。

分布与流动比较均匀，为孔隙水 ②②坚坚硬硬基基岩岩中中的的裂裂隙隙，，连连通通性性较较差差，，分分布布不不均均匀匀，，宽宽窄窄不不等等，，多多具具有有方方向向性性，，其其中中的的地地下下水水相相互互关关联联差差，，分分布布流流动动不不均匀，为裂隙水均匀，为裂隙水 ③③可可溶溶岩岩石石中中的的溶溶穴穴是是一一部部分分原原有有裂裂隙隙与与原原生生孔孔缝缝溶溶蚀蚀而而成成，，大大小小悬悬殊殊，，分分布布不不均均，，其其中中的的地地下下水水分分布布与与流流动动多多极极不不均匀，为岩溶水均匀，为岩溶水2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.1 2.1 岩石中的空隙岩石中的空隙2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式 岩土中水的存在状态：固态、岩土中水的存在状态：固态、液态液态、气态、气态 结构水结构水，以，以H+H+和和OH-OH-离子的形式存在于离子的形式存在于矿物结晶格架矿物结晶格架某一位置上的水某一位置上的水结晶水结晶水是矿物结晶构造中的水，以是矿物结晶构造中的水，以H H2 2O O分子形式存在于矿物结晶格架固分子形式存在于矿物结晶格架固定位置上的水。

定位置上的水 沸石水沸石水( (zeolitezeolite water) water)：方沸石（：方沸石（NaNa2 2AlAl2 2SiSi4 4O O1212•nHnH2 2O O）气态水、固态水气态水、固态水 岩岩石石空空隙隙中中的的这这部部分分水水含含量量小小其其中中气气态态水水存存在在于于包包气气带带中中，，可可以以随随空空气气流流动动而而流流动动，，在在一一定定温温度度、、压压力力下可与液态水相互转化下可与液态水相互转化 冻冻 土土 地地 区区 存存 在在 固固 态态 水水 (solid (solid water)water)2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.2.1 2.2.1 结合水结合水 结结合合水水是是指指受受固固相相表表面面的的引引力力大大于于水水分分子子自自身身重重力力的的那那部部分分水水，，亦亦即即被被岩岩土土颗颗粒粒的的分分子子引引力力和和静静电电引引力力吸吸附附在在颗颗粒粒表表面面的水2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.2.1 2.2.1 结合水结合水强强结结合合水水：：最最接接近近固固相相表表面面的的结结合合水水，，为为紧紧附附于于岩岩土土颗颗粒粒表表面面结结合合最最牢牢固固的的一一层层水水，，其其所所受受吸吸引引力力可可相相当当于于一一万万个个大大气气压压。

其含量，在粘性土中为其含量，在粘性土中为48%48%，在砂土中为，在砂土中为0.5%0.5%特特点点：：①①分分子子排排列列紧紧密密②②吸吸引引力力大大，，密密度度大大（（2g/l2g/l））③③不不受受重重力支持力支持④④无溶解能力，不能运动无溶解能力，不能运动⑤⑤不导电不导电弱结合水：弱结合水：结合水的外层由于分子力而粘附在岩土颗粒上的水，又称薄结合水的外层由于分子力而粘附在岩土颗粒上的水，又称薄膜水其含量，在粘性土中为膜水其含量，在粘性土中为48%48%，在砂土中为，在砂土中为0.2%0.2%特点：特点：①①分子排列不紧密，厚度较大，状态处于固态与液态之间分子排列不紧密，厚度较大，状态处于固态与液态之间②②吸引吸引力小，密度较大力小，密度较大③③溶解能力较低溶解能力较低④④有一定运动能力，在饱水带中，能传有一定运动能力，在饱水带中，能传递静水压力，静水压力大于结合水的抗剪强度时能够运移递静水压力，静水压力大于结合水的抗剪强度时能够运移⑤⑤其外层可被其外层可被植被吸收，有抗剪强度植被吸收，有抗剪强度2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式结合水和重力结合水和重力水水结合水与重力水结合水与重力水（（a a））椭圆形小粒代表水分子，结合水部分的水分子带正电荷一端朝椭圆形小粒代表水分子，结合水部分的水分子带正电荷一端朝向颗粒；（向颗粒；（b b））箭头代表水分子所受合力方向箭头代表水分子所受合力方向2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.2.2 2.2.2 重力水重力水 重重力力水水是是指指距距离离固固体体表表面面更更远远、、重重力力对对其其影影响响大大于于固固体体表表面面对其吸引力、能在重力影响下对其吸引力、能在重力影响下自由自由运动的那部分水。

运动的那部分水 井井、、泉泉所所采采取取的的均均为为重重力力水水，，为为水水文文地地质质学学的的主主要要研研究究对对象2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式毛细水毛细水（（capillary watercapillary water）是由于毛细管力作用而保存于）是由于毛细管力作用而保存于包气带内岩层空隙中的地下水包气带内岩层空隙中的地下水毛细管毛细管由松散岩石中细小的孔隙通道构成由松散岩石中细小的孔隙通道构成2.2.3 毛细水毛细水毛细力毛细力：受到表面吸引力，重力，还有另一种力：受到表面吸引力，重力，还有另一种力——称称毛细力的称称毛细力的作用，产生毛细现象作用，产生毛细现象2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式毛细水的存在形式毛细水的存在形式：悬挂毛细水似串珠状且连续分布，孔角毛细水孤立分布悬挂毛细水似串珠状且连续分布，孔角毛细水孤立分布毛细水毛细水2.2 2.2 岩石中水的存在形式岩石中水的存在形式2.3岩石的水理性岩石的水理性质 岩岩石石的的水水理理性性质质是是与与水水的的储储容容、、运运移移及及释释出出有有关关的的岩岩石石性性质的总称。

质的总称 容水性容水性 容水度容水度 含水性含水性 含水量含水量 给水性给水性 给水度给水度 持水性持水性 持水度持水度 渗透性渗透性 渗透系数渗透系数 2.3.1 2.3.1 容水性容水性　　容容水水性性是是指指在在常常压压下下岩岩土土空空隙隙容容纳纳一一定定水水量量的的能能力力衡衡量量指标为容水度指标为容水度容水度是反映岩石最大含水能力容水度是反映岩石最大含水能力　　 容容水水度度是是指指岩岩石石完完全全饱饱和和时时所所能能容容纳纳的的最最大大的的水水体体积积与与岩岩石总体积的比值用小数或石总体积的比值用小数或% %表示，表示，W W0 0=V=V0 0/V/V×100%100% 容水度一般小于或等于孔隙度容水度一般小于或等于孔隙度。

2.3岩石的水理性岩石的水理性质质 对于膨胀土，容水度可大于孔隙度对于膨胀土，容水度可大于孔隙度2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3.22.3.2含水性含水性　　　　含含水水性性是是岩岩石石实实际际保保留留水水分分的的状状况况，，反反映映的的是是某某岩岩样样在在某某时时刻的含水状态刻的含水状态用含水量用含水量W W表示　　　　含含水水量量（（water water contentcontent））是是岩岩石石空空隙隙中中所所保保留留的的水水分分的的多多少　　　　重重量量含含水水量量（（W Wg g））是是松松散散岩岩石石孔孔隙隙中中所所含含水水的的重重量量（（G Gw w））与与干燥岩石重量（干燥岩石重量（G Gs s））的比值，的比值，W Wg g=G=Gw w/G/Gs s×100%100%　　 体体积积含含水水量量（（W Wv v））是是岩岩石石中中所所含含水水的的体体积积（（V Vw w））与与包包含含孔孔隙隙在内的岩石体积（在内的岩石体积（V V）的比值，）的比值，W Wv v=V=Vw w/V/V×100%100%　　　记岩石的　记岩石的干容重干容重( (单位体积干土重量单位体积干土重量) )为为g gd d，，则有则有 WvWv = = g gd d•W Wg g。

　　饱饱和和含含水水量量（（W Ws s））是是岩岩石石孔孔隙隙充充分分饱饱水水时时的的含含水水量量数数值值上上在在粗颗粒及宽裂隙岩石中接近于土或岩石的给水度粗颗粒及宽裂隙岩石中接近于土或岩石的给水度　　　　饱饱和和度度是是实实际际含含水水量量与与饱饱和和含含水水量量之之比比，，亦亦即即岩岩石石孔孔隙隙中中水水的的体体积积与与孔孔隙隙体体积积之之比比，，以以百百分分数数表表示示反反映映岩岩石石中中孔孔隙隙的的充充水水程度程度　　　　饱饱和和差差（（土土壤壤饱饱和和差差））是是岩岩石石的的饱饱和和含含水水量量与与实实际际含含水水量量之之差，亦即岩石的容水度与天然湿度差，亦即岩石的容水度与天然湿度( (含水量含水量) )之差之差2.3岩石的水理性岩石的水理性质质2.3.3 2.3.3 给水性给水性 给给水水性性是是饱饱和和岩岩土土在在重重力力作作用用下下能能自自由由排排出出水水的的能能力力用用给给水水度表示　　（（1 1））给给水水度度是是指指地地下下水水位位下下降降一一个个单单位位深深度度、、从从地地下下水水位位延延伸伸到到地地表表面面的的单单位位面面积积岩岩石石柱柱体体在在重重力力作作用用下下所所释释放放出出来来的的水水的的体体积。

常用小数表示，无量纲常用小数表示，无量纲2.3岩石的水理性岩石的水理性质质2.3.3 2.3.3 给水性给水性 2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3岩石的水理性岩石的水理性质质（（2 2）给水度的影响因素）给水度的影响因素 ①①岩岩性性：：颗颗粒粒粗粗大大的的松松散散岩岩石石，，空空隙隙宽宽大大，，重重力力释释水水时时持持水水性性差差，，给水度大给水度大 ② ②地层结构地层结构：含有细颗粒夹层时给水度较小含有细颗粒夹层时给水度较小 ③③空空隙隙大大小小与与性性质质：：空空隙隙宽宽大大时时给给水水度度较较大大，，而而空空隙隙狭狭小小时时，，结结合水与毛细水为主，持水性强，给水度小合水与毛细水为主，持水性强，给水度小 ④ ④水位埋深水位埋深（在毛细带内）：当地下水位初始埋深大于支持毛细（在毛细带内）：当地下水位初始埋深大于支持毛细水带高度时（水带高度时（H0H0》》hchc）） , ,可达最大可达最大μμ值 H0H0《《hchc时，地下水位下时，地下水位下降降1 1个高度时，原重力水大多转化为支持毛细水，土层给水量大大个高度时，原重力水大多转化为支持毛细水，土层给水量大大降低，降低，μμ变小。

土层含水量曲线分析：当水位埋深足够大时，土层变小土层含水量曲线分析：当水位埋深足够大时，土层给水度不发生变化（为定值），此时给水度为最大理论给水度给水度不发生变化（为定值），此时给水度为最大理论给水度 ⑤⑤水水位位降降速速：：抽抽水水时时降降速速过过大大时时给给水水度度偏偏小小，，降降速速很很小小时时给给水水度度较稳定较稳定2.3岩石的水理性岩石的水理性质质2.3岩石的水理性岩石的水理性质质　　给给水水度度是是饱饱和和介介质质在在重重力力排排水水作作用用下下可可以以给给出出的的水水体体积积与与多多孔孔介介质质体积之比体积之比2.3岩石的水理性岩石的水理性质常见松散岩石的给水度常见松散岩石的给水度 　　　　2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3.4 2.3.4 持水性持水性　　　　持持水水性性是是饱饱和和岩岩土土在在重重力力排排水水后后，，岩岩土土依依靠靠分分子子力力和和毛毛管管力力而在岩石空隙中能保持一定水分的能力而在岩石空隙中能保持一定水分的能力　　　　 持持水水度度（（SrSr））（（specific specific retentionretention））是是指指地地下下水水位位下下降降一一个个单单位位深深度度、、单单位位水水平平面面积积岩岩石石柱柱体体中中反反抗抗重重力力而而保保持持于于岩岩石石空空隙隙中中的的水水的的体体积积。

常常用用小小数数表表示示，，无无量量纲纲存存在在关关系系式式：：m m + + SrSr = n= n　　　　 残残留留含含水水量量（（W W0 0））相相当当于于最最大大持持水水度度，，是是岩岩石石充充分分释释水水的的结果，又称田间持水量结果，又称田间持水量 2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3岩石的水理性岩石的水理性质持水性持水性 各种土壤的田间持水量各种土壤的田间持水量2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3.5 2.3.5 渗透性渗透性　　　　岩岩石石的的渗渗透透性性（（water water permeabilitypermeability））是是指指岩岩石石允允许许重重力力水水透过的能力用渗透系数透过的能力用渗透系数K K表征2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3.5 2.3.5 渗透性渗透性　　　　岩石渗透性的影响因素有：岩石渗透性的影响因素有：（（1 1））孔孔隙隙直直径径的的大大小小透透水水能能力力很很大大程程度度上上取取决决于于最最小小的的孔孔隙隙直径。

直径2 2）孔隙通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差孔隙通道：形状弯曲而变化时，渗透性较差3 3）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大）颗粒分选性：比对孔隙度的影响要大2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.3.6 2.3.6 毛细性毛细性　　　　岩岩石石的的毛毛细细性性（（capillaritycapillarity））是是指指水水通通过过岩岩土土的的毛毛细细管管受受毛毛细作用向各方向运动的性能用毛细上升高度表示细作用向各方向运动的性能用毛细上升高度表示　　　　毛毛细细性性是是水水在在土土壤壤空空隙隙和和岩岩石石裂裂隙隙中中受受毛毛细细管管力力的的作作用用下下而而作垂直运动的性能作垂直运动的性能　　2.3岩石的水理性岩石的水理性质2.4 2.4 有效有效应力原理与松散岩石力原理与松散岩石压缩2.4.1 2.4.1 有效应力有效应力 太太沙沙基基（（TerzaghiTerzaghi，，19251925））提提出出：：作作用用在在饱饱和和砂砂层层水水平平单单元元面面积积ABAB上的上的总应力总应力P P为该单元上松散岩石骨架与水的重量之和为该单元上松散岩石骨架与水的重量之和2.4.1 2.4.1 有效应力有效应力水所承受的应力相当于水所承受的应力相当于孔隙水压力孔隙水压力 u = u = g gw wh h实实际际作作用用于于岩岩土土骨骨架架上上的的应应力力，，称称为为有效应力有效应力PzPz。

P = u+ P = u+ PzPz，， PzPzPzPz = P = P = P = P – – u u u u 有效应力等于总应力减去孔隙水有效应力等于总应力减去孔隙水压力这就是压力这就是太沙基有效应力原理太沙基有效应力原理 2.4 有效应力原理与松散岩石压缩有效应力原理与松散岩石压缩有效应力与松散岩石压密有效应力与松散岩石压密2.4 2.4 有效应力原理与松散岩石压缩有效应力原理与松散岩石压缩2.4 有效有效应力原理与松散岩石力原理与松散岩石压缩2.4.2 2.4.2 地下水变动引起的岩土压缩地下水变动引起的岩土压缩 设设含含水水砂砂层层饱饱水水，，水水位位下下降降后后其其测测压压管管高高度度仍仍高高出出饱饱水水砂砂层层顶顶面面抽抽水水引引起起水水位位h h降降低低时时，，可可以以认认为为总总应应力力P P不不变变，，u u降降低低DuDu，，PzPz增增加加DPzDPz，，即即原原先先由由水水承承受受的的应应力力由由于于水水头头降降低低、、浮浮托托力力减减少少而而部部分分地地（（相相应应））转转由由砂砂层层骨骨架架（（颗颗粒粒本本身身））承承担担：： PzPz + + DPzDPz =P-(u-Du) =P-(u-Du) 砂砂砾砾质质土土，，基基本本呈呈弹弹性性变变形形。

粘粘性性土土释释水水压压密密，，其其孔孔隙隙度度、、给给水水度度、、渗渗透透系系数数等等参参数数均均变变小小，，并并出出现现地地面面沉沉降降（（land land subsidencesubsidence）小小 结结 本本章章主主要要讲讲授授岩岩石石中中空空隙隙类类型型的的概概念念、、表表示示方方法法，，空空隙隙中中水水的的类类型型，，岩岩石石的的水水理理性性质质及及表表示示方方法法，，太太沙沙基基有有效效应应力力原原理理与地面沉降要求掌握基本概念、有关影响因素与地面沉降要求掌握基本概念、有关影响因素 。