地下水概论第2部分 岩石中的孔隙与水分下.ppt

Company LCompany LLOGO Hydrogeoloy 水文地质学第二部分 岩石中的空隙与水（下）The Interstices and Water in RocksCompany LCompany LCompany L本章内容 2.1  岩石中的空隙岩石中的空隙2.2   空隙中的水空隙中的水 2.3 岩石的水理性岩石的水理性质Company LCompany LCompany L2.2 2.2 空隙中的水空隙中的水存在形式：气态 固态 液态 设想实验设想实验：材料：材料（（玻璃珠子、细管玻璃珠子、细管））+ +水（水杯）水（水杯） （（1 1））2 2个玻璃珠子之间滴上几滴水，接触部位就会有所残留水个玻璃珠子之间滴上几滴水，接触部位就会有所残留水 （（2 2））在在饱饱水水试试样样中中取取1 1颗颗和和2 2个个颗颗粒粒，，颗颗粒粒和和颗颗粒粒孔孔隙隙间间的的水水？？ （（3 3）将玻璃细管插入水中，取出，管中残留水？）将玻璃细管插入水中，取出，管中残留水？ 通过上述通过上述3 3例及图示例及图示→→空隙中水的存在形式：空隙中水的存在形式： 结合水结合水————（（absorbed water, bound waterabsorbed water, bound water）） 重重 力力 水水 ————（（ gravitational gravitational water;bulkwater;bulk waterwater）） 毛细水毛细水————（（capillary watercapillary water）） Company LCompany LCompany L2.2 2.2 空隙中的水空隙中的水 Company LCompany LCompany L2.2.1 2.2.1 结合水结合水结合水结合水（（absorbed water, bound waterabsorbed water, bound water）） vv定义定义 附着于固体表面，在自身重力下不能运附着于固体表面，在自身重力下不能运动动的水的水 即即结结合水具有一定的合水具有一定的抗剪抗剪强强度度 ？？抗剪抗剪强强度的度的产产生与大小与什么有关生与大小与什么有关 表面引力表面引力——服从库仑定律，随固体表面的距离加大而减弱服从库仑定律，随固体表面的距离加大而减弱 vv性质性质 结结合合水水具具有有固固态态和和液液态态水水的的双双重重性性质质；；即即自自身身重重力力作作用用下下不能运不能运动动，在外力作用下能，在外力作用下能够够移移动动（运（运动动）及）及变变形形 vv意义意义 只只要要有有固固相相表表面面就就存存在在结结合合水水，，存存在在范范围围广广，，其其量量很很小小（（结结合合水水膜膜很很薄薄）），，当当孔孔隙隙直直径径小小于于2 2倍倍结结合合水水膜膜厚厚度度时时，，孔孔隙中只含有不能自由运隙中只含有不能自由运动动的的结结合水（又称无效空合水（又称无效空间间））结合水与重力水合水与重力水重力水重力水Company LCompany LCompany L结合水与重力水结合水与重力水v Company LCompany LCompany L 表面引力表面引力——服从库仑定律，服从库仑定律， 随固体表面的距离加大而减弱随固体表面的距离加大而减弱结合水与重力水结合水与重力水结合水合水Company LCompany LCompany L重力水重力水（（gravitational water; bulk watergravitational water; bulk water）） vv远远离离固固相相表表面面，，水水分分子子受受固固相相表表面面吸吸引引力力的的影影响响极极其其微微弱弱，，主主要受重力影响。

重力影响下可以自由运动要受重力影响重力影响下可以自由运动 vv § §无无重重力力作作用用下下水水的的存存在在？？如如在在太太空空中中瓶瓶中中的的水水分分布布——受表面吸引的作用液态水的特征受表面吸引的作用液态水的特征 vv地地层层内内岩岩石石空空隙隙中中如如果果存存在在一一定定的的重重力力水水，，就就可可以以通通过过泉泉，，或或井流出（抽出）井流出（抽出） vv重力水是水文地质学研究的主要对象，也是勘察的主要对象重力水是水文地质学研究的主要对象，也是勘察的主要对象 vv 2.2.2 2.2.2 重力水重力水结合水与重力水合水与重力水Company LCompany LCompany L毛细水毛细水（（capillary watercapillary water）） 1 1、基本概念、基本概念 v毛细现象毛细现象：： ① ① 根据根据细细小管插入水中，水上升至一定高度停下来小管插入水中，水上升至一定高度停下来 ② ② 在土在土层层中挖个洞，在洞内放个接渗皿，能否接到水？中挖个洞，在洞内放个接渗皿，能否接到水？ ——北方地窖，北方地窖，陕陕北的窑洞北的窑洞 v毛细力毛细力：： 毛毛细细水水：：受受到到表表面面吸吸引引力力，，重重力力，，还还有有另另一一种种力力——称称毛毛细细力的作用，力的作用，产产生毛生毛细现细现象象 我我们们可以把毛可以把毛细细力力归纳为归纳为3 3点：点：2.2.3 2.2.3 毛细水毛细水毛毛细水水空隙中的水空隙中的水毛毛细水水Company LCompany LCompany Lv 毛细水，孔角毛细水毛细水，孔角毛细水Company LCompany LCompany L思考：思考： 1 1. . 上上细细下粗土下粗土层层，滴水，水停留在何，滴水，水停留在何处处？？ 2 2. . 黄土黄土层层中挖平洞，下大雨后，洞内能否接到水中挖平洞，下大雨后，洞内能否接到水？？？？毛细水毛细水 滴水滴水 下雨下雨 砂土砂土 黄土黄土 器皿器皿 砾石石 Company LCompany LCompany L毛细力毛细力：： n n 毛毛细细力的力的产产生生：： 是在三相界面上内弯液面引起是在三相界面上内弯液面引起————液面弯曲产生的液面弯曲产生的 n n 毛毛细细力的力的方向方向：：作用方向始终指向弯曲液面的凹例作用方向始终指向弯曲液面的凹例 凹凸弯液面是指相对于液相一侧而言的凹凸弯液面是指相对于液相一侧而言的 凹形弯液面凹形弯液面——负的毛细压强（负的毛细压强（negativenegative））------如同真空吸如同真空吸力力 凸形弯液面凸形弯液面——正的毛细压强（正的毛细压强（positivepositive）） n n 毛毛细细力的力的大小大小：： 毛细力大小与弯液面的曲率成正比（曲率大毛细力大小与弯液面的曲率成正比（曲率大, ,毛细力大毛细力大; ;曲曲率小，毛细力小）率小，毛细力小） 一根毛细管子，管径越小，毛细力越大；反之亦然一根毛细管子，管径越小，毛细力越大；反之亦然 毛细力大，毛细上升高度也越大毛细力大，毛细上升高度也越大2.2.3 2.2.3 毛细水毛细水毛毛细水水Company LCompany LCompany L2 2、、毛细水的存在形式毛细水的存在形式（（states formsstates forms）） 在岩石空隙中，毛在岩石空隙中，毛细细水的存在形式可分水的存在形式可分为为三种：三种： a) a) 支持毛支持毛细细水水（（supporting capillary water supporting capillary water ）） 在在地地下下水水面面支支持持下下存存在在的的（（附附着着水水面面上上的的）），，随随地地下下水水升升降降而而升升降。

上升高度与水面上部的岩石孔隙性质有关降上升高度与水面上部的岩石孔隙性质有关 b) b) 悬悬挂毛挂毛细细水水（（suspension capillary water suspension capillary water ）） 脱离水面，岩石细小孔隙中保留的水分，称为悬挂毛细水脱离水面，岩石细小孔隙中保留的水分，称为悬挂毛细水 上粗下细或上细下粗砂砾试样的例子上粗下细或上细下粗砂砾试样的例子悬悬挂毛挂毛细细水的高度水的高度 思思考考：：一一个个等等径径园园管管，，如如果果支支持持毛毛细细水水高高度度为为 hchc，，悬悬挂挂毛毛细细水水高高度度？？ c) c) 孔角毛孔角毛细细水（触点毛水（触点毛细细水）（水）（corner water, contiguity water?corner water, contiguity water?）） 孔角毛细水与悬挂毛细水是不同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 2.2.3 毛细水毛细水支持与支持与悬挂毛挂毛细水水小小结Company LCompany LCompany L支持毛细水与悬挂毛细水支持毛细水与悬挂毛细水地地下下水水位位下下降降Company LCompany LCompany L2.2 2.2 空隙中的水空隙中的水————小结小结小结小结 岩石空隙中的水岩石空隙中的水————有有三种存在形式三种存在形式 三种形式的水有差异三种形式的水有差异————与与受力状态受力状态有关有关 自己总结、比较自己总结、比较————加深理解加深理解________有比较就会有记忆有比较就会有记忆 v v 第二节第二节 空隙中的水空隙中的水 结束结束 Company LCompany LCompany L2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质vv 岩石（包括骨架与空隙在内的总称）岩石（包括骨架与空隙在内的总称） 水水理理性性质质：：就就就就水水水水文文文文地地地地质质学学学学主主主主要要要要涉涉涉涉及及及及是是是是与与与与水水水水分分分分储储储储容容容容、、、、释释释释出出出出与与与与运运运运移移移移有关的性有关的性有关的性有关的性质质     包括包括包括包括：：：：容水性、容水性、持水性持水性、给水性、、给水性、透水性透水性。

Company LCompany L2.3岩石的水理性质一、容水性一、容水性一、容水性一、容水性vv1 1．．．．   概念：指概念：指概念：指概念：指岩石能够容纳水的性能岩石能够容纳水的性能vv指标：指标：指标：指标：容水度容水度（针对饱水带）、（针对饱水带）、（针对饱水带）、（针对饱水带）、含水量含水量（针对包气带）（针对包气带）（针对包气带）（针对包气带）vv2 2．．．．     容水度（容水度（容水度（容水度（C C））））vv指岩石完全饱水时所容纳的最大水的体积与岩石总体积之比指岩石完全饱水时所容纳的最大水的体积与岩石总体积之比指岩石完全饱水时所容纳的最大水的体积与岩石总体积之比指岩石完全饱水时所容纳的最大水的体积与岩石总体积之比   n n一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，，，，容容容容水水水水度度度度在在在在数数数数值值值值上上上上与与与与孔孔孔孔隙隙隙隙度度度度（（（（裂裂裂裂隙隙隙隙率率率率、、、、岩岩岩岩溶溶溶溶率率率率））））相相相相等等等等，，，，即即即即C=nC=n（（（（K KK K或或或或K KV V），但在如下情况下，二者不相等：），但在如下情况下，二者不相等：），但在如下情况下，二者不相等：），但在如下情况下，二者不相等：n n对于吸水后体积发生对于吸水后体积发生对于吸水后体积发生对于吸水后体积发生收缩或膨胀收缩或膨胀的土粒：此时的土粒：此时的土粒：此时的土粒：此时n n   吸水后膨胀时，吸水后膨胀时，吸水后膨胀时，吸水后膨胀时，c>n;c>n;n n吸水后收缩时，吸水后收缩时，吸水后收缩时，吸水后收缩时，c

之比2)(2)体积含水量（体积含水量（体积含水量（体积含水量（WvWv）：岩石孔隙中含水体积与岩石总体积之比岩石孔隙中含水体积与岩石总体积之比岩石孔隙中含水体积与岩石总体积之比岩石孔隙中含水体积与岩石总体积之比Company LCompany L2.3岩石的水理性质二、持水性二、持水性二、持水性二、持水性1 1．概念：饱水岩石在重力作用下释水，能保持住一部分水．概念：饱水岩石在重力作用下释水，能保持住一部分水．概念：饱水岩石在重力作用下释水，能保持住一部分水．概念：饱水岩石在重力作用下释水，能保持住一部分水的性能持水性的大小用持水度描述，保持住的水实质上是毛细水、结合水持水性的大小用持水度描述，保持住的水实质上是毛细水、结合水持水性的大小用持水度描述，保持住的水实质上是毛细水、结合水持水性的大小用持水度描述，保持住的水实质上是毛细水、结合水2 2．．．．     持水度（持水度（持水度（持水度（SrSr））））定义定义定义定义1 1：饱水岩石在重力作用下释水，岩石中保持住的水体：饱水岩石在重力作用下释水，岩石中保持住的水体：饱水岩石在重力作用下释水，岩石中保持住的水体：饱水岩石在重力作用下释水，岩石中保持住的水体积与饱水岩石总体积之比。

积与饱水岩石总体积之比积与饱水岩石总体积之比积与饱水岩石总体积之比定义定义定义定义2 2：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积饱水岩：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积饱水岩：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积饱水岩：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积饱水岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量（体积）石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量（体积）石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量（体积）石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量（体积）   Company LCompany L2.3岩石的水理性质二、持水性二、持水性二、持水性二、持水性定义定义定义定义1 1与定义与定义与定义与定义2 2是统一的是统一的是统一的是统一的据定义据定义据定义据定义1 1：：：：因为：因为：因为：因为：V=V=S·hS·h=1        =1        所以：所以：所以：所以：SrSr =V =V持水持水持水持水（定义（定义（定义（定义2 2））））3 3．．．．     影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍。

影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍4 4．．．．     包气带残余含水量包气带残余含水量包气带残余含水量包气带残余含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量一般用一般用一般用一般用WW0 0表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）Company LCompany L2.3岩石的水理性质二、持水性二、持水性二、持水性二、持水性定义定义定义定义1 1与定义与定义与定义与定义2 2是统一的是统一的是统一的是统一的据定义据定义据定义据定义1 1：：：：因为：因为：因为：因为：V=V=S·hS·h=1        =1        所以：所以：所以：所以：SrSr =V =V持水持水持水持水（定义（定义（定义（定义2 2））））3 3．．．．     影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍。

影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍影响因素：与给水度的影响因素相同，在下面介绍4 4．．．．     包气带残余含水量包气带残余含水量包气带残余含水量包气带残余含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量包气带充分重力释水而未受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量一般用一般用一般用一般用WW0 0表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在表示，其在数值上相当于最大持水度（一般出现在雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）雨季过后不久的某段时间，此时，包气带水分分布稳定）Company LCompany LCompany L三、三、给水性给水性1 1．概念．概念．概念．概念饱水岩石中的水在重力作用下能自由流出的性能饱水岩石中的水在重力作用下能自由流出的性能。

饱水岩石中的水在重力作用下能自由流出的性能饱水岩石中的水在重力作用下能自由流出的性能2 2．给水度（．给水度（．给水度（．给水度（µ µ））））（（specific yieldspecific yield））————  ( ( e e  d d) ) (water drained from soil under gravity flow) (water drained from soil under gravity flow) 定定定定义义义义1 1：：：：饱饱饱饱水水水水岩岩岩岩石石石石在在在在重重重重力力力力作作作作用用用用下下下下给给给给出出出出的的的的水水水水的的的的体体体体积积积积与与与与饱饱饱饱水水水水岩岩岩岩石石石石总总总总体体体体积积积积之之之之比定定定定义义义义2 2：：：：地地地地下下下下水水水水位位位位下下下下降降降降一一一一个个个个单单单单位位位位深深深深度度度度时时时时，，，，单单单单位位位位水水水水平平平平面面面面积积积积饱饱饱饱水水水水岩岩岩岩石石石石柱柱柱柱体体体体中在重力作用下给出的水的体积中在重力作用下给出的水的体积。

中在重力作用下给出的水的体积中在重力作用下给出的水的体积定义定义定义定义1 1与定义与定义与定义与定义2 2是一致的是一致的是一致的是一致的    2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质均均质土包气土包气带水分分布水分分布Company LCompany LCompany Lv定义定义定义定义1 1与定义与定义与定义与定义2 2是一致的是一致的是一致的是一致的v据定义据定义据定义据定义1 1：：：：   即：即：即：即：vµ µ =V =V给水给水给水给水（定义（定义（定义（定义2 2））））   在土在土层层中会保留什么形式的水？中会保留什么形式的水？ 结结合水合水( (膜膜) )，孔角毛，孔角毛细细水，有水，有时悬时悬挂毛挂毛细细水与支持毛水与支持毛细细水水 2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质均均质土包气土包气带水分分布水分分布Company LCompany LCompany Lv 均质土包气带水分分布均质土包气带水分分布Company LCompany LCompany L3 3、、影响给水度影响给水度——μ——μ值的因素值的因素 ？？砾砾石、粗砂、石、粗砂、细细砂、砂砂、砂砾砾混合混合样样相比相比较较，哪种，哪种样给样给水度大水度大 （（a a））岩性岩性：空隙大的样品，给水度大，：空隙大的样品，给水度大，μ≈nμ≈n ØØ砾砾 ＞粗砂＞粗砂 ＞＞… … ＞粉砂＞粉砂————（与粒径有关）（与粒径有关） ØØ颗颗粒粒细细小小者者，，比比表表面面积积大大，，结结合合水水与与孔孔角角毛毛细细水水残残留留多多，，除除岩岩性性外外，，同一岩同一岩层层中其它原因也可造成中其它原因也可造成μ μ不同，不同，为为什么？什么？ （（b b）） 地下水位初始埋深地下水位初始埋深（（H H0 0）） ØØ当当地地下下水水位位初初始始埋埋深深大大于于支支持持毛毛细细水水带带高高度度时时H H0 0 ＞＞＞＞ h hc c , ,可可达达最最大大μ μ值值 ØØH H0 0＜＜＜＜ h hc c 时时，，地地下下水水位位下下降降1 1个个高高度度时时，，原原重重力力水水大大多多转转化化为为支支持持毛毛细细水，土水，土层给层给水量大大降低，水量大大降低，μμ变变小。

小 ØØ土土层层含含水水量量曲曲线线分分析析：：当当水水位位埋埋深深足足够够大大时时，，土土层层给给水水度度不不发发生生变变化（化（为为定定值值），此），此时给时给水度水度——也是最大理也是最大理论给论给水度水度2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质其他影响因素其他影响因素Company LCompany LCompany L给水度与地下水位埋深的关系给水度与地下水位埋深的关系Company LCompany LCompany L三三 、、给水度给水度——2——2、影响、影响μμ值的因素值的因素 （（c) c) 与地下水位下降速度有关与地下水位下降速度有关 § §地下水位下降快慢会影响到地下水位下降快慢会影响到 μμ的大小的大小 ————（下降快（下降快μ<μμ<μ理理、下降慢、下降慢μ→μμ→μ理理）） 这是因为释水滞后，而导致的释水减量这是因为释水滞后，而导致的释水减量 （（d) d) 土层结构土层结构 § §均均质质土特征与上述土特征与上述讨论讨论一致一致 § §岩土岩土层为层层为层状非均状非均质质土土时时，往往会影响，往往会影响μμ值值，， § §多多层层状状土土的的特特征征而而言言，，上上粗粗下下细细，，上上细细下下粗粗结结构构影影响响是不同的。

是不同的2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质Company LCompany LCompany LCompany LCompany L给水度小结给水度小结————野外实际测定时野外实际测定时：：：： § §均均值值土土，，当当地地下下水水位位初初始始埋埋深深大大于于h hc c，，降降速速缓缓慢慢，， μ=ωμ=ωS S-ω-ω0 0 § §初始埋深小于初始埋深小于h hc c时时，埋深愈浅，，埋深愈浅，μ μ↓ ↓ § §水位降速愈快，水位降速愈快，μ μ↓ ↓ § §一般而言，一般而言，层层状土状土μ μ小于均小于均值值土 结结合合实验课实验课—— —— 设计设计研究研究给给水度的影响因素与确定方法水度的影响因素与确定方法给水度小结给水度小结Company LCompany LCompany L四、四、透水性透水性（（（（permeabilitypermeabilitypermeabilitypermeability）））） ————————（先自学一下）（先自学一下）（先自学一下）（先自学一下） 1 1．概念：岩石允．概念：岩石允许许水透水透过过的性能的性能 衡量指衡量指标标：渗透系数：渗透系数K K2 2．渗透性的影响因素．渗透性的影响因素渗透性主要受控于岩石的岩性与水的物化性渗透性主要受控于岩石的岩性与水的物化性质质（粘滞性）。

粘滞性）而岩性的影响又主要体而岩性的影响又主要体现现在空隙的大小与多少（孔隙度）在空隙的大小与多少（孔隙度）二二者者中中以以空空隙隙的的大大小小起起决决定定作作用用，，它它决决定定了了松松散散岩岩石石能能否否透透过过水水，，只只有有当当空空隙隙的的大大小小达达到到一一定定程程度度时时，，孔孔隙隙的的多多少少( (孔孔隙隙度度) )才才会会对对渗渗透性透性产产生明生明显显的影响2.3 2.3 岩石的水理性质岩石的水理性质Company LCompany LCompany LCompany L2.4  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v2.4.12.4.1有效应力原理有效应力原理有效应力原理有效应力原理Company LCompany LCompany LCompany LAuCompany LCompany Lvv                     如如如如图图图图2—122—12作作作作用用用用在在在在所所所所研研研研究究究究的的的的单单单单元元元元面面面面积积积积ABAB上上上上的的的的总总总总应应应应力力力力户户户户为为为为该该该该单单单单元元元元之之之之上上上上松松松松散散散散岩岩岩岩石石石石骨骨骨骨架架架架与与与与水水水水的的的的重重重重量量量量之之之之和和和和。

孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力力力力u u可可可可理理理理解解解解为为为为ABAB平平平平面面面面处处处处水水水水对对对对上上上上覆覆覆覆地地地地层层层层的的的的浮浮浮浮托托托托力力力力由由由由于于于于这这这这种种种种浮浮浮浮托托托托力力力力的的的的存存存存在在在在使使使使实实实实际际际际作作作作用用用用于于于于砂砂砂砂层层层层骨骨骨骨架架架架( (颗颗颗颗粒粒粒粒) )上上上上的的的的应应应应力力力力小小小小于于于于总总总总应应应应力力力力实际作用于砂层骨架上的应力，称作有效应力实际作用于砂层骨架上的应力，称作有效应力实际作用于砂层骨架上的应力，称作有效应力实际作用于砂层骨架上的应力，称作有效应力PzPzvv         由由由由于于于于ABAB平平平平面面面面处处处处应应应应力力力力处处处处于于于于平平平平衡衡衡衡状状状状态态态态，，，，总总总总应应应应力力力力等等等等于于于于孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力及有效应力之和故得：力及有效应力之和故得：力及有效应力之和故得：力及有效应力之和故得：vv      ．．．．                                                                  P = u + P = u + PzPzvv            有有有有效效效效应应应应力力力力等等等等于于于于总总总总应应应应力力力力减减减减去去去去孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力力力力，，，，这这这这就就就就是是是是著著著著名名名名的的的的太太太太沙基有效应力原理。

沙基有效应力原理沙基有效应力原理沙基有效应力原理Company LCompany Lv2.4.22.4.2地下水位变动引起的岩土压密地下水位变动引起的岩土压密地下水位变动引起的岩土压密地下水位变动引起的岩土压密        -    -    n   为为为为了了了了简简简简便便便便起起起起见见见见，，，，我我我我们们们们假假假假设设设设整整整整个个个个含含含含水水水水砂砂砂砂层层层层充充充充满满满满水水水水，，，，且且且且水水水水位位位位下下下下降降降降后后后后其其其其测测测测压压压压管管管管高高高高度度度度仍仍仍仍高高高高出出出出饱饱饱饱水水水水   砂砂砂砂层层层层顶顶顶顶面面面面这这这这种种种种情情情情况况况况下下下下，，，，当当当当由由由由于于于于抽抽抽抽水水水水而而而而引引引引起起起起测测测测压压压压管管管管高高高高度度度度降降降降低低低低时时时时，，，，可可可可近近近近似似似似地地地地认认认认为为为为总总总总应应应应力力力力不不不不变变变变，，，，孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力力力力降降降降低低低低，，，，使使使使相相相相应应应应地地地地有有有有效效效效应应应应力力力力增增增增加加加加。

意意意意即即即即原原原原先先先先由由由由水水水水承承承承受受受受的的的的应应应应力力力力由由由由于于于于水水水水头头头头降降降降低低低低，，，，浮托力减少而部分地转由砂层骨架浮托力减少而部分地转由砂层骨架浮托力减少而部分地转由砂层骨架浮托力减少而部分地转由砂层骨架( (颗粒本身颗粒本身颗粒本身颗粒本身) )承担PzPz + +Δ ΔPzPz = P-(u – = P-(u –Δ Δu)u)   n n                     砂砂砂砂层层层层是是是是通通通通过过过过颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的接接接接触触触触点点点点承承承承受受受受应应应应力力力力的的的的孔孔孔孔隙隙隙隙水水水水压压压压力力力力降降降降低低低低，，，，有有有有效效效效应应应应力力力力增增增增加加加加，，，，颗颗颗颗粒粒粒粒发发发发生生生生位位位位移移移移，，，，排排排排列列列列更更更更为为为为紧紧紧紧密密密密，，，，颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的接接接接触触触触面面面面积积积积增增增增加加加加，，，，孔孔孔孔隙隙隙隙度度度度降降降降低低低低，，，，砂砂砂砂层层层层受受受受到到到到压密与此同时，砂层中的水则因减压而有少量膨胀。

压密与此同时，砂层中的水则因减压而有少量膨胀与此同时，砂层中的水则因减压而有少量膨胀与此同时，砂层中的水则因减压而有少量膨胀            抽水引起地下水位下降，松散岩石将被压密，从而其孔隙度、给抽水引起地下水位下降，松散岩石将被压密，从而其孔隙度、给抽水引起地下水位下降，松散岩石将被压密，从而其孔隙度、给抽水引起地下水位下降，松散岩石将被压密，从而其孔隙度、给水度、渗透系数等参数均将变小对于粘性土来说，这种参数值的降低水度、渗透系数等参数均将变小对于粘性土来说，这种参数值的降低水度、渗透系数等参数均将变小对于粘性土来说，这种参数值的降低水度、渗透系数等参数均将变小对于粘性土来说，这种参数值的降低是不可逆的是不可逆的是不可逆的是不可逆的   。