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第第五五章章地地下下水水地下水，是贮存于包气带以下地层空隙中的水。地下水是水资源的重要组成部分,由于水量稳定,水质好，是农业灌溉、工矿和城市的重要水源之一。全球地下水分布面积达1.3亿平方公里，总水量830万立方公里，占全球总水量的0.59%，占淡水总量的22%，是人们生活和生产的重要供水水源。一一些些有有关关的的概概念念透水层：水能渗流通过的岩层（如松散的砂砾层、砂岩）。隔水层（不透水层）：水不能渗流通过的岩层（如泥岩）。含水层：透水层中蓄满了地下水的部分。潜水：位于第一个隔水层之上的含水层中具有自由表面的地下水。承压水：位于两个隔水层之间的含水层中的地下水。大量抽取地下水会使潜水面明显降低、形成以抽水井为中心的潜水面“降落漏斗”几口相邻的抽水井可形成几个交切的潜水面“降落漏斗”。排污管线井潜水面一一、、岩岩土土的的水水理理性性质质二二、、地地下下水水类类型型三三、、地地下下水水对对建建筑筑工工程程的的影影响响一一、、岩岩土土的的水水理理性性质质1.含水性含水性指岩土含水的性质。表示方法有：（1）容水度:指岩土空隙所能容纳的最大的水的体积与岩土体积之比,以小数或百分数表示。一般情况下,容水度在数值上与孔隙度、裂隙率或岩溶率相等。（2）持水度：重力作用时岩土仍能保持的水（结合水）的体积与岩土体积之比。饱水岩石在重力作用下释水时，一部分水从空隙中流出，另一部分水由于分子力及毛细力的作用仍保持在空隙中。2.给水性给水性指岩土在重力作用下排出水的性质。表示方法：给水度～指饱水岩土在重力作用下排除水的体积与岩土体积之比。数值上：给水度＝容水度－持水度3.透水性透水性是指岩土允许重力水渗透的能力。常用渗透系数表示。岩石渗透试验土体渗透试验二二、、地地下下水水类类型型1.按含水层的空隙性质分类孔孔隙隙水水裂裂隙隙水水岩岩溶溶水水2.按埋藏条件分类潜潜水水承承压压水水包包气气带带水水幻灯片14三三、、地地下下水水对对建建筑筑工工程程的的影影响响幻灯片151.地下水位下降引起软土地基沉降大面积抽取地下水引起地面沉降宁波地面沉降情况宁波市是全国地面沉降较为严重的城市之一，始于1964年的地面沉降与地下水开采和地下水位下降有密切关系。宁波地区地下水类型宁波城区主要是开采I、II层承压水。1986年后地下水开采量逐年减少，地面沉降的速率减缓，但由于地面沉降的滞后性，累积地面沉降量一直增大。2007年，宁波市出台了《宁波市地面沉降“十一五”防治规划》，确定了海曙区、江东区和江北区等23个街道（镇）为禁采区，除留下水位监测和应急供水井外，其余开采井作封井处理，2008年底达到零开采。宁波地区地下水类型宁波地区地下水类型有基岩裂隙水、河谷区孔隙潜水、平原区孔隙潜水、平原区孔孔隙承压水四类。其中，平原区孔隙承压水的含水条件较好，水量中等～丰富。平原区孔隙承压水分主要布于宁奉平原、大碶平原、咸祥平原、姚慈平原、长街平原、丹城平原、定塘平原等。抽取地下水引起沉降的机理过量开采地下水会造成地面沉降已经是不争的事实,但其发生发展的机理目前还缺乏深入研究,学术界的观点也不统一。其中之一的机理就是用有效应力原理解释：含水层在抽水过程中的压实引发的地面沉降，即抽取地下水导致水位下降，土层内的静水压力降低，转嫁给土的颗粒骨架上，使骨架所受有效应力增加，引起土体的固结压缩。2.地下水位上升对地基承载力的影响由于各种原因引起的地下水位上升必然导致地基承载力的下降，对于砂性土地基，最大承载力下降可达70%。研究表明，下降的原因主要有：（1）由浅基础地基极限承载力公式水位上升，故降低。（2）水下土体丧失由毛细管应力或结合力所形成的表观粘聚力，即c减小。3.地下水位上升对砂土液化的影响砂土液化定义：是指动载作用下，土中孔隙水压力上升，达到砂土上覆土压力，导致砂土丧失了抗剪能力的现象。地下水位上升对砂土液化的影响：地下水位上升，加速了砂土的饱和及扩大了饱和范围，致使地震剪应力增加，砂土液化剪应力减少，增加了砂土液化势，危及浅基础建筑物的稳定和安全。4.动水压力产生渗透变形（破坏）土中发生渗流时产生渗流力，在渗流力作用下，产生渗透变形，到一定程度发生渗透破坏。常见的两类渗透变形和破坏是流砂和管涌。流砂是指向上的动水压力与土的浮重度相等时，土颗粒间的压力等于零，土颗粒将处于悬浮状态而失去稳定的现象。管涌是指水在土中渗流时，土中的一些细小颗粒在粗颗粒的孔隙中流动并被水带走，土体逐渐被掏空而产生破坏的现象。流砂和管涌的区别与联系?两类动水压力作用下的渗透变形和破坏现象；流砂现象发生在土体表面渗流逸出处，不发生在土体内部，而管涌均可发生。流砂多发生在在颗粒级配均匀的饱和细、粉砂和粉土层中。而管涌多发生在砂性土中，其特征是颗粒大小差别较大，往往缺少某种粒径，孔隙直径大且相互连通。流砂的一般是突发性的，管涌破坏一般有个时间发展过程，是一种渐进性质的破坏。流砂的危害产生流砂的原因?内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂和粉土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。外因：是地下水在土中渗流所产生的动水压力（渗流力）的大小。5.承压水对基坑的作用建筑基坑存在承压水时，当开挖基坑减少了基坑底部隔水层的厚度，当隔水层较薄时承压水的水头压力冲破基坑底部的现象。其后果是基坑冲毁，地基破坏6.地下水的其他影响（1）地下水的浮托作用地下水对地下结构具有浮托作用，必要时需采用抗浮措施如打设抗浮桩。（2）地下水对钢筋混凝土的腐蚀地下水中含有的SO42-、NH4+、Cl-、HCO3-等将与水泥水化产物发生物理化学反应，影响混凝土的耐久性。思考题1.地下水位升降对建筑工程有何影响？