工程地质 地下水

地表水的地质作用1.地表流水的地质作用（1）片流地质作用产物残积层和坡积层（2）洪流地质作用产物洪积层（3）河流地质作用产物冲积层形成的地貌有阶地、牛轭湖、三角洲、河漫滩等2.湖泊的地质作用产物湖积层3.海洋的地质作用产物海积层4.冰川的地质作用产物冰碛物第3章水的地质作用第2节地下水的地质作用主要内容：一、地下水的基本知识二、地下水的地质作用三、地下水对工程建设的影响一、地下水的基本知识1.地下水的定义储藏和运动于岩土的空隙（孔隙、裂隙、溶隙）的地表以下的水。岩土的空隙:松散沉积物中的孔隙坚硬岩石中的裂隙可溶性岩石中的溶隙连通性好分布不均匀连通性差2.意义（1）生产生活水源—干旱缺水地区（2）威胁工程建设—高层建筑、地下工程基坑、涌水、滑坡、沉陷、膨胀，导致工程结构承载力下降、变形、失稳、寿命缩短3.地下水的理化性质（1）物理性质温度—过冷水、冷水、温水、热水、过热水颜色—微蓝、褐黄色、灰兰色透明度—透明、微透明、浑浊、极浑浊臭味口味导电性放射性（2）化学性质化合物沉淀物胶体气体成分O2H2SCO2离子成分Cl-SO42-HCO3-Na+K+Ca2+Mg2+化学成分化学性质pH值矿化度硬度4.地下水在岩土中的存在状态气态水固态水重力水毛细水液态水非结合水弱结合水强结合水结合水吸着水薄膜水地下水的分层包气带地下水面以上。饱水带地下水面以下。5.岩土的水理性质—岩土与水作用表现出的性质（1）含水性容水性:岩土孔隙完全被水充满（装）时的含水量.持水性:岩土在重力作用下释水时仍能保持的含水量.（2）给水性:岩土在重力作用下能自由排出的含水量.容水度=给水度+持水度（3）透水性:岩土可透过水的性能.用渗透系数表示.（4）隔水性：相对来说不透水另外还有：溶水性、软化性、膨胀性、抗冻性等等。依据岩土的水理性质把岩土层分为含水层：给出并透过相当水量的岩土层。隔水层：不透水但可含水的岩土层。滞水层：弱透水的岩土层（介于含水层与隔水层之间）。6.地下水的分类—按埋藏条件分类（1）上层滞水（2）潜水（3）承压水包气带中的水.特征：接近地表，接受大气降水补给，以蒸发形式或向隔水底板边缘排泄。动态变化很不稳定。工程意义：常始料不及涌入基坑。供水意义不大。在寒冷地区易引起道路冻胀和翻浆.土质边坡滑坍、黄土路基沉陷等上层滞水1－砂层2－隔水层3－含水层4－潜水面5－基准面埋藏在地面以下第一个稳定隔水层之上具自由水面的重力水。特征：与大气相通，具自由水面，补给区与分布区一致，动态受气候影响较大，潜水面形状受地形影响，影响工程建设。潜水潜水与地表水的关系潜水补给河流河流补给潜水单侧补给承压水充满于两个隔水层之间的含水层中承受水压力的重力水。A－补给区B－承压区C－排泄区特征：不具自由水面，并承受一定的水头压力。分布区和补给区不一致。动态变化较稳定。不易受地面污染。按含水层性质分类（1）孔隙水（2）裂隙水（3）溶隙水—岩溶水地下水类型比较7.地下水的另一种表现形式---泉地下水在地表的天然出露，叫做泉。泉主要分布在山区、丘陵区的沟、谷中及山麓边缘，平原地区极为少见。泉的分类：根据成因分为：①接触泉；②侵蚀泉③裂隙泉；④断层泉；⑤溶洞泉。根据泉水运动的特点分为：①上升泉；②下降泉。——一般将泉水温度超过20℃的泉称为温泉。温泉是地热异常的一种显示方式，是地下热能的天然露头。按泉水温度分为：①冷泉；②温泉。二、地下水的地质作用1.定义地下水对岩土层的破坏和建造作用。2.过程（1）剥蚀（潜蚀）作用（2）搬运作用（3）沉积作用地下水的潜蚀作用——地下水在缓慢的运动过程中，不断对周围的岩石进行着破坏和改造，称为地下水的潜蚀作用。可以分为：机械潜蚀作用和化学溶蚀作用。一、机械潜蚀作用地下水对岩石的冲刷破坏作用称为机械潜蚀作用。由黄土、砂岩组成的地壳表层，经地下水长期机械潜蚀作用，形成与下面将要阐述的“岩溶”地区相似的地质发展过程，如黄土湿陷、丹霞地貌。称为“假岩溶”作用过程二、化学溶蚀作用与岩溶现象—地下水对可溶性岩石的溶解破坏作用，称为化学溶蚀作用。（一）岩溶现象1.岩溶（喀斯特）——是指可溶性岩石在地下水和地表水的共同破坏作用下，所形成的特殊地貌和水文网的总称。2.典型的岩溶地貌有：①溶沟与石芽（婆婆脸）；②漏斗与落水洞；③溶洞与地下河；④岩溶谷地与天生桥；⑤峰林。我国广西、贵州、云南等地是喀斯特十分发育的地区。3.岩溶发育的条件①有可溶性岩石的存在，特别是产状平缓、裂隙发育的厚层石灰岩是岩溶发育的有利条件。②湿热的气候条件（水量丰富、具有流动性），尤其是在水中含有一定数量的CO2时，有较强的溶蚀能力。地下水的搬运与沉积作用一、地下水的机械搬运与沉积作用由于地下水是在土壤、岩石裂隙中流动，流速极慢，因此搬运力极弱，沉积作用也极弱，一般仅形成小规模的洞穴碎屑沉积。二、地下水的溶运与化学沉积作用地下水流速慢，与岩石的接触面积大，作用时间长，能充分的溶解其流经区的可溶性物质，因此地下水中含有较多的溶解物质，并随着地下水的运动而被搬运。石灰岩地区中庞大的洞穴系统就是被地下水溶蚀搬运而形成的。地下水的化学沉积主要分布在洞穴内、裂隙中和泉的出口处。常见的有以下几类：1.石钟乳、石笋、石柱、石幔2.泉华3.模树石（假化石）、岩脉、矿脉第五节地下水引起的工程地质问题一、地下水对混凝土和钢筋的侵蚀1.溶出性侵蚀2.碳酸侵蚀3.硫酸盐侵蚀4.氢离子侵蚀5.镁盐侵蚀二、地下水渗透对地下工程施工的影响1.流砂2.管涌3.突涌三、地下水位变化的不良影响1.地基沉降2.浮力作用3.潜蚀作用4.对地基强度的影响四、岩石中裂隙水对地下工程的不良影响影响洞室和基础安全基坑突涌地下水对建筑材料的腐蚀性溶出侵蚀：混凝土中Ca(OH)2成分被水溶解。碳酸侵蚀：含侵蚀性co2的水溶解混凝土中的钙质而使混凝土崩解。硫酸盐侵蚀：水中SO4-2与混凝土作用生成新的化合物，由于体积膨胀而胀裂。酸性侵蚀：PH值低的酸性水对混凝土具腐蚀性。镁盐侵蚀：水中镁盐与混凝土作用后生成化合物溶解于水。