【正文】 ? 對(duì)于粘性土來(lái)說(shuō)，這種參數(shù)值的降低是不可逆的 。 ? 粘性土以塑性變形為主 。砂礫類(lèi)巖土基本上呈彈性變形。 ? 與此同時(shí)，砂層中的水則因減壓而有少量膨脹。意即原先由水承受的應(yīng)力由于水頭降低，浮托力減少而部分地轉(zhuǎn)由砂層骨架（顆粒本身）承擔(dān)： ? Pz+ △ Pz =P(u △ u ) （ 2－ 4） 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 砂層是通過(guò)顆粒的接觸點(diǎn)承受應(yīng)力的。故得： ? P=u+ PZ （ 2－ 2） ? PZ =Pu （ 2－ 3） ? 有效應(yīng)力等于總應(yīng)力減去孔隙水壓力 ，這就是著名的太沙基有效應(yīng)力原理。實(shí)際作用于砂層骨架上的應(yīng)力，稱(chēng)作有效應(yīng)力 PZ。水所承受的應(yīng)力相當(dāng)于孔隙水壓力 u： ? u= rw h （ 2－ 1） ? 式中： rw—— 水的容重； ? h—— AB平面上水的測(cè)壓管高度 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 孔隙水壓力 u可理解為 AB平面處水對(duì)上覆地層的浮托力。則作用在所研究的單元面積 AB上的總應(yīng)力 P為該單元之上松散巖石骨架與水的重量之和。 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 有效應(yīng)力原理與松散巖土壓密 ? 有效應(yīng)力原理 ? 太沙基所提出的有效應(yīng)力原理可以幫助我們分析地下水位變動(dòng)情況下巖石有效應(yīng)力的變化 以及 由此引起的松散巖石壓密問(wèn)題。 孔隙通道愈彎曲，水質(zhì)點(diǎn)實(shí)際流程就愈長(zhǎng)，克服摩擦阻力所消耗的能量就愈大。 ? 巖石的透水能力并不取決于平均孔隙直徑（圖 2－ 11， b），而在很大程度上取決于最小的孔隙直徑（孔喉直徑）（見(jiàn)圖 2－ 11， c）。 作業(yè) 29:決定透水性好壞的主要因素是 大小，尤其是 的大小。當(dāng)孔隙直徑小于兩倍結(jié)合水層厚度時(shí)，在尋常條件下就不透水 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 圖 2－ 9 理想圓管狀空隙中重力水流速分布 圖 2－ 10 理想化孔隙介質(zhì) （陰線(xiàn)部分代表結(jié)合水，箭頭長(zhǎng)度代表重力水質(zhì)點(diǎn)實(shí)際流速） 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 如果我們把松散巖石中的全部孔隙通道概化為一束相互平行的等徑圓管（圖 2－ 10），則不難推知： ? 當(dāng)孔隙度一定而孔隙直徑愈大，則圓管通道的數(shù)量愈少，但有效滲流斷面愈大，透水能力就愈強(qiáng)；反之，孔隙直徑愈小，透水能力就愈弱。實(shí)際滲流斷面就愈小；同時(shí)，孔隙在直徑愈小，可能達(dá)到的最大流速愈小。 ? 圖 2－ 9表示圓管狀孔隙通道的縱斷面，孔隙的邊緣上分布著在尋常條件下不運(yùn)動(dòng)的結(jié)合水，其余部分是重力水 ? 由于附著隙壁的結(jié)合水層對(duì)于重力水，以及重力水質(zhì)點(diǎn)之間存在流速最大。在此僅討論影響巖石透水性的因素。 ? 表征巖石透水性的定量指標(biāo)是 滲透系數(shù) 。 ? 容水度、給水度、持水度與孔隙度的關(guān)系是： ? C= Sr+ u n = u+ Sr (當(dāng) n = C時(shí)） ? 顯然，所有影響給水度的因素也就是影響持水度的因素 。 ? 給水性：在重力作用下，能夠釋放出一定水量的性能 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 持水度（ Sr） ? 如前所述，地下水位下降時(shí)，一部分水由于毛細(xì)力（以及分子力）的作用而仍舊反抗重力保持于空隙中。 ? 均質(zhì)松散巖石的給水度值可參見(jiàn)表 2－ 2。 ? 觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)?shù)叵滤幌陆邓俣却髸r(shí)，給水度偏小，此點(diǎn)對(duì)于細(xì)粒松散巖石尤為明顯（張蔚榛等， 1983） [裴源生， 1983]。 若空隙細(xì)?。ㄈ缯承酝粒亓︶屗畷r(shí)大部分水以結(jié)合水與懸掛毛細(xì)水形式滯留于空隙中，給水度往往很小。 ? 巖性對(duì)給水度的影響主要表現(xiàn)為空隙的大小與多少。 ? 例如，地下水位下降 2m， 1平方米水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出的水的體積為 （相當(dāng)于水柱高度 ），則給水度為 10% 作業(yè) 26:給水度： 作業(yè) 27:當(dāng)某含水巖層中的地下水位下降 5米時(shí)， 平方米面積的水柱釋放出 ，求該含水巖層的給水度。 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 給水度（ u ） ? 若地下水面下降，則下降范圍內(nèi)飽水巖石及相應(yīng)的支持毛細(xì)水帶中的水，將因重力作用而下移并部分地從原先賦存的空隙中釋出 ? 我們把地下水位下降一個(gè)單位深度，從地下水位延伸到地表面的單位水平面積巖石柱體，在重力作用下釋出的水的體積，稱(chēng)為 給水度（ u）（ 圖 3－ 8b）。 ? 飽和含水量與實(shí)際含水量之間的差值稱(chēng)為飽和差 。 ? 容水性 ：在重力條件下，巖土體中可以容納一定水的性能 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 含水量 ? 含水量說(shuō)明松散巖石實(shí)際保留水分的狀況。 ? 一般說(shuō)來(lái)容水度在數(shù)值上與孔隙度（裂隙率、巖溶率）相當(dāng)。 ? 基本概念：容水度、含水量、給水度、持水度、透水性 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 容水度 ? 容水度（ C） 是指巖石完全飽水時(shí)所能容納的最大的水體積與巖石總體積的比值。nH2O）中就含有沸石水，這種水在加熱時(shí)可以從礦物中分離出去。 ? 除了存在于巖石空隙中的水，還有存在于礦物結(jié)晶內(nèi)部及其間的水，這就是沸石水、結(jié)晶水及結(jié)構(gòu)水。我國(guó)北方冬季常形成凍土。氣態(tài)水在一定溫度、壓力條件下，與液態(tài)水相互轉(zhuǎn)化，兩者之間保持動(dòng)平衡。氣態(tài)水可以隨空氣流動(dòng)而流動(dòng)。 ? 關(guān)于毛細(xì)現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)及毛細(xì)水運(yùn)動(dòng)規(guī)律詳見(jiàn)第五章。 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 圖２ ７ 支持毛細(xì)水與懸掛毛細(xì)水 圖２－ 8 孔角毛細(xì)水 井左側(cè)表示高水位時(shí)砂層中支持毛細(xì) 水；右側(cè)表示水位降低后砂層中的懸 掛毛細(xì)水；砂石層中孔隙直徑已超過(guò) 毛細(xì)管，故不存在支持毛細(xì)水 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 支持毛細(xì)水與懸掛毛細(xì)水 昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院地球科學(xué)系 ? 細(xì)粒層次與粗粒層次交互成層時(shí)，在一定條件下，由于上下彎液面毛細(xì)力的作用，在細(xì)土層中會(huì)保留與地下水面不相連接的毛細(xì)水，這種毛細(xì)水稱(chēng)為懸掛毛細(xì)水（圖 2－ 7）。 ? 松散巖石中細(xì)小的孔隙通道構(gòu)成毛細(xì)管，因此在地下水面以上的包氣帶中廣泛存在毛細(xì)水 。井