[醫(yī)學]水文地質(zhì)學第二章-展示頁
2025-02-24 03:17本頁面
【正文】 25%－ 40% 25－ 50% 35%－ 50% 40%－ 70% ? 矛盾之一：與粒徑的關(guān)系不是愈大則愈大？ ? 矛盾之二：孔隙度超過最疏松排列的 %—達到 70% 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 孔隙大小對地下水運動影響很大。此外，粘性土中往往還發(fā)育有蟲孔、根孔、干裂等次生空隙。 ? 粘土的孔隙度往往可以超過上述理論上最大孔隙度值。 作業(yè) 23:如果把孔隙度為 40%的細砂與孔隙度為 40%的礫石充分混合，即細砂完全充填于礫石的孔隙中，試問混合后的砂礫的孔隙度是多少？ 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 松散砂礫石孔隙大小與分選的關(guān)系 — 好、壞？ 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 自然界中的巖石的顆粒形狀多是不規(guī)則的。 ? 當某種巖石由兩種大小不等的顆粒組成，且粗大顆粒之間的孔隙，完全為細小顆粒所充填時， 由此巖石的孔隙度等于由粗?；蚣毩为毥M成的巖石的孔隙度的乘積。 ? 分選程度①愈差，顆粒大小愈懸殊的松散巖石，孔隙度便愈小。如圖 2－ 3所示，三種顆粒直徑不同的等粒巖石，排列方式相同時，孔隙度完全相同。 ? 因為 V=Vn+Vs，故孔隙度與孔隙比之間有如下關(guān)系： ? 松散巖石壓縮（或膨脹變形）時，孔隙體積（ Vn）發(fā)生變化，而顆粒體積（ Vs）不變，故孔隙比與孔隙體積變化成正比， ? 在涉及變形時，采用孔隙比 方便些；而 涉及水的儲容與流動時，則采用孔隙度。 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 另一種表示松散巖石中孔隙多少的參數(shù)是孔隙比。由幾何學可知，六方體排列為最松散排列，四面體排列為最緊密排列，自然界中松散巖石中的孔隙度大多介于此兩者之間。 ? 為了說明顆粒排列方式對孔隙度的影響，我們不妨設(shè)想一種理想所副產(chǎn)品，即構(gòu)成松散巖石的顆粒均為等粒圓球；當其為立方體排列時（圖 2－ 2，a）。 ? 孔隙度的大小 主要 取決于分選程度及顆粒排列情況，另外顆粒形狀及膠結(jié)充填情況也影響孔隙度?？紫抖仁侵改骋惑w積巖石（包括孔隙在內(nèi)）中孔隙體積所占的比例①。 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 圖 2－ 1 巖石中的各種空隙 1— 分選良好，排列疏松的砂； 2— 分選良好，排列緊密的砂； 3－分選不良的，含泥、砂的礫石； 4－經(jīng)過部分膠結(jié)的砂巖； 5－具有結(jié)構(gòu)性孔隙的粘土； 6－經(jīng)過壓縮的粘土；7－具有裂隙的巖石； 8－具有溶隙及溶穴的可溶巖 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 巖石中孔隙體積的多少是影響其儲容地下水能力大小的重要因素。 作業(yè) 21:巖石中空隙可分為 、 和 三類 . 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 孔隙 ? 松散巖石是由大小不等的顆粒組成的?？障兜亩嗌佟⒋笮?、形狀、連通情況和分布規(guī)律，對地下水的分布和運動具有重要影響。按維爾納茨基（ ）的形象說法，“地殼表層就好像是飽含著水的海綿”。 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 第二章 巖石中的孔隙與水分 ? 巖石中的孔隙 ? 孔隙 ? 裂隙 ? 溶穴 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 巖石中水的存在形式 ? 結(jié)合水 ? 重力水 ? 毛細水 ? 氣態(tài)水、固態(tài)水及礦物中的水 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 與水的儲容及運移有關(guān)的巖石性質(zhì) ? 容水度 ? 含水量 ? 給水度 ? 持水度 ? 透水性 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 有效應(yīng)力原理與松散巖土壓密 ? 有效應(yīng)力原理 ? 地下水位變動引起的巖土壓密 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 巖石中的空隙 ? 地殼表層十余公里范圍內(nèi)，都或多或少存在著空隙，特別是深部一、兩公里以內(nèi)，空隙分布較為普遍。這就為地下水的賦存提供了必要的空間條件。 ? 巖石空隙是地下水儲存場所和運動通道。 ? 將巖石中空隙作為地下水儲存場所和運動通道研究時，可分為三類，即：松散巖石中的 孔隙 ，堅硬巖石中的 裂隙 和可溶巖石中的 溶穴 。顆?；蝾w粒集合體之間的空隙，稱為孔隙（參見圖 2－ 1）?？紫扼w積的多少可用孔隙度表示。 ? 若以表示巖石的孔隙度， V表示包括孔隙在內(nèi)的巖石體積， Vn表示巖石中孔隙的體積，則： ? n= Vn/V 或 n= Vn/V 100% VV???VV??? 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 孔隙度是一個比值，可用小數(shù)或百分數(shù)表示。對于粘性土，結(jié)構(gòu)及次生孔隙常是影響孔隙度的重要因素?？伤愕每紫抖?%，為四面體排列時（圖 2－ 2， b）菱面體排列孔隙度 % ，孔隙度僅為 %。 作業(yè) 22:孔隙度的大小主要取決于 及 情況，另外顆粒形狀及膠結(jié)充填情況也影響孔隙度。 ? 巖石的孔隙比（ ε，簡稱隙比）是指某一體積巖石內(nèi)孔隙的體積（ Vn）與固體顆粒體積（ Vs）的比值，即ε=Vn/Vs或 ε=（ Vn/Vs） 100%。 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 孔隙與粒徑關(guān)系 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 圖 2－ 2 顆粒的排列形式 圖 2－ 3 不同粒度等粒巖石的孔隙度與孔隙大小 a－立方體排列； b－四面體排列 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 應(yīng)當注意，上述討論并未涉及圓球的大小。 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 自然界中并不存在完全等粒的松散巖石。 ? 細小顆粒充填于粗大顆粒之間的孔隙中，自然會大大降低孔隙度（圖 2－ 1中 3）。 n=n1 n2 ? ① 在顆粒成分累積曲線上，取累積含量為 60%處的顆粒直徑d60，除以累積含量為 10%的顆粒直徑 D10，得不等粒系數(shù)，此系數(shù)可表征松散巖石的分選程度。組成巖石的顆粒形成愈不規(guī)則，棱角愈明顯，通常排列就愈松散，孔隙度也愈大。這是因為粘土顆粒表面常帶有電荷，在沉積過程中粘粒愈合，構(gòu)成顆粒集合體，可形成直徑比顆粒還大的結(jié)構(gòu)孔隙（圖 2－ 1中 5和 6）。 昆明理工大學國土資源工程學院地球科學系 ? 表 2－ 1列出自然界中主要松散巖石孔隙的參考數(shù)值?？紫锻ǖ雷罴毿〉牟糠址Q作 孔喉 ，最寬大的部分稱作 孔腹 （圖 2－ 4）；孔喉對水流動的影響更大，討論孔隙大小時可以用孔喉直徑進行比較。對于顆粒大小懸殊的松散巖石，由于粗大顆粒形成的孔隙被細小顆粒所充填，孔隙大小取決實際構(gòu)成孔隙的細小顆粒的直徑（圖 2－ 1， 3）。仍以理想等粒
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