水文地质学基础岩土中的空隙和水共21页
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1.3地下水的赋存条件及特征1.3.1岩石的空隙性地壳表层10km范围内,或多或少都存在着空隙,特别是浅部1~2km以内,空隙分布较为普遍。
这就为地下水的赋存提供了必要的空间条件。
按维尔纳茨基的形象说法,“地球表层就好像饱含着水的海绵”。
岩石空隙既是地下水的储存场所,又是地下水的运动通道。
岩石空隙的大小、多少、连通程度及分布状况等性质,统称为岩石的空隙性(图1-7)。
而正是这岩石的空隙性,决定着地下水的分布和运动特点,因而研究岩石的空隙性就成为研究地下水形成及其运动的基础。
而空隙岩层又被称为介质。
图1-7 岩土的空隙1—分选良好,排列疏松的砂;2—分选良好,排列紧密的砂;3—分选不良的,含泥砂的砾石;4—经过部分胶结的砂岩;5—具有结构性孔隙的粘土;6—经过压缩的粘土;7—发育裂隙的基岩;8—具有溶隙及溶穴的可溶岩岩石空隙的差异,取决于空隙的成因。
根据岩石空隙成因和空间形态的不同,空隙可以分为三类:松散岩石中的孔隙,坚硬岩石中的裂隙,可溶岩石中的溶穴。
1.3.1.1孔隙松散(半松散)岩石是由大小不等的颗粒组成的。
颗粒或颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。
孔隙的多少,决定了岩石储容水的能力,在一定条件下还影响向着岩石保持、释出和传输水的能力。
岩石孔隙的多少用孔隙度(孔隙率)表示。
孔隙度(n )是单位体积岩石(包括孔隙在内)中孔隙所占的比例。
n 表示孔隙度,V 表示包括孔隙在内的岩土体积,V n 表示岩石中孔隙体积,则:100%n n V V n n V V==⨯ 或 (1-10) 孔隙度是个比值,通常用百分比表示,也可用小数表示。
粗粒土(砂、砾)孔隙度的大小,孔隙度大小主要取决于颗粒排列情况及分选程度;另外,颗粒形状及胶结情况也影响孔隙度。
对于粘性土,结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。
1. 排列方式图1-8 颗粒的排列形式a —立方体排列;b —四面体排列为了说明颗粒排列方式对粗粒土孔隙度的影响,可以假设一种理想的情况,即颗粒均为大小相等的圆球。