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第2章岩石中的空隙与水分

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水文地质学岩石中空隙和水分

水文地质学岩石中空隙和水分

岩溶率
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第二章 岩石中的空隙与水分
总结与比较 孔隙、裂隙、溶穴不是独立存在。自然界岩石中空隙
的发育状况远较上面所说的复杂。
✓松散岩石固然以孔隙为主，但某些粘土干缩后 可产生裂隙，而这些裂隙的水文地质意义，甚至 远远超过其原有的孔隙。
第二章 岩石中的空隙与水分
✓固结程度不高的沉积岩，往往既有孔隙，又有裂隙。
2）迅速释水时大、小 孔道释水不同步，大的孔道 优先释水，在小孔道中形成 悬挂毛细水而不能释出。
第二章 岩石中的空隙与水分
2.3.4 持水度
定义：地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩 石柱体反抗重力而保持于岩石空隙中的水量，称作持
水度。 S
给水度、持水度与孔隙度的关系 S n
影响因素
包气带充分重力释水而又未受到蒸发、蒸腾消耗 时的含水量称作残留含水量数值上相当于最大的持水 度。
（V）的比值
WvVw100% V
若水的比重为1，岩石的干容重（单位体积干土的重）为
重量含水量与体积含水量的关系 WgWva
第二章 岩石中的空隙与水分
2.3.2 含水量
→比重：也称相对密度，固体和液体的比重是该物质的 密度与在标准大气压，3.98℃时纯H2O的密度（999.972 kg/m3）的比值。气体的比重是指该气体的密度与标准状况 下空气密度的比值。液体或固体的比重说明了它们在另一 种流体中是下沉还是漂浮。
地球上多年冻土面积有3500万平方千米，水量约占地球 总水量的万分之二。在我国，冻土主要分布在东北及青藏 高原。
第二章 岩石中的空隙与水分
2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质
岩石空隙的多少、大小、连通程度及其分布的均匀 程度，都对其储容、滞留、释出以及透过水的能力有影 响。 2.3.1 容水度

第二章 岩石中的空隙与水分

第二章 岩石中的空隙与水分

高度？
c)孔角毛细水（触点毛细水）（corner water,contiguity water?） 孔角毛细水与悬挂毛细水的不同——？ 悬挂毛细水似串珠状且连续分布的，孔角毛细水是孤立的
支 持 毛 细 水 与 悬 挂 毛 细 水
2.3 岩石的水理性质
岩石（包括骨架与空隙在内的总称），岩石空隙的大小， 多少，连通程度及分布的均匀程度都对地下水的储容、滞留、 释出及透水能力有影响。 水理性质：就水文地质学，主要涉及是与水分储容、释出与 运移有关的性质 一、容水度和孔隙度（porosity） 二、含水量（water content）__w 三、给水度（specific yield）——μ (water drained from soil under gravity flow) 四、持水度（specific retention）__Sr 五、储水性（释水性） 六、透水性
溶穴：溶蚀的裂隙，有溶孔、溶隙、溶洞等
岩溶岩体：要描述裂隙特征及岩溶发育特征（裂隙+ 溶洞） 1）岩溶发育方向 2）溶蚀率--钻孔岩溶发育程度 3）溶洞（方向、规模等）
岩溶发育的垂直分带
3 4
石林
天坑
2.1.4空隙特征的对比
含水介质—由各类空隙所构成的岩石称为含水介质，也称为介 质场。含水介质的空间分布与连通特征（孔隙含水介质、裂 隙含水介质、溶质含水介质）是不同的，三种主要类型的含 水介质比较： 连通性—孔隙介质最好，其它较差 空间分布—孔隙介质分布最均匀，裂隙不均匀，溶穴极不均 匀；孔隙大小均匀，裂隙大小悬殊，溶穴极悬殊 空隙比—孔隙介质最大，裂隙最小 空隙渗透性—孔隙介质-各向同性；裂隙与溶穴-各向异性； 造成空隙介质上述差异的主要原因：沉积物形成和空隙形成 的环境

水文地质学-第2章岩石中的空隙与水份

水文地质学-第2章岩石中的空隙与水份

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第二章 岩石中的空隙与水分
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第二章 岩石中的空隙与水分
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四、岩石中的空隙小结
1、岩石中的空隙是研究地下水的基础 2、分布特点：孔隙主要分布于松散堆积物中，分布广 泛，联通均匀 裂隙分布于坚硬岩石中，分布不均 溶穴分布可溶性岩石中，分布不均 3、孔隙度，运用范围广；裂隙率、岩溶率受到地区限 制，运用不广，代表性不强。三者定义也各不相同。 4、裂隙率和岩溶率可以直接评价赋水性，孔隙度加孔 隙大小才可评价。 5、孔隙度及其影响因素。 按岩层的空隙类型分为三种类型地下水：①孔隙水；② 裂隙水；③岩溶水。
§2.3 与水储容及运移有关的岩石性质
四、透水性 1、透水性：岩石允许水透过的能力叫做透水性。 2、定量指标：渗透系数 3、影响透水性的因素： 1）空隙的大小和联通情况，特别是最小空隙直 径的影响，平均孔隙直径。 2）孔隙度：粘土和砂砾石孔隙度的区别。 颗粒的分选性，决定孔隙的变化和曲折性。
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水文地质学
第二章 岩石中的 空隙与水分
第二章 岩石中的空隙与水分 §2.1 岩石中的空隙
岩石的空隙是地下水储存和运移的先决 条件，空隙的多少、大小、形状、联通状况 和分布规律，决定着地下水的埋藏、分布和 运动。 将岩石空隙作为地下水储存场所和运动 通道研究时，可分为三类，即：松散岩石中 的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的 溶穴。
第二章 岩石中的空隙与水分
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在花岗岩闪长岩岩体边坡上，分布大量陡于80°倾角的 构造裂隙。
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第二章 岩石中的空隙与水分
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§2.1.3 溶穴
1、溶穴：起因于水的溶蚀，在可溶岩（白云 岩、岩盐、石膏、石灰岩等）中形成的空洞 （溶隙）。 （cavity）-- soluble rock 2、岩溶率：Kk=Vk/V 特点：岩溶率的变化范围很大，且在相邻很近 地点处岩溶率完全不同，同一地点的不同深 度处岩溶率也有很大变化。

2.水文地质学基础-岩石中的空隙与水解析

2.水文地质学基础-岩石中的空隙与水解析

2.2 岩石中水的存在形式
结合水和重力水
结合水与重力水
（a）椭圆形小粒代表水分子，结合水部分的水分子带正电荷一端朝 向颗粒；（b）箭头代表水分子所受合力方向
2.2 岩石中水的存在形式
2.2.2 重力水 重力水是指距离固体表面更远、重力对其影响大于固体表面对
其吸引力、能在重力影响下自由运动的那部分水。 井、泉所采取的均为重力水，为水文地质学的主要研究对象。
持水度（Sr）（specific retention）是指地下水位下降一个 单位深度、单位水平面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙 中的水的体积。常用小数表示，无量纲。存在关系式：m + Sr = n。
有溶隙和溶穴的可溶岩
2.1 岩石中的空隙
2.1.2 孔隙
（1）孔隙是指松散岩石中颗粒或其集合体之间的空隙。 特点：①呈小孔状，②分布均匀且密集，③连通性好。 （2）孔隙度是指某一体积岩石（包括颗粒骨架和孔隙在内）中 孔隙体积所占的比例。 孔隙度是描述松散岩石中孔隙多少的指标

VT=Vn+Vs,其中n为孔隙度，Vn为孔隙体积，Vs 为岩石固体颗 粒体积，VT为岩石总体积。
气态水
Vaporous water
结构水，以H+和OH-离子的形式存在于矿物结晶格架某一位置上的水。
结晶水是矿物结晶构造中的水，以H2O分子形式存在于矿物结晶格架固 定位置上的水。
沸石水(zeolite water)：方沸石（Na2Al2Si4O12•nH2O）。
2.2 岩石中水的存在形式
气态水、固态水 岩石空隙中的这部分水含量小。其
2.3岩石的水理性质
2.3岩石的水理性质
给水度是饱和介质在 重力排水作用下可以给 出的水体积与多孔介质 体积之比。

第二章 岩石中的空隙与水分(下)

第二章 岩石中的空隙与水分(下)

三、持水性 1.持水性：饱水岩石重力释水后，由于分子力和表面引力 作用，使其空隙中保持一定水量的性能。，这部分水包括： 结合水、孔角毛细水和一部分悬挂毛细水。在数量上用持 水度衡量。 2.持水度（Sr）：地下水位下降一个单位深度，单位水平 面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量，即 重力作用下岩石空隙中所保持的水体积与岩石体积之比。 Sr=Wr/V Wr：重力作用下在岩石空隙中水的体积。 3. Sr大小影响因素： 松散岩石中Sr与岩石颗粒大小有关： a.细粒粘土：比表面积大，结合水含量大，Sr值大，有 时甚至Sr=C； b.粗粒砂： Sr值小，而砾石和具有宽大裂隙和溶穴的岩 石， Sr值微不足道。
二、含水性 1.含水性：松散岩石包气带中能滞留水分的性能。其数量多少用含水量表 示。 2.含水量：松散岩石实际保留水分的数量。 1）重量含水量（Wg）：松散岩石孔隙中所含水的重量与干燥岩石重量 的比值。 Wg=Gw/Gs×100% Gw：孔隙中所含水的重量；Gs：干燥岩石重量。 2）体积含水量（Wv）：含水体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值。 Wv=Vw/V ×100% Vw：含水体积；V：岩石总体积。 3）Wg与Wv之间的关系：当水的比重为1，岩石的干容重（单位体积干 土的重量）为ra时，重量含水量与体积含水量的关系为：Wv=Wg· ra 4）饱和差：孔隙充分饱水时的含水量称作饱和含水量（Ws）。饱和含 水量与实际含水量之间的差值。代表空隙中未充水的部分有多少。 Ws-Wg（Wv） 5）饱和度：实际含水量与饱和含水量之比。表示岩石中充水部分占多少。 Wg（Wv）/ Ws
二、岩石空隙中的水
这是水文地质学研究的对象。 1.结合水：松散岩石的颗粒表面及坚硬岩石空隙壁面均 带有电荷，水分子又是偶极体，由于静电吸引，固相表面 具有吸附水分子的能力。离固相表面很近的水分子受到的 静电引力很大；随着距离增大，吸引力减弱，而水分子受 自身重力的影响就愈显著。受固相表面的引力大于水分子 自身重力的那部分水，称为结合水。此部分水束缚于固相 表面，不能在自身重力影响下运动。 1）强结合水：最接近固相表面的结合水。水分子排列 紧密，不能流动，但可转化为气态水而移动。 2）弱结合水：处于强结合水的外层，受到固相表面的 引力比强结合水弱。水分子排列不如强结合水规则和紧 密，溶解盐类的能力较低。弱结合水的外层能被植物吸收 利用。 结合水区别于普通液态水是它的强粘滞性和具有抗剪 强度，即必须施一定的力方能使其发生变形。

03岩石中的空隙

03岩石中的空隙

三、裂隙
1. 概念：坚硬岩石形成以后，由于各种内外营力的作用，使岩 概念：坚硬岩石形成以后，由于各种内外营力的作用， 石遭到破坏而形成的空隙。 石遭到破坏而形成的空隙。 2. 分布：主要分布在坚硬岩层：除沉积岩、变质岩、岩浆岩 分布：主要分布在坚硬岩层：除沉积岩、变质岩、 等保留原生成岩孔隙外， 等保留原生成岩孔隙外，主要是在后期构造应力作用下产生后 生裂隙。 生裂隙。 3. 分类：按成因分 分类： 成岩裂隙
第3节 岩石的水理性质 节
• 一、 容水性 • 岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度表示。 岩石能容纳一定数量水的性质。用容水度表示。 • 容水度（Mc） 容水度（ • 单位体积饱水岩石中所能容纳的最大水的体积。 单位体积饱水岩石中所能容纳的最大水的体积。 若以重量计，则称容水量。 若以重量计，则称容水量。
• 五、自然界岩石空隙的复杂性 • • 发育状况复杂： 发育状况复杂： 粘性土层既有孔隙也有裂隙，按水井讲， 粘性土层既有孔隙也有裂隙，按水井讲，粘土 --隔水层，若粘土中有存在干缩裂隙可以为含水 隔水层， 隔水层 如河南驻马店粘土层，可以为含水层（ 层，如河南驻马店粘土层，可以为含水层（取的 是裂隙中的水）。 是裂隙中的水）。 坚硬岩石：既有孔隙，又有裂隙， 坚硬岩石：既有孔隙，又有裂隙，如甘肃白垩 系岩石。 系岩石。 可溶岩里保留原来的裂隙，甚至有孔隙存在。 可溶岩里保留原来的裂隙，甚至有孔隙存在。
• • （2）研究意义（作用）：影响岩石储容地下水的能力 ）：影响岩石储容地下水的能力 ）研究意义（作用）：
（4）孔隙度的影响因素 ）
颗粒排列方式：等粒状：最疏松排列 立方体 立方体--颗粒排列方式：等粒状：最疏松排列----立方体 n=47.64%; 最紧密排列---四面体：n=25.95%。(未涉 最紧密排列 四面体： 。 未涉 四面体 及粒径大小，粒径大小不同，但等粒状、 及粒径大小，粒径大小不同，但等粒状、排列方式相 同时，孔隙度是相同的） 同时，孔隙度是相同的） 颗粒分选程度：分选性越好，孔隙度越大； 颗粒分选程度：分选性越好，孔隙度越大；分选程度 不好，大颗粒孔隙被小颗粒充填，降低孔隙。（ 。（分选 不好，大颗粒孔隙被小颗粒充填，降低孔隙。（分选 程度是指颗粒粒度的均匀程度， 程度是指颗粒粒度的均匀程度，土力学中也称不均匀 系数。） 系数。） 颗粒形状：越不规则，越疏松，孔隙度就越大。 颗粒形状：越不规则，越疏松，孔隙度就越大。 胶结充填：孔隙被胶结充填，孔隙度减小。 胶结充填：孔隙被胶结充填，孔隙度减小。 对于粘性土，还与结构孔隙、次生孔隙有关。 对于粘性土，还与结构孔隙、次生孔隙有关。

第二章 岩石中的空隙与水分


松散岩石储容水分的能力，与孔隙度关系很大，而地下水 的运动条件则首先取决于孔隙的大小，影响孔隙大小的主要因 素是颗粒大小，颗粒排列方式，对于粘性土，结构孔隙及次生 孔隙的影响不可忽视。 孔隙大小特征的描述： 孔喉：孔隙通道最细小的部分。 孔腹：孔隙通道最宽大的部分。 ①颗粒的大小—颗粒大则孔隙大，反之则孔隙小。 注意：对于分选不好，颗粒大小悬殊的松散岩石来说，孔 隙大小并不取决于颗粒的平均直径，而是取决于细小颗粒的直 径。 ②颗粒的排列方式—以理想等粒圆球状颗粒为例，颗粒直 径为D，孔喉直径为d，立方体排列时，d=0.424D，作四面体 排列时，d=0.155D。 ③考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙。
Vn n 100% V
Vn ——岩石的孔隙体积，V——包括孔隙在内 其中： 的整个岩石总体积。
孔隙度的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充填情况也影响孔隙度。 ①颗粒的排列—以理想等粒圆球状颗粒为例， 理论上几何计算立方体排列最疏松，孔隙度为 47.64%，四面体排列为最紧密，孔隙度为25.95%。 注意：三种颗粒直径不同的等粒岩石，排列方式 相同时，孔隙度完全相同。 ②颗粒的分选—在颗粒大小不等时，分选差则 孔隙度小， 分选好则孔隙度大。 ③颗粒的形状及胶结—磨圆愈好，孔隙度愈小， 胶结可以降低孔隙度。 ④考虑粘性土的结构孔隙及次生孔隙。
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2.3
与水的储容及运移有关的岩石性质
三、给水度（specific yield）—— (e d) 1、定义： 当地下水位下降一个单位深度时，从地下水位延伸到 地表面的单位水平面积岩石柱体，在重力作用下释放出 来的水体积，称为给水度 。 V 1 0 0 % 给水度概念图 V总 当地下水位下降一个单位，土层孔隙中是否所有的水都流 出来？ 在土层中会保留什么形式的水？

岩石中的空隙与水分


2018/10/10
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岩石中的空隙：松散岩石中的孔隙
• 松散岩石是由大小不等的岩土颗粒组成的，颗粒或者 颗粒集合体之间的空隙，称为孔隙。图2-1各类岩石中 的孔隙示意
– 孔隙度：指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙所占的比 例。与土力学中的孔隙比概念比较？！ – 孔隙度的影响因素：主要是颗粒的分选程度和排列方式，其 次是颗粒形状和胶结充填情况。对于黏性土，会存在结构孔 隙和其他次生孔隙，也是重要因素。 – 以等粒圆球为例，说明排列方式影响孔隙度的大小
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• 给水度（2）
– 给水度的大小受岩性、初始地下水位埋藏深度和地 下水位下降速率等因素的影响。
• 岩性：颗粒大小与空隙大小 • 初始水位埋深与最大毛细上升高度
• 地下水位下降快，水可能来不及释出；下降慢，才能充分 给水。
重力释水并非瞬间完成， 而是需要一个过程，因此 往往滞后于水位下降
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岩石中的空隙：可溶岩石中的溶隙
• 可溶岩与地下水的溶蚀作用：石灰岩、白云岩、岩盐、 石膏。
• 溶隙率：溶隙的体积与包括溶隙在内的岩石的体积的 比值。 • 溶隙（穴）特点：发育规模大小悬殊，在岩石中分布 极不均匀
岩石中的空隙只有互相联通，形成网络，才具有水文地质 意义上的储水空间和运移通道作用；而各类空隙的联通情 况各不相同，甚至相差甚远，这就定了赋存其中的地下水 的运动规律也不相同。
水文地质学
第三讲 岩石中的空隙与水分
OUTLINE
• 岩石中的空隙 • 岩石中水的存在形式 • 与水的储运有关的岩石的性质 • 有效应力原理与松散岩石的压密
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2
怎样认识岩石中的空隙？

第二章 岩石中的孔隙与水

第二章岩石中的孔隙与水第一节岩石中的空隙地壳表层十余公里范围内，都或多或少存在着空隙，特别是深部1~2km以内，空隙分布较为普遍。

按维尔纳茨基的形象说法，“地壳表层就好象是饱含着水的海绵”。

岩石——在水文地质学中包括坚硬的岩石（基岩）及松散的土层。

空隙——是指岩石（岩土）中各种类型的空洞的总称。

研究空隙的意义：空隙是地下水的赋存场所（places）和运移通道（conduits）。

空隙依据成因分为三类，即：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙和可溶岩石中的溶穴。

学习了解空隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。

本节以孔隙为例，讨论描述空隙特征的有关概念、指标和分析方法。

图2—1 岩石中的各种空隙〔据迈因策尔修改补充〕1—分选良好，排序疏松的砂；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—具有裂隙的岩石；8—具有溶隙及溶穴的可溶岩一、孔隙土体孔隙特征主要描述孔隙的大小、多少、形状、连通性与胶结等。

松散土体宏观上可以分为两大类：砂砾石土和粘性土。

（1）砂砾石孔隙大小及其影响因素首先，请大家比较以下三种砂砾石试样的孔隙大小试样为理想的圆球组成的a—砾石（模型）、b—砂样、c—砂砾混合样砾石（模型） b—砂样 c—砂砾混合样请回答：以上三种试样所构成的孔隙哪类大？哪类小？请总结影响砂砾石土孔隙大小的因素。

简单归纳，影响砂砾石土孔隙大小的主要因素有：①颗粒大小：与构成砂砾石土的颗粒粒径成正比（由上述插图2-1理解）②颗粒排列：立方体（疏松）、四面体（紧密）由图2-2可以总结出，颗粒呈立方体排列为最疏松的排列方式，颗粒呈四面体排列为最紧密的排列方式。

因此，颗粒排列的紧密程度，影响孔隙大小。

图2-2 颗粒的排列形式(参照格雷通)A—立方体排列（疏松）； B—四面体排列（紧密）③试样的分选：试样的分选是指样品的颗粒粒径的级配情况。

水文地质学 第二章 岩石中的空隙与水分2.

对遇水膨胀的粘土来说，恰好相反，容水度会大于 原有的孔隙度。
二、含 水 性
1.含水性：岩石含有水分的性能。 2.含水量：说明松散岩石实际保留水分的状况。
①重量含水量：松散岩石孔隙中所含水的重量与
干燥岩石重量的比值。即：
Wg

Gw Gs
100 %
Gw＝Vw·1②体积含水量：含水的体积与包括孔隙在内的岩
一、有效应力原理： 有效应力 Pz ＝总应力 P － 孔隙水压力u
假定所讨论的是松散沉积物质构成的饱水砂层，
P ＝Gs＋Gw
A
B
PZ 有效应力
u ＝γwh
P＝u＋Pz
P＝u＋Pz 即Pz＝P－u
二、地下水位变动引起的岩土压密
1.假设:总应力P不变 2.地下水位下降：孔隙水压力降低△u
有效应力增加△Pz， 即：Pz＋△Pz＝P－（u－△u）
Gs＝V石·γα 体积的比值。即：
Wv

Vw V
100%
当水的比重为1，岩石的干容重为 时，有：
Wv Wg
有关含水量的几个概念
饱和含水量（Ws）：孔隙充分饱水时的含水量。 饱和差：饱和含水量－实际含水量 饱和度：实际含水量/饱和含水量
三、给 水 性
1.给水性：当地下水位下降时，其下降范 围内饱水岩石及相应的支持毛细水带中的水， 在重力作用下，从原先赋存的空隙中释出，这 一现象称为岩石的给水性。
1. 持水度 ：地下水位下降一个单位深度，单位水平 面积岩石柱体中反抗重力而保持于岩石空隙中的水量。
可分为毛细持水度和结合持水度，通常应用结合持水 度，又称最大分子持水度。
2. 残留含水量（Wo ）：包气带充分重力释水而又未 受到蒸发、蒸腾消耗时的含水量。数值上相当于最大的持 水度。
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第二章岩石中的空隙与水分
学习目的和要求：了解岩石中空隙的类型，掌握孔隙度、孔隙比、裂隙率、岩溶率
的概念。

了解结合水、重力水、毛细水的概念。

在与水的储容及运移有关的岩石性质一
节中，掌握容水度、重量含水量、体积含水量、给水度、持水度的概念，相互间的关系
及其影响因素，重点掌握给水度的有关概念。

理解太沙基有效应力原理。

2．1 岩石中的空隙
岩石空隙可分为三类：（1）松散岩石中的孔隙；（2）坚硬岩石中的裂隙；（3）
可容岩石中的容穴。

1．孔隙
孔隙体积的多少可用孔隙度表示：
孔隙度（n）——指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。

孔隙比（ε）——指某一体积岩石内孔隙的体积（V n）与固体颗粒体积（V s）之
比。

两者之间的关系为：ε=n/(1-n)
影响因素：（1）分选程度；（2）颗粒的排列情况；（3）颗粒的形状；（4）胶
结充填程度。

2．裂隙
裂隙按成因可分为：（1）成岩裂隙；（2）构造裂隙；（3）风化裂隙。

裂隙的多
少以裂隙率表示：
裂隙率（K r）——裂隙体积（V r）与包括裂隙在内的岩石体积（V）的比值。

实际应用时，还用到面裂隙率，线裂隙率的概念。

另外，通过测定裂隙的几何参
数→计算渗透张量K。

3．溶穴（溶隙）
岩溶率(K k)——指溶穴的体积(V k)与包括溶穴在内的岩石体积(V)的比值。

自然界中岩石空隙的发育状况是复杂的。

岩石中的空隙以一定方式连接起来→空隙网
络，成为地下水有效的储容空间和运移通道。

三种空隙网络具有不同的特点。

2．2 岩石中水的存在形式1．结合水
结合水——受固相表面的引力大于水分子自身重力的那部分水称为结合水。

2．重力水
重力水——重力的影响大于固体表面的吸引力，在自身重力下能运动的那部分水
岩土空隙中的重力水能够自由流动。

井泉取用的地下水，都属于重力水。

3．毛细水
松散岩石中细小的孔隙通道构成毛细带，在地下水面以上的包气带中广泛存在毛
细水。

进一步分为：（1）支持毛细水；（2）悬挂毛细水；（3）触点毛细水。

4．气态水、固态水及矿物中的水
2．3 与水的储容及运移
有关的岩石性质1．容水度
容水度——指岩石完全饱水时所能容纳的最大的水体积与岩石总体积的比值。

2．含水量（或含水率）
（1）重量含水量(W g)——松散岩石孔隙中所含水的重量(G w)与干燥岩石重量(G s)
的比值，称为重量含水量。

（2）体积含水量(W v)——含水的体积(V w)与包括孔隙在内的岩石的体积(V)的比
值，称为体积含水量。

两者之间的关系：（当水的比重为一时），其中：
γα为岩石干容量。

3．给水度
给水度（μ）——地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水
平面积的岩石柱体，在重力作用下释放出水的体积称为给水度。

给水度是潜水含水层的主要参数之一。

影响给水度的因素：（1）岩性；（2）初始
地下水位埋藏深度；（3）地下水位下降速率；（4）释水时间，释水比较充分时→理论
最大值。

4．持水度
持水度（S r）——地下水位下降一个单位深度，单位水平面积岩石柱体中反抗重力
而保持于岩石空隙中的水量称为持水度。

μ、S r、n三者之间的关系：μ＋S r＝n
5．透水性
岩石的透水性——指岩石允许水透过的能力。

定量指标为渗透参数（K）。

影响透水性的因素，主要是孔隙的大小：（1）孔隙愈大，透水性愈强，K大；（2）孔
隙愈小，透水性愈差，K小。

2．4 有效应力原理与松散岩土压密
1．有效应力原理
作用于沙层骨架上的应力称为有效应力：P z＝P－u。

有效应力等于总应力减去孔隙
水压力称为——太沙基有效应力原理。

2．地下水位变动引起的岩土压密
（1）水头下降（孔隙水压力降低）→岩土压密；
（2）水头上升（孔隙水压力恢复）→砂层基本上恢复原状。

砂砾类岩土基本上呈弹性变形，粘性土以塑性变形为主。

思考题（略）。