地下水概论第2部分 岩石中的孔隙与水分（上）课件

第二部分岩石中的空隙与水

TheIntersticesandWaterinRocks

Hydrogeoloy

水文地质学CompanyLogo2.1岩石中的空隙2.2空隙中的水2.3岩石的水理性质本章内容CompanyLogo2.1岩石中的空隙1．岩石空隙在地球上的分布岩石中空隙的存在地下水的赋存提供了必要的空间条件2．岩石空隙的水文地质意义及空隙特征岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。岩石空隙的特征（也叫岩石的空隙性）主要有：形状、大小、多少、连通性和分布规律。岩石空隙的这些特征对地下水的储存与运动具有重要的影响。CompanyLogo孔隙（pore,void）土体孔隙的描述有：孔隙的大小，多少，形状，连通与分布松散土体宏观上可以分为2大类：砂性土与粘性土类1、砂砾石孔隙大小及其影响因素

试样a—砾石(模型)，试样b—砂土样品，试样c—砂砾混合样品？提问：试样a与b构成的孔隙哪种大？哪种小？颗粒大小----有关？

简单归纳---砂砾石土孔隙大小与什么有关？

颗粒大小、排列——立方体或四面体、分选、胶结与充填等孔隙大小特征的描述：孔喉(d)d=0.414D孔腹(d’)d’=0.732D

(上述为：立方体排列的理想等径园球颗粒）2.1.1孔隙WhataretheTypesofPores(Openings)?Granular(Primary)SandClayPeatSecondaryFracturesDissolution(dissolvedmatrix)CompanyLogo

a—砾石(模型)b—砂土样品c—砂砾混合样品

孔隙与粒径关系CompanyLogo松散砂砾石孔隙大小与分选的关系—好、坏？黄土沙丘洪积物粒径mm含量%CompanyLogo立方体排列与四面体排列DdDd立方体排列四面体排列TotalPorosity1unitvolumeTotalPorosity(nt)=VporesVtotal=fraction2.1.1孔隙Sandandgravel0.1-0.2Clay>0.72.1.1孔隙CompanyLogo不同颗粒大小的试样——孔隙度？

(3)EFFECTIVEPorosityEffectivePorosity(ne)=VconnectedporesVtotalne<ntClay>0.7nent<0.1CompanyLogo自然界中松散岩石的孔隙度与上述讨论的还有些不同

P17表2-1表2--1松散岩石孔隙度参考数值

矛盾之一：与粒径的关系不是愈大则愈大？矛盾之二：孔隙度超过最疏松排列的47.64%—达到70%

2.1.1孔隙CompanyLogo3、粘性土的孔隙与孔隙度粘土颗粒粘性土是指土体颗粒＜0.005mm的直径“粘性土由于颗粒细小，比表面积大，连结力强粘粒在悬浮推移互相接触时，就会连结起来形成粘粒团”细小粘粒集合（团）构成（称为）颗粒集合体。集合体与集合体结合构成粘性土的沉积结构特征粘土孔隙

粘性土如同海绵、峰窝或絮状结构结构孔隙——集合体与集合体、粘粒与粘粒之间次生孔隙——虫孔、根系孔、裂隙裂痕等2.1.1孔隙——粘土CompanyLogo×36×240×800粘性土的结构，不同比例电镜扫描片CompanyLogo松散孔隙|粘土孔隙|裂隙溶隙CompanyLogo裂隙（fissurefracture）

固结的坚硬岩石中，一般仅残存很小部分孔隙，而存在有各种内外力作用下产生的裂缝（缝隙）

风化（卸荷）裂隙、成岩裂隙、构造裂隙

裂隙：空间形态是两向延伸长，横向延伸短的“饼状”空隙

单个裂隙是孤立的裂隙岩体：从水的赋存与运移角度来看，裂隙的描述包括：

1)裂隙的连通性（组数、产状、长度和密度）2)张开性（裂隙宽度）3)裂隙率等2.1.2裂隙CompanyLogo风化（卸荷）裂隙、成岩裂隙、构造裂隙CompanyLogo砂岩岩芯中的空隙CompanyLogo空隙特征的比较含水介质——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，溶穴极悬殊空隙比率—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