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勘察工作中岩土体的水理性质研究内容

来源: 时间:2021-12-23 11:14:18 浏览次数:

岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。

岩土体水理性质是指岩土与地下水相互作用时显示出来的各种性质。岩土水理性质与岩土的物理性质都是岩土重要的工程地质性质。岩土的水理性质不仅影响岩土的强度和变形, 而且有些性质还直接影响到建筑物的稳定性。以往在勘察中对岩土的水理性质有所忽视, 因而对岩土工程地质性质的评价是不够全 面。 

岩土体的水理性质是岩土体与地下水相互作用显示出来的性质, 而地下水在岩土体中有不同的赋存方式, 不同形式的地下水对岩土体影响程度又与岩土类型有关。 

(1)、地下水的赋存形式及对岩土体水理性质的影响: 

地下水按其在岩土中的赋存形式可分为结合水、毛细管水和重力水三种。 

① 结合水:可分为强结合水和弱结合水两种。强结合水, 又称吸湿水, 吸湿水被分子力吸附在岩土颗粒周围形成 木及 薄的水膜, 是紧附于颗粒表面结合*牢固的一层水, 其吸附力高达10MPa, 在强压下, 其密度接近普通水的两倍, 具有 木及 大粘滞性和弹性, 可以抗剪切, 但不受重力作用, 也不能传递静水压力。弱结合水, 又称弱薄膜水, 它处于吸着水之外, 厚度大于吸着水。弱结合水所受的吸附力小于强结合水, 可以在颗粒水膜之间作缓慢的移动, 薄膜水在外界压力下可以变形, 但同样不受重力影响, 且不能传递静水压力。 

结合水是地下水在粘性土中的主要赋存形式, 在砂土中含量甚微。结合水尤其是弱结合水与粘性土相互作用时显示出来的性质如可塑性、膨胀性、收缩性等归为粘性土的物理力学性质, 因其受强力束缚, 活动范围 木及 为有限, 对岩土的动态水理性质影响较小。 

② 毛细管水:是指由毛细管作用保持在岩土毛细管空隙中的地下水, 可细分为孤立毛细管水、悬挂毛细管水、真正毛细管水。它同时受毛细管力和重力的作用, 当毛细管力大于重力时,毛细管水就上升, 因此地下水潜水面以上的普遍形式是一个与保水带有水力联系的含水量较高的湿水层。毛细管水能传递静水压力, 并能在空隙中垂直上下运动, 对岩土体能起到软化的作用, 有时会引起土壤的沼泽化或盐渍化增强岩土体及地下水对建筑材料的腐蚀性。毛细管水在砂土和粉土中含量较高, 在砂砾层含量较少, 在粘土中含量很少。 

③ 重力水, 是指在重力作用下能在岩土孔隙、裂隙中自由运动的水, 即我们通常所称的狭义“地下水”。它不受分子力的影响, 不能抗剪切, 可以传递静水压力。由于重力水在天然和人为因素的影响下, 在岩土中的渗流活动非常活跃, 对岩土的水理性质有显著的影响。重力水是我们研究岩土水理性质的重点关注对象。 

(2)、主要的水理性质及其测试办法: 

① 软化性, 是指岩土体浸水后, 力学强度降低的特性, 一般用软化系数表示, 即岩石在浸水饱和状态下与风干状态下 木及 限抗压强度之比, 它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在岩石层中存在易软化岩层时, 在地下水的作用下往往会形成软弱夹层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质砂岩等均普遍存在软化特性。 

② 透水性, 是指水在重力作用下, 岩土容许水透过自身的性能。岩土的渗透性的强弱首先决定于岩土空隙的大小和连通性, 其次是空隙度的多少。松散岩土的颗粒愈细、愈不均匀, 其透水性便愈弱。坚硬岩石的裂隙或岩溶愈发育, 其透水性就愈强。透水性一般可用渗透系数表示, 岩土体的渗透系数可通过抽水试验求取。 

③ 崩解性, 是指岩土浸水湿化后, 由于土粒连接被削弱、破坏, 使土体崩散、解体的特性。岩土体的崩解特性包括崩解所需时间、崩解量、崩解方式等。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系 木及 大, 以某地区的残积土为例, 一般崩解时间5~24h, 崩解量1.79%~34% , 以蒙脱石、水云母、高岭土为主的残积土以散开方式崩解, 而以石英为主的残积土多以裂开状崩解为主。 

④ 给水性, 是指在重力作用下饱水岩土能从孔隙、裂隙中自由流出一定水量的性能, 以给水度表示。给水度是含水层的一个重要水文地质参数, 它不但影响基坑涌水量大小, 同时也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。 

⑤ 胀缩性, 是指岩土吸水后体积增大, 失水后体积减小的特性, 岩土的胀缩性是由于颗粒表面结合水膜吸水变厚, 失水变薄造成的。岩土的胀缩性往往是产生地裂缝、基坑隆起的重要原因之一, 对地基变形和土坡表层稳定性有重要影响。标定岩土胀缩性的指标有:膨胀率、自由膨胀率、体缩率、收缩系数等。岩土的水理性质尚有持水性、容水性、毛细管性、可塑性等等, 在这里不再一一叙述。 

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