空隙与水分.docx

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空隙与水分

第二章 岩石中的空隙与水分

一、名词解释

1．岩石空隙2．孔隙 3．孔隙度 4．裂隙 5．裂隙率 6．岩溶率 7．溶穴 8．结合水9．重力水10．毛细水 11．支持毛细水 12．悬挂毛细水13．容水度14．重量含水量 15．体积含水量 16．饱和含水量 17．饱和差 18．饱和度 19．孔角毛细水 20．给水度 21．持水度 22．残留含水量 23．岩石的透水性 24．有效应力

二、填空

1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。

空隙的  、   、    、     和    ，对地下水的分步和运动具有重要影响。

2．岩石空隙可分为松散岩石中的    、坚硬岩石中的    、和可溶岩石中的    。

3．孔隙度的大小主要取决于     及     情况，另外   及   情况也影响孔隙度。

4．岩石裂隙按成因分为：

    、    、     。

5．地下水按岩层的空隙类型可分为：

    、    、和     。

6．毛细现象是发生在    、   、    三相界面上的。

7．通常以    、     、      、     和      来表征与水分的储容和运移有关的岩石性质。

8．岩性对给水度的影响主要表现为空隙的     与     。

9．松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是   大小；只有在孔隙大小达到一定程度，                                           

       才对岩石的透水性起作用。

三、判断题

1．松散岩石中也存在裂隙。

（  ）

2．坚硬岩石中也存在孔隙。

（ ）

3．松散岩石中颗粒的形状对孔隙度没有影响。

（  ）

4．两种颗粒直径不同的等粒圆球状岩石，排列方式相同时，孔隙度完全相同。

（  ）

5．松散岩石中颗粒的分选程度对孔隙度的大小有影响。

（ ）

6．松散岩石中颗粒的排列情况对孔隙度的大小没影响。

（  ）

7．松散岩石中孔隙大小取决于颗粒大小。

（  ）

8．松散岩石中颗粒的排列方式对孔隙大小没影响。

（  ）

9．裂隙率是裂隙体积与不包括裂隙在内的岩石体积的比值。

（ ）

10．结合水具有抗剪强度。

（  ）

11．在饱水带中也存在孔角毛细水。

（  ）

12．在松散的砂层中，一般来说容水度在数值上与孔隙度相当。

（  ）

13．在连通性较好的含水层中，岩石的空隙越大，给水度越大。

（  ）

14．松散岩石中，当初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时，地下水位下降后，给水度偏小。

（  ）

15．对于颗粒较小的松散岩石，地下水位下降速率较大时，给水度的值也大。

（  ）

16．颗粒较小的松散岩石中，重力释水并非瞬时完成，往往滞后于水位下降，所以给水度与时间有关。

（  ）

17．松散岩石中孔隙度等于给水度与持水度之和。

（  ）

18．松散岩石中，孔隙直径愈小，连通性愈差，透水性就愈差。

（  ）

19．在松散岩石中，不论孔隙大小如何，孔隙度对岩石的透水性不起作用。

（  ）

20．饱含水的砂层因孔隙水压力下降而压密，待孔隙压力恢复后，砂层仍不能恢复原状。

（   ）

21．粘性土因孔隙水压力下降而压密，待孔隙压力恢复后，粘性土层仍不能恢复原状。

（   ）

22．在一定条件下，含水层的给水度可以是时间的函数，也可以是一个常数。

（   ）

23．在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中.在补给期时，给水度大,水位上升大，给水度小，水位上升小。

（   ）

24．某一松散的饱水岩层体积含水量为30％，那么该岩层的孔隙度为0.3。

（   ）

四、简答题

1．   简述影响孔隙大小的因素，并说明如何影响？

2．简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？

3．裂隙率一般分为哪几种?

 各自的定义？

4．地壳岩石中水的存在形式有哪些？

5．结合水、重力水和毛细水有何特点？

6．影响给水度的因素有哪些，如何影响？

7．影响岩石透水性的因素有哪些，如何影响？

8．简述太砂基有效应力原理？

9．简述地下水位变动引起的岩土压密？

五、论述题

1．岩石空隙分为哪几类，各有什么特点？

2．为什么说空隙大小和数量不同的岩石，其容纳、保持、释出及透水的能力不同？

3．地下水位的埋藏深度和下降速率，对松散岩石的给水度产生什么影响？

第二章 岩石中的空隙与水分（答案）

一、名词解释

1．岩石空隙：

地下岩土中的空间。

2．孔隙：

松散岩石中，颗粒或颗粒集合体之间的空隙。

3．孔隙度：

松散岩石中，某一体积岩石中孔隙所占的体积。

4．裂隙：

各种应力作用下，岩石破裂变形产生的空隙。

5．裂隙率：

裂隙体积与包括裂隙在内的岩石体积的比值。

6．岩溶率：

溶穴的体积与包括溶穴在内的岩石体积的比值。

7．溶穴：

可溶的沉积岩在地下水溶蚀下产生的空洞。

8．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。

9．重力水：

重力对它的影响大于固体表面对它的吸引力，因而能在自身重力作影响下运动的那部分水。

10．毛细水：

受毛细力作用保持在岩石空隙中的水。

11．支持毛细水：

由于毛细力的作用，水从地下水面沿孔隙上升形成一个毛细水带，此带中的毛细水下部有地下水面支持。

12．悬挂毛细水：

由于上下弯液面毛细力的作用，在细土层会保留与地下水面不相联接的毛细水。

13．容水度：

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。

14．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。

15．体积含水量：

松散岩石孔隙中所含水的体积与包括孔隙在内的岩石体积的比值。

16．饱和含水量：

孔隙充分饱水时的含水量。

17．饱和差：

饱和含水量与实际含水量之间的差值。

18．饱和度：

实际含水量与饱和含水量之比。

19．孔角毛细水：

在包气带中颗粒接点上由毛细力作用而保持的水。

20．给水度：

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岩石柱体，在重力作用下释出的水的体积。

21．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。

22．残留含水量：

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。

23．岩石的透水性：

岩石允许水透过的能力。

24．有效应力：

实际作用于砂层骨架上的应力。

二、填空

1．岩石空隙是地下水储存场所和运动通道。

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

2．岩石空隙可分为松散岩石中的孔隙、坚硬岩石中的裂隙、和可溶岩石中的溶穴。

3．孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。

4．岩石裂隙按成因分为：

成岩裂隙、构造裂隙、风化裂隙。

5．地下水按岩层的空隙类型可分为：

孔隙水、裂隙水、和岩溶水。

6．毛细现象是发生在固、液、气三相界面上的。

7．通常以容水度、含水量、给水度、持水度和透水性来表征与水分的储容和运移有关的岩石性质。

8．岩性对给水度的影响主要表现为空隙的大小与多少。

9．松散岩层中，决定透水性好坏的主要因素是孔隙大小；只有在孔隙大小达到一定程度，孔隙度才对岩石的透水性起作用。

三、判断题

1．松散岩石中也存在裂隙。

（√）

2．坚硬岩石中也存在孔隙。

（√）

3．松散岩石中颗粒的形状对孔隙度没有影响。

（×）

4．两种颗粒直径不同的等粒圆球状岩石，排列方式相同时，孔隙度完全相同。

（√）

5．松散岩石中颗粒的分选程度对孔隙度的大小有影响。

（√）

6．松散岩石中颗粒的排列情况对孔隙度的大小没影响。

（×）

7．松散岩石中孔隙大小取决于颗粒大小。

（√）

8．松散岩石中颗粒的排列方式对孔隙大小没影响。

（×）

9．裂隙率是裂隙体积与不包括裂隙在内的岩石体积的比值。

（×）

10．结合水具有抗剪强度。

（√）

11．在饱水带中也存在孔角毛细水。

（×）

12．在松散的砂层中，一般来说容水度在数值上与孔隙度相当。

（√）

13．在连通性较好的含水层中，岩石的空隙越大，给水度越大。

（√）

14．松散岩石中，当初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时，地下水位下降后，给水度偏小。

（√）

15．对于颗粒较小的松散岩石，地下水位下降速率较大时，给水度的值也大。

（×）

16．颗粒较小的松散岩石中，重力释水并非瞬时完成，往往滞后于水位下降，所以给水度与时间有关。

（√）

17．松散岩石中孔隙度等于给水度与持水度之和。

（√）

18．松散岩石中，孔隙直径愈小，连通性愈差，透水性就愈差。

（√）

19．在松散岩石中，不论孔隙大小如何，孔隙度对岩石的透水性不起作用。

（×）

20．饱含水的砂层因孔隙水压力下降而压密，待孔隙压力恢复后，砂层仍不能恢复原状。

（×）

21．粘性土因孔隙水压力下降而压密，待孔隙压力恢复后，粘性土层仍不能恢复原状。

（√）

22．在一定条件下，含水层的给水度可以是时间的函数，也可以是一个常数。

（√）

23．在其它条件相同而只是岩性不同的两个潜水含水层中.在补给期时，给水度大,水位上升大，给水度小，水位上升小。

（×）

24．某一松散的饱水岩层体积含水量为30％，那么该岩层的孔隙度为0.3。

（√）

四、简答题

1．   简述影响孔隙大小的因素，并说明如何影响？

   影响孔隙大小的因素有:

颗粒大小、分选程度、和颗粒排列方式。

   当分选性较好时，颗粒愈大、孔隙也愈大。

当分选性较差时，由于粗大颗粒形成的孔隙被小颗粒所充填，孔隙大小取决于实际构成孔隙的细小颗粒的直经。

排列方式的影响：

立方体排列比四面体排列孔隙大。

2．简述影响孔隙度大小的主要因素，并说明如何影响？

影响孔隙度大小的因素有：

颗粒排列情况、分选程度、颗粒形状及胶结程度。

   排列方式愈规则、分选性愈好、颗粒形状愈不规则、胶结充填愈差时，孔隙度愈大；反之，排列方式愈不规则、分选性愈差、颗粒形状愈规则、胶结充填愈好时，孔隙度愈小。

3．裂隙率一般分为哪几种?

 各自的定义？

   裂隙率分为面裂隙率、线裂隙和体积裂隙率。

   面裂隙率：

单位面积岩石上裂隙所占比例。

   线裂隙率：

与裂隙走向垂直方向上单位长度内裂隙所占的比例。

体积裂隙率：

单位体积岩石裂隙所占体积。

4．地壳岩石中水的存在形式有哪些？

   地壳岩石中水的存在形式：

（1）岩石“骨架”中的水（沸石水、结晶水、结构水）。

（2）岩石空隙中的水（结合水、液态水、固态水、气态水）。

5．结合水、重力水和毛细水有何特点？

   结合水束缚于固体表面，不能在自身重力影响下运动，水分子排列精密、密度大，具抗剪强度；重力水在自身重力下运动，不具抗剪强度；毛细水受毛细力作用存在于固、液、气三相界上。

6．影响给水度的因素有哪些，如何影响？

   影响给水度的因素有岩性、初始地下水位埋深、地下水位降速。

岩性主要表现为决定空隙的大小和多少，空隙越大越多，给水度越大；反之，越小。

初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时，地下水下降后给水度偏小。

地下水位下降速率大时，释水不充分，给水度偏小。

7．影响岩石透水性的因素有哪些，如何影响？

   影响因素有：

岩性、颗粒的分选性、孔隙度。

   岩性越粗、分选性越好、孔隙度越大、透水能力越强；反之，岩性越细、分选性越差、孔隙度越小，透水能力越弱。

8．简述太砂基有效应力原理？

在松散沉积物质构成的饱水砂层中，作用在任意水平断面上的总应力Ｐ由水和骨架共同承担。

及总应力Ｐ等于孔隙水压力Ｕ和有效应力Ｐ'之和。

因此，有效应力等于总应力减去孔隙水压力，这就是有效应力原理。

9．简述地下水位变动引起的岩土压密？

   地下水位下降后，孔隙水压力降低，有效应力增加，颗粒发生位移，排列更加紧密，颗粒的接触面积增加，孔隙度降低，岩土层受到压密。

五、论述题

1．岩石空隙分为哪几类，各有什么特点？

   岩石空隙分为：

孔隙、裂隙和溶穴。

   孔隙分布于颗粒之间，连通好，分布均匀，在不同方向上孔隙通道的大小和多少都很接近；裂隙具有一定的方向性，连通性较孔隙为差，分布不均匀；溶穴孔隙大小悬殊而且分布极不均匀。

2．为什么说空隙大小和数量不同的岩石，其容纳、保持、释出及透水的能力不同？

   岩石容纳、保持、释出及透水的能力与空隙的大小和多少有关。

而空隙的大小和多少决定着地壳岩石中各种形式水所占的比例。

空隙越大，结合水所占的比例越小，则容纳、释出及透水能力越强，持水能力越弱；反之，空隙度越小，结合水所占的比例越大，则容纳、释出及透水能力越弱，持水能力越强。

所以说空隙大小和数量不同的岩石其容纳、保持、释出及透水的能力不同。

3．地下水位的埋藏深度和下降速率，对松散岩石的给水度产生什么影响？

初始地下水位埋藏深度小于最大毛细上升高度时，地下水位下降，重力水的一部分将转化为支持毛细水而保持于地下水面以上，给水度偏小；在细小颗粒层状相间分布的松散岩石，地下水位下降时，易形成悬挂毛细水不能释放出来，另外，重力释水并非瞬时完成，而往往迟后于水位下降，给水度一般偏小。

第五章：

地下水概论

2.岩石中存在哪些形式的水？

各有什么？

各有什么特点？

答：

岩石中存在组成岩石矿物中的矿物结合水和存在于岩石空隙中的水。

矿物结合水：

沸石水、结晶水和结构水。

空隙水：

结合水、重力水、毛细水、固态水和气态水。

特点：

4.何谓含水层、含水带、含水岩组、含水岩系，他们在生产实践中有何用途？

答：

含水层是指能透过又能给出重力水的岩层，提供充分的水资源。

6.地下水有哪些主要化学成分和化学性质？

答：

地下水的化学成分主要有：

气体成分（氮、氧、硫化氢、二氧化碳、）、离子成分（氯离子、硫酸根离子、重碳酸根离子、钠离子、钾离子、钙离子、镁离子）、胶体成分及有机成分和细菌成分。

  化学性质：

主要有酸碱性和硬度特征。

8.什么是承压水？

有哪些特征？

与潜水有何区别？

答：

承压水是指充满于两个隔水层之间的含水层中的水。

特点：

当钻孔揭露承压含水层时，在静水压力的作用下，初见水位（即顶板高程处）与稳定水位不一致；在一般情况下，大气降水及地表水不能处处补给它，承压水的补给区往往位于地势较高的含水层出露处；由于承压水由补给区流入承压区，再往低处排泄，故承压水的出水量、水质、水温等受当地气候的影响较小，随季节变化不明显；承压水受地表污染少。

与潜水的区别：

首先是两种水所处的地质条件不同，其次是水压和等水位线的不一样，然后是两种水的补给区域不一样，承压水和潜水的排泄区也有差异，最后还有各自受污染的难易程度和恢复的难易度等。

10.何谓地下水补给？

地下水获取补给的来源有哪些？

答：

地下水补给：

是指地下水含水层自外界获得水量的作用。

地下水补给来源有：

主要是大气降水和地表水入渗，以及大气中水汽和土壤中水汽的凝结，在一定条件下有人工补给。

12.何谓地下水的径流模数？

答：

                           其中Q—地下水径流量，F—含水层面积

第六章：

地下水运动与动态

2.地下水渗透流速与实际流速有何区别？

有何关系？

答：

渗透流速小于实际流速。

其渗透流速V与实际流速U的关系为

4.地下水动态影响因素有哪些？

答：

自然因素（气候、水文、地质、土壤、生物等），人为因素（取水等）

6.潜水均衡方程式是如何建立的？

有何实际意义？

答：

潜水的均衡方程式是根据潜水的补给量和排除量的差建立起的。