地下水的特性

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地下水的特性范文第1篇

关键词：水文地质，岩土工程，危害

在岩土工程勘察、设计和施工过程中，水文地质和工程地质二者关系极为密切，相互联系和相互作用，特别是地下水，它既是岩土的构成部分，直接影响岩土体的工程地质条件和特性，又是基础工程的环境，直接或间接地影响上部建筑物的稳定性和安全性。

一、岩土工程项目中的水文地质因素

岩土工程中的水文地质因素，随着地形地貌单元地质构造的变化而不同。不同的水文地质问题在岩土工程中有着不同的危害。

1.1地下水的类型及特征。

1.1.1潜水：主要是埋藏在地表以下第一个连续稳定的隔水层以上，具有自由水面，动水面也有出露于地表的基岩裂隙和溶洞中，即称裂隙潜水和岩溶潜水。它的特性是埋藏浅，含水层厚度深度随着季节性变化大，为自由水面又称无压水，它的排泄方式主要由水平排泄和垂直排泄两种方式进行。

1.1.2承压水：它是充满在两个稳定不透水层或弱透水层间的含水层中，承受水压力的地下水，埋藏在第四纪以前岩层中或第四纪堆积物中。它的主要特征是分布区与补给区不一致，地下水面为非自由面，承受静压力。它的水温水量水压不受降水、季节变化影响。任意一点的承压水厚度稳定不变。

二、岩土的水理性质

岩土的水理性质，是指岩土与地下水相互作用时显现出来的各种性质。岩土的水理性质和岩土的物理性质是岩土主要的水文地质问题，它不仅影响岩土的强度和变形，而且一些性质还直接影响到建筑物的安全和稳定性。在以往的岩土工程勘察中由于经验不足对地下水的水理性有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的，导致很多问题的出现。下面笔者首先介绍一下地下水赋存形式及对岩土水理性质的影响，然后再对岩土的几个重要的水理性质及其研究测试方法进行简单的介绍。

2.1重要水理性质及其测试方法：

2.1.1岩土的软化性；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，它是判断岩石耐风化、耐水浸能力的指标。在工程勘察中发现存在易软化岩层时，在地下水的作用下经常会形成软弱的地层。各类成因的粘性土层、泥岩、页岩、泥质页岩等均普遍存在软化特性。

2.1.2透水性：是指在水的重力作用下，岩土层允许水透过本层的能力。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，其透水性愈强，透水性一般用渗透系数表示，岩土体的渗透系数可通过抽水试验获取。透水性造成的地下水渗透径流，除了同样可使岩体软化、泥化、溶蚀，并降低其强度外还可以使其产生扬压力（当地表数位升高时），削减上部建筑物自重的垂直荷载和产生动水压力，引起基础沉陷变形甚至破坏。此两者将间或直接导致基础稳定性降低危害上部建筑物的安全和稳定。国内外因坝基失稳而遭到破坏的大坝事故中，大多数都因与坝基下渗流的不良作用有关。

2.1.3崩解性：是指岩土浸水性湿化后，由于土粒链接被削弱破坏，使土体崩散，解体的特性。岩土的崩解特性与土的颗粒成分，矿物成分结构等关系极大。

2.1.4溶水性：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，也影响场地下水疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。

2.1.5胀缩性：是指岩土吸水法体积增大，失水后体积减少的特性，岩土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。

三、地下水的水质与物理化学作用

3.1地下水的化学成分

地下水中分布最广的离子成分有：clˉ、SO42ˉ、HCO3ˉ、CO32ˉ、Na+、Mg2+、Ca2+和K+等8种。

3.2地下水的气体成分

地下水中的主要气体成分有CO2、O2、N2、H2S等在多数情况下，气体主要影响地下水的氧化还原性和酸碱度。

3.3地下水中的微量元素

地下水中可能出现各种微量元素，在不同地区由于基岩、土壤成分和地下水补给，径流关系的差异，微量元素的种类和数量分布不尽相同。在水中含量少于10mg/L的元素一般被称为微量元素。一般有溴（Bv）碘（I）氟（F）硼（B）磷（P）铝（Pb）锌（Zn）锂（Li）铷（Rb）等。

3.4地下水的总矿化度

地下水中所含离子、分子和化合物的总量称为总矿化度。总矿化度是评价水的物理性质的重要指标之一。

3.5地下水的物理化学作用

3.5.1吸附作用

对同一种物质来说，土壤颗粒的吸附与解吸与地下水中混流物质的浓度以及被吸附在固体颗粒上的固相浓度有关。

3.5.2沉淀的溶解作用

由于地下水的沉淀和溶解作用可以将地下水中的盐分降低或增加。

3.5.3机械过滤作用

悬浮物在一米土层深度内即被过滤样，将不随着地下水的径流而移动，但在裂隙岩层中此作用微弱。

四、岩土工程项目中的水文地质评价

不同阶段的岩土工程地质勘察，其目的不同，但为提高岩土工程的质量，不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题，评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响，更要提出预防治理措施的建议，为设计和施工提供必要的水文地质资料，以消除或减少地下水对岩土工程的危害。

在以往的岩土工程中由于缺少结合基础设计的施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，在很多地区的工程案例中发生因地下水造成基础下沉和建筑物开裂，隧道坍塌的质量事故，总结以往的经验教训，笔者认为今后在岩土工程勘察中，应加强对水文地质问题的评价，主要应从如下方面考虑。

4.1应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，并提出防止措施。

4.2在岩土工程设计勘察施工的过程当中，还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明相关水文地质问题，提供设计，施工所需的水文地质资料。

4.3应从项目整体角度，按地下水对工程的作用与影响，提出可能发生的问题，应当重点评价的工程地质问题，如：

4.3.1地下水对硷及硷内钢筋的腐蚀性。

4.3.2对选用软质岩石、强风化岩、残积土膨胀土等岩土体作为基础持力层的建筑场地，应当重点评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、溶解、甚至崩解、胀缩等作用。

4.3.3在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉土、砂土时，应当预测产生潜蚀，渗透径流、管涌的可能性，及时提醒设计施工加强防护。

4.3.4当基础下存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

4.3.5在地下水位以下基坑，应进行渗透性和溶水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

4.3.6基础底部存在透水层时应对其渗透性可能引起的基础及其上部建筑物的稳定性作出正确的预测和评价。

4.3.7在地下水位以下施工的建筑物，对改变原来的水文地质环境可能引起的地质灾害和对建筑物的危害作出可能的预测和评估。

五、水文地质问题引起的岩土工程危害

根据以上地下水的物理化学特性及结合地下水类型的特征等引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水径流、地下水动水压力的作用等原因造成的。

地下水位的变化因素大致分为天然因素和人为因素，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，经分析，笔者认为地下水位变化引起危害大致分为以下几种方式：

5.1潜水位上升引起的岩土工程危害

潜水位上升的原因是多种多样的，其主要是受地质因素如含水层结构，总体岩性产状；水文气象因素：如降雨量、气温等；人为因素如灌溉、施工等的影响。多数是几种因素综合作用下的结果。由于潜水面的上升对岩土工程可能造成.

5.1.1土壤沼泽化、盐渍化、岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

5.1.2斜坡、河岸等岩土体产生滑移、崩塌等不良地质现象。

5.1.3一些具有特殊性的岩土体（如泥岩、页岩、泥质砂岩、花岗岩残积土等）结构破坏，强度降低软化。

5.1.4引起粉细砂及粉土饱和液化，出现流砂、管漏等现象。

5.1.5地下洞室充水淹没，基础上浮，建筑物失稳。

5.2地下水位的降低多是由于人为因素造成的（部分自然因素），地下水位下降引起的岩土工程危害，如集中抽取大量地下水，采矿活动中的矿床疏干，以及上游筑坝，修建水库截夺下游地下水的补给等。这样由于地下水位的过大下降，常常得不到补给，引发地裂、地面沉降、地面坍塌等地质灾害，以及地下水源枯竭、水源恶化等环境问题，对整体建筑的稳定性和人类自然的居住环境造成大威胁。如：坝基地下水渗流引起溃坝，垂直压缩变形引起地面不均匀坍塌，建筑物的开裂，甚至失稳破坏。引起隧洞围岩产生便向洞内松胀变形、甚至破坏；如洞顶坍方、侧壁滑塌、洞底鼓胀、岩爆等。

5.3地下水频繁升降对岩土工程造成的危害

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复。而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的变化积极交替，会将土层中的胶结物如铁、铝成分淋失，土层失去胶结能力将造成土质变松、含水量孔隙比增大、压缩模量、承载力降低给岩土工程基础选择、处理，带来较大的麻烦。

5.4地下水动压力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

地下水的特性范文第2篇

关键字：工程勘察;水文地质;岩土;危害

水文地质问题之所以重要，是因为地下水含蓄在岩土中，对岩土本身的特性有直接影响。如果岩土本身特性较脆弱，在这样的地质条件上施工，水文因素就会影响到施工的进行和后续建筑物的稳定。由于工程勘察中水文地质问题往往不能引起重视，工程设计中也缺少考虑水文地质问题，所以造成了一些由水文地质问题引起的施工难题和危害。因此工程勘察时必须对水文地质问题引起重视，尽早预防和消除由此问题引起的施工危害和对建筑的危害。

1. 水文地质评价内容

(1)对水文地质最主要的评价内容是通过工程勘测获得的水文数据，分析其对岩土及建筑的影响，预测其对施工可能产生的危害,以采用合理的施工方法并采取相应的预防方法。

(2)其次对建筑物采用的地基类型进行分析，分析清楚有关水文地质问题对其影响，为工程选项提供必要的资料。

(3)分析清楚地下水在自然情况下的活动变化情况，评价对岩土和建筑的影响。

(4)通过分析水文方面给施工和建筑的影响，按不同研究条件来进行分类评价。如:地下水对建筑地基中钢筋的锈蚀影响、地下水对松软岩土等影响。

2、岩土水理性质的测试和分析

岩土水理性质是指地下水和岩土互相作用时表现出来的有关特性。通过对水理性质的研究可以了解到岩土的强度和变形情况，一些岩土水理特性在实际中会对建筑物的稳定产生严重影响。现在，在许多工程勘察中都对岩土的承力方面测试进行的较多，对水理性质方面测度却很少，这就不能从全面的评价工程的地质性质。同时，地下水在岩土中以不同的方式存在，它所带来的影响也大不相同。另外不同的岩土性质也会因地下水的影响表现出不同的特性。地下水存在形式一般有结合水、毛细管水、重力水等。测试岩土的水理特性可测试其软化性、透水性、给水性、崩解性、胀缩性等方面。

3、全面了解地下水引起的岩土工程危害

3.1地下水位变化引起的危害

在工程勘察中要密切了解地下水位的变化。在自然条件下，水位受季节影响较大。雨季时，由于降水较多，水位会升高。旱季时，由于降水少，水位会降低。地下水位一般变化不是太大，但人为因素引起的变化往往较大，而且带来的危害也较大。

1）水位上升引起的危害。

地下水位的上升是与多种因素有关，如降水量、气温变化、周围施工情况、以及地下岩层结构等,有时又是几种因素共同影响的结果。水位上升引起的危害一般有以下几个方面;

(1)正常水位以上的土壤受到地下水位上升后，经过地下水浸泡、易沼泽化、且盐度上升，这增强了对建筑的腐蚀性。

(2)容易引起江、河、海等工程的斜坡、堤岸产生滑动、塌落等危害。

(3)容易引起一些地下岩土层软件，强度变低，结构改变等。

(4)有可能引起沙质地下土壤因水质饱和引起液化，并出现管涌、流沙等危害。

(5)有可能引起地下建筑内进水、地基浸蚀、建筑物支撑力不稳等危害。

2）地下水位下降引起的危害

地下水位的下降也是由多种因素造成，但更多是由人为因素引起。随着经济的发展，人类水资源日益紧张，抽取地下水、截流、调水、采矿等都会使地下水位下降，水源补充来源减少。在我国华北地区，地下水下降的尤为突出。现在地下水下降带来的危害已经变的越来越严重，比较容易出现的如地面下陷、建筑沉降、地表开裂、塌陷等。这对建筑的稳定性特别是一些采矿、水利等方面工程的稳定性会产生非常大的影响。

3.2地下水位频繁变化引起的危害

地下水位的经常变化，会引起地下岩土密度的不均匀收缩膨胀变化，易引起地表开裂，使建筑受到严重影响。因此,在工程勘察时要特别注意施工场地的水文地质问题的研究,对地下水位变化的程度和规律进行准确了解，这对地基的设计会起到非常重要的参考。一般地基设计时会避开水位变化的区间，选择水位以上或以下不会频繁变化的深度。特别是各类软质岩土、地下空洞、溶洞等复杂地质条件下，更易引危害。

3.3地下水动水压力作用引起的危害

地下水在自然状态下的运动产生的水压作用一般不太,也不会引起太大危害。但如果人为施工改变了地下水压力平衡条件时，就会引起一些严重的突发性的危害。如施工过程中开挖基坑时造成的地下水失压引起的冒水、突涌等，堤岸施工时的经常出现的管涌、流沙等危害。

4.总结

总之，在工程勘察中必须要对施工场地的水文地质进行详细探测，准确弄清地下水位位置及变化情况，了解其可以给建筑及施工带来的影响，做好预防和设计工作。同时还要在施工中注意动水压力的情况，避免由此带来的危害。随着工程勘察中水文地质调查工作越来越受到重视，各科研机构、建筑设计单位及国家主管部门需要紧密配合，互相协助，齐心协力，共同促进水文地质方面技术的研究和应用推广。

参考文献

地下水的特性范文第3篇

摘要:为提高工程勘察质量,在工程勘察中不仅要求查明与岩土工程有关的水文地质问题,评价地下水对岩土体和建筑物的作用及其影响,更要提出预防及治理措施的建议,为设计和施工提供必要的水文地质资料,以消除或减少地下水对岩土工程的危害。本文分别从工程地质勘察中水文地质评价内容、岩土水理性质以及地下水引起的岩土工程危害三个方面阐述了水文地质问题在工程勘察中的重要性。

关键词:工程勘察;水文地质;地质勘察;影响

Abstract: in order to improve the quality of engineering investigation, in engineering exploration requires not only find out and geotechnical engineering related hydrological geological problems, evaluation of groundwater in geotechnical engineering and the role of the building and its influence, the more it put forward prevention and control of the Suggestions for design and construction to provide the necessary hydrogeology material, so as to eliminate or reduce groundwater on the dangers of geotechnical engineering. This paper respectively from the engineering geological investigation in hydrological geological evaluation content, geotechnical water and groundwater properties caused by Daniel geotechnical engineering harm on three aspects of hydrological geological problems in engineering exploration of importance.

Keywords: engineering investigation; Hydrological geology; Geology survey; influence

中图分类号：F407.1文献标识码：A 文章编号：在工程勘察中设计和施工过程中,水文地质问题始终是一个极为重要但也是一个易于被忽视的问题。由于没有足够的重视。导致地下水引起的各种岩土工程危害时有发生。为此,在岩土工程勘察中要求查明与岩土工程有关的水文地质问题评估地下水对岩土工程有关的水文地质问题。评估地下水对岩土工程和建筑物的作用及影响。为设计和施工提供必要的水文地质资料以消除或减少地下水对岩土工程的危害。1.水文地质评价内容工程地质勘察中水文地质评估内容在以往的工程勘察报告中,由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害在很多地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故,总结以往的经验和教训,我认为在今后在工程勘察中,对水文地质问题的评价主要考虑以下内容:(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响,预测可能产生的岩土工程危害,提出防治措施。(2)工程勘查密切结合建筑物地基基础类型的需要,查明有关水文质问题,提供选型所需的水文地质资料。(3)应从工程角度,按地下水对工程的作用与影响,提出不同条件下应当着重评价的地质问题,如:对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对砼及砼内钢筋的腐蚀性;对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地,应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用;在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时,应预测产生潜蚀、流砂、管涌的可能性;当基础下部存在承压含水层,应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价;在地下水位以下开挖基坑,应进行渗透和富水性试验。并评价由于人工降水引起土冻沉降,边坡失稳进而影响物稳定性的可能。2 岩土水理性质岩土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物理力学性质的测试比较重视,对岩土的水理性质却有所忽视,因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。既然岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质,首先介绍一下地下水的赋存形式及对岩土水理性质的影响, 然后再对岩土的几个重要的水理性质及研究测试方法进行简单的介绍。地下水的赋存形式: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,其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。岩土的主要的水理性质及其测试办法有五种:软化性;透水性;崩解性;给水性;胀缩性。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,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;透水性是指水在重力作用下,岩土容许水透过自身的性能。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;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。岩土的崩解性与土的颗粒成分、矿物成分、结构等关系极大,以广东地区的残积土为例,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。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,也影响场地疏干时间。给水度一般采用实验室方法测定。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,溶水性,毛细管性,可塑性等。3 地下水引起的岩土工程危害地下水引起的岩土工程危害,主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。3.1 地下水升降变化引起的岩土工程危害在工程勘察中要注意调查了解地下水位条件及其升降变化。在天然条件下地下水位一般是季节性变化雨季水位水位上升旱季水位下降。地下水位的天然变化是区域性。渐变的。而且变幅较小但是,人为因素引起的局部性地下水为升降变化的幅度往往大于天然变化所引起的岩土工程危害更为严重。(1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的, 其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状;水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响,有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成如下影响;土壤沼泽化、盐渍化,岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强;斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象;一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化;引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象;地下洞室充水淹没,基础上浮、建筑物失稳。(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。地下水位的降低多是由于人为因素造成的,如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降,常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题, 对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

地下水的特性范文第4篇

关键词： 水文；地质；工程；勘察

Abstract: with the development of science and the needs of the construction of production, hydrogeology and divided into regional hydrogeology, groundwater dynamics, hydrogeochemical, water supply hydrogeology, ore deposit hydrogeology, soil improvement branch discipline of hydrogeology, etc. In recent years, hydrology geology and geothermal, earthquake, environment geology of mutual infiltration, and formed some new fields. In the engineering survey, design and construction process of engineering geological work, hydrological geological problems is always a very important problem, and also is easy to ignore, and neglected the consequences and very serious. On the base of the foundation engineering investigation in hydrological geological evaluation content, geotechnical water, groundwater nature caused by Daniel geotechnical engineering harm three aspects such as the issues are discussed, and put forward the water and soil and water and soil inseparable one point of view.

Keywords: hydrology; Geology; Engineering; survey

中图分类号：U652.2文献标识码：A 文章编号：

0 综述

水文地质和工程地质二者关系极为密切，互相联系和互相作用，地下水既是岩土体的组成部分，直接影响岩土体工程特性，又是基础工程的环境，影响建筑物的稳定性和耐久性。但在实际的勘察工作中，容易被忽视，因为在勘探成果内很少直接涉及水文参数的利用，水文地质问题往往只被认为是象征性的工作，在勘察中大多只是简单地对天然状态下的水文地质条件作一般性评价。在一些水文地质条件较复杂的地区，由于工程勘察中对水文地质问题研究不深人，设计中又忽视了水文地质问题，因此经常发生由地下水引发的各种岩土工程危害问题，导致之前所做的勘察和没计偏离实际情况较大。

1 工程地质勘察中的水文地质评价内容

以往的工程勘察报告由于缺少结合基础设计和施工需要评价地下水对岩土工程的作用和危害，按设计报告施工后在一些地区已发生多起因地下水造成基础下沉和建筑物开裂的质量事故，总结以往的经验和教训，在以后的工程勘察中，对水文地质问题的评价，主要应考虑以下内容：

(1)应重点评价地下水对岩土体和建筑物的作用和影响，预测可能产生的岩土工程危害，提出防治措施。

(2)工程勘察中还应密切结合建筑物地基基础类型的需要，查明有关水文地质问题，提供选型所需的水文地质资料。

(3)不仅要查明地下水的天然状态和天然条件下的影响，更重要的是分析预测在人为工程活动中地下水的变化情况，及对岩土体和建筑物的反作用。

(4)应从工程角度，按地下水对工程的作用与影响，提出不同条件下应当着重评价的地质问题，如：

① 对埋藏在地下水位以下的建筑物基础中水对混凝土及混凝土内钢筋的腐蚀性。

② 对选用软质岩石、强风化岩、残积土、膨胀土等岩土体作为基础持力层的的建筑场地，应着重评价地下水活动对上述岩土体可能产生的软化、崩解、胀缩等作用。

③ 在地基基础压缩层范围内存在松散、饱和的粉细砂、粉土时，应预测产生液化潜蚀、流砂、管涌的可能性。

④ 当基础下部存在承压含水层，应对基坑开挖后承压水冲毁基坑底板的可能性进行计算和评价。

⑤ 在地下水位以下开挖基坑，应进行渗透性和富水性试验，并评价由于人工降水引起土体沉降、边坡失稳进而影响周围建筑物稳定性的可能性。

2 岩土水理性质的测试和研究

岩土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物理力学性质的测试比较重视，对岩土的水理性质却有所忽视，因而对岩土工程地质性质的评价是不够全面的。岩土的水理性质是岩土与地下水相互作用显示出来的性质，而地下水在岩土中有不同的赋存方式，不同形式的地下水对岩土水理性质的影响程度有所不同，而且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，其中结合水又可分为强结合水和弱结合水两种。

① 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极薄的水膜，是紧附于颗粒表面结合最牢固的一层水，其吸附力高达1OMPa，在强压下，其密度接近普通水的两倍，具有极大粘滞性和弹性，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，活动范围极为有限，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)岩土的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极限抗压强度之比，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、结构等关系极大，以广东地区的残积土为例，一般崩解时间5～24 h，崩解量1．79％ 一34％ ，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孑L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问。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。

3 全面了解地下水引起的岩土工程危害

地下水引起的岩土工程危害，主要是由于地下水位升降变化和地下水动水压力作用两个方面的原因造成的。

3．1 地下水升降变化引起的岩土工程危害

地下水位变化可由天然因素或人为因素引起，但不管什么原因，当地下水位的变化达到一定程度时，都会对岩土工程造成危害，地下水位变化引起危害又可分为3种方式：

(1)水位上升引起的岩土工程危害。潜水位上升的原因是多种多样的，其主要受地质因素如含水层结构、总体岩性产状；水文气象因素如降雨量、气温等及人为因素如灌溉、施工等的影响，有时往往是几种因素的综合结果。由于潜水面上升对岩土工程可能造成：

① 土壤沼泽化、盐渍化，岩土及地下水对建筑物腐蚀性增强。

② 斜坡、河岸等岩土体岩产生滑移、崩塌等不良地质现象。

③ 一些具特殊性的岩土体结构破坏、强度降低、软化。

④ 引起粉细砂及粉土饱和液化、出现流砂、管涌等现象。

⑤ 地下洞室充水淹没，基础上浮、建筑物失稳。

(2)地下水位下降引起的岩土工程危害。

地下水位的降低多是由于人为因素造成的，如集中大量抽取地下水、采矿活动中的矿床疏干以及上游筑坝、修建水库截夺下游地下水的补给等。地下水的过大下降，常常诱发地裂、地面沉降、地面塌陷等地质灾害以及地下水源枯竭、水质恶化等环境问题，对岩土体、建筑物的稳定性和人类自身的居住环境造成很大威胁。

(3)地下水频繁升降对岩土工程造成的危害。

地下水的升降变化能引起膨胀性岩土产生不均匀的胀缩变形，当地下水升降频繁时，不仅使岩土的膨胀收缩变形往复，而且会导致岩土的膨胀收缩幅度不断加大，进而形成地裂引起建筑物特别是轻型建筑物的破坏。地下水升降变动带内由于地下水的积极交替，会将土层中的胶结物― ― 铁、铝成分淋失，土层失去胶结物将造成土质变松、含水量孔隙比增大，压缩模量、承载力降低，给岩土工程基础选择、处理带来较大的麻烦。

3．2 地下水动压力作用引起岩土工程危害

地下水在天然状态下动水压力作用比较微弱，一般不会造成什么危害，但在人为工程活动中由于改变了地下水天然动力平衡条件，在移动的动水压力作用下，往往会引起一些严重的岩土工程危害，如流砂、管涌、基坑突涌等。

地下水的特性范文第5篇

关键词：水文地质问题；岩土工程；危害性

中图分类号： P345 文献标识码： A

在岩土工程的施工中，水文地质问题一直困扰着施工人员。这是一个对工程产生很大影响的问题，也是一个经常被人们忽略的问题。水文地质问题与岩土工程之间有着密不可分的联系，它们相互作用，既对立又统一。地下水作为岩土的重要部分，影响着岩土工程的工程性质，并进一步影响到地上建筑的各种性能。因此，水文地质条件是工程中基础的部分之一。在某些地理环境较复杂的地区，由于部分工程测查人员对于水文地质问题探讨不够，设计施工方案时又忽略了这个问题，导致水文地质问题对于岩土工程产生危害。为了提高岩土工程的整体质量，我们必须首先明确经常发生的水文地质问题，评价这些问题对于工程的影响，为岩土工程施工提供可靠的信息，并采取措施减轻危害。

一、对于水文地质的评价

有些岩土工程的施工人员不注重结合施工情况，来科学评价水文地质问题对于岩土工程产生的危害，以至于频繁发生由于地下水造成的地基下沉和建筑物裂缝等工程事故，影响了工程质量。在今后的工程测查中，应侧重从以下方面对水文地质进行评价：

（一）地下水作用力

应当科学分析地下水对于岩土本身和对于地上建筑的作用，评价地下水的作用力大小，预测地下水对于岩土和地上建筑可能危害，并提出有针对性的解决措施。

（二）水文地质问题

不同地理环境下的水文地质问题有所不同。在对于工程进行测量时，应当根据这一地区建筑物的地基类别，判断这一地区的水文地质问题类型，以便为选择施工类型提供科学的材料和依据。

（三）地下水的影响

测量人员要依据岩土工程的不同类型，分析地下水对于施工的影响，并提出评价的重点角度。例如，要重点测查水位之下的建筑物地基内部受到地下水腐蚀的程度；要重点测查地下水的一系列活动对于所选用岩土材料的分解、膨胀和软化作用；要重点测查地基的压缟层内存在的细密粉末可能带来的潜在腐蚀影响；如果地基的下部存在承压的水层，则要重点评价当地基开始修建时，基坑底部受到地下水突涌而损毁的可能性：如果需要在水位以下修建地基，则要事先进行试验，评价人工降水对于土层的沉降以及附近建筑物牢固程度的影响。

二、岩土的特殊性

在地表以下，岩土往往会与地下水发生各种反应，并显示出自身的特性。岩土在与地下水起作用的过程中表现出来的这些性质，对于岩土工程有着重要影响：它不仅影响着岩土自身形状的变化幅度，还有可能直接决定地上建筑的稳固程度。在岩土工程的测查中，人们通常比较重视岩土在物理方面表现出的特征，却经常忽略岩土与地下水起反应时表现出来的性质。因此，人们对于岩土工程的评价还是有失全面的。我们应当注意研究地下水对于岩土特性的影响，并着重研究以下几方面的特征：

（一）岩土遇水变软

岩土在浸透了地下水之后，会逐渐变得柔软，硬度降低。这种遇水变软的特性可以用一种特殊系数来表示，它是衡量岩土抗击水分侵蚀能力的重要标准。如果地下岩层的某一层中存在容易变软的岩土，则这样的岩土在地下水的长期作用下，通常会形成一层很软的夹层。很多种类的岩土都具有遇水变软的特性，例如粘度很高的土屡、泥质的岩石等等。

（二）岩土渗透水分

地下水受到地心引力的作用，很容易向着位置较低的岩土渗透，而岩土本身对于地下水的透过也并不“反感”。一般情况下，越是颗粒松散、排列不均匀的岩土，越容易让水分渗入其中。比较硬的岩石裂隙较大时，渗透水的能力就会很强。岩土渗透水分的特性也可以用数学系数来表示，并能够通过试验来求出这个系数。

（三）岩土遇水分离

岩土在被地下水充分浸透之后，由于内部颗粒之间的紧密程度有所降低，导致岩土自身分散瓦解，不再是一个整体。岩土遇水分离的特性，与岩土自身的颗粒大小、组成成分以及内部结构关系密切。例如，经过长时间积累形成的岩土通常遇水散开，分离的时间通常持续一天，至少要持续5个小时。

（四）岩土吸水膨胀

岩土在充分吸收水分之后，体积会增大，在失去水分之后，体积又会变小，这是由岩土颗粒与水结合之后表层变厚的特点所决定的。岩土的这一特性，是导致地表裂缝、突起的一个重要原因，对地基和地表的稳固性造成了很大影响。衡量岩土吸水膨胀的主要标准，包括岩土的膨胀率和膨胀系数等。

三、地下水对岩土工程的危害

地下水对岩土工程的危害，主要是地下水的水面高度变化和地下水压强变化引起的。地下水对岩土工程的危害主要体现在以下两个方面：

（一）水面升降的危害

地下水的水面升降，可能由自然原因或人为原因所引起。当地下水的水面升降比较明显时，将会给岩土工程带来施工障碍。具体而言，地下水水面升降主要表现为三种形式：

1．水面上升

造成地下水水面上升的原因，主要包括地理条件的改变、气温和降水的变化，以及人为的浇灌等。如果浅层地下水水面上升，则会造成大量沼泽和盐碱地的产生、岩土滑坡和崩离、岩土内部结构被破坏、细小的颗粒液化或涌出、地上建筑物发生动摇等现象。

2．水面下降

与地下水水面上升不同，水面的下降原因多数是人为的，例如对某个区域地下频繁多次抽水、进行大规模开采、修建拦截地下水的水库和堤坝等等。地下水水面的大幅度下降，经常带来地面裂缝、地面下陷等地质灾害，并进一步导致地下水趋近枯竭、质量下降等，这对岩土自身、地上建筑物都会造成很大的危害，并会危及到人类的生存环境。

3．升降频繁

地下水水面升降频繁，会造成岩土的频繁膨胀或收缩。频繁变形的岩土会对地表稳固性造成威胁，并进一步威胁到地上的建筑物，特别是较轻的建筑物和质量较差的建筑物。地下水的频繁升降，也会造成土壤层中一些金属元素的流失，导致土壤营养成分减少、表层密度减个、承载能力减弱，给岩土工程的地质选择和工程处理带来麻烦。

（二）压强变化的危害

在自然条件下，地下水的压强会比较稳定，通常不会对岩土工程造成危害。但是，随着人为岩土工程施工活动的频繁开展，地下水在自然状态下的压力值被改变，压强升降不定，造成了一些较为严重的后果。例如，在岩土工程施工过程中经常遇到的管道涌水、沙土流失、地基不稳等现象，都是由地下水压强的不规则变化引起的。

四、总结

由于人们在施工和利用地下水的过程中不注意保护地下水，不注意研究可能影响岩土工程施工的水文地质问题，致使水文地质问题在岩土工程施工过程中频繁出现，影响了工程质量，也对人类自己的生存环境构成威胁。我们在充分重视对水文地质问题进行研究的同时，也要把自身对自然界的索取控制在一个合理的限度内。如果一味强调工程进度而忽视对地质环境的保护，将会给工程施工带来障碍，也不利于人与自然的和谐共存。

参考文献：

[1]袁梅．水文地质问题在岩土工程中的重要性[J]．黑龙江科技信息，2012( 05)