岩石水理性質

岩石水理性質

岩石水理性質指岩石與水接觸後表現出的有關性質,即與水分貯容和運移有關的性質稱作岩石的水理性質。它包括岩石的容水性、給水性、持水性、透水性。

包括內容

1.容水性

容水性是在常壓下岩石空隙中能夠容納若干水量的性能,在數量上以容水度來衡量。容水度Wn為岩石空隙能夠容納水量的體積Vn與岩石體積(V)之比,表達式為:Wn=Vn/V,用百分數或小數表示。

從定義可知,如果岩石的全部空隙被水所充滿,則容水度在數值上與空隙度相等。但實際上由於岩石中可能存在一些密閉空隙,或當岩石充水時,有的空氣不能逸出,形成氣泡,所以一般容水度的值小於空隙度。但是對於具有膨脹性的粘上來說,因充水後體積擴大,容水度可以大於空隙度。

2.持水性

在分子力和表面張力的作用下,岩石空隙中能夠保持一定水量的性能,稱為岩石的持水性。持水性在數量上用持水度來衡量。持水度Wr為飽和岩石經重力排水後所保持水的體積與岩石體積之比,即Wr=Vr/V。所保持的水不受重力支配,多為結合水和懸掛毛細水。

岩石的持水量多少主要取決於岩石的顆粒直徑和空隙直徑的大小,即岩石顆粒越細,空隙越小,持水度越大。

3.給水性

飽和岩石在重力作用下能夠自由排出若干水量的性能稱為岩石的給水性。在數量上用給水度來衡量。給水度μ是飽和岩石在重力作用下能排出水的體積Vg與岩石總體積(V)之比,μ=Vg/V,用小數或百分數表示。

從以上定義中可知,岩石的持水度與給水度之和等於容水度(或孔隙度),即:

Wn=Wr+μ 或n= Wr+μ

岩石的給水度與岩石的顆粒大小、形態、排列方式以及壓實程度等有關。均勻沙的給水度可達30%以上,但大多數沖積含水層的給水度在10%~20%。給水度是水文地質計算和水資源評價中很重要的參數,下表給出了幾種常見鬆散岩石的給水度。如圖

存在於堅硬岩石裂隙和溶隙中的地下水,結合水及毛細水所占的比例非常小,岩石的給水度可看作分別等於它們的容水度或空隙度。

4.透水性

反應岩石的透水能力,岩石空隙直徑越大,透水性越強。根據透水性的好壞,可以將自然界的岩石分為透水層和不透水層。

透水層,能夠透過地下水的岩石層,主要有砂岩層,砂礫岩層等。不透水層主要有粘土,頁岩,岩漿岩,變質岩。

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