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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。
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