水文地质学基础第二章

自然界的岩石没有无空隙的，也就是说再致密的岩石也
存在空隙。 岩石—水文地质学中指坚硬的岩石及松散的土层。 岩石中的空隙 — 岩石中大小不等、形状各异的空间。 空隙—是地下水赋存场所和运移通道。 岩石的空隙性— 岩石空隙的大小、多少、形 状、连通情
况和分布规律。
岩石中的空隙按成因分为三大类：
a.松散岩石中的孔隙(pore)； b.坚硬岩石中的裂隙(fissure)；
②优势方位；
③裂隙的展布情况；
④连通的（好、中、差）；
⑤充填性；
⑥粗糙度。
裂隙率(Kr) —岩石中裂隙的体积Vr与包括裂隙在内的 岩石体积V之比。 Kr= Vr / V (小数或百分数）
体积裂隙率 —（同上）。
面积裂隙率 — 单位面积岩石上裂隙面积所占的比例。
线裂隙率 — 在垂直于裂隙方向上单位长度内裂隙所占
的运动条件则首先取决于孔隙的大小，影响孔隙大小的主要因
素是颗粒大小，颗粒排列方式，对于粘性土，结构孔隙及次生
孔隙的影响不可忽视。
孔隙大小特征的描述：
孔喉：孔隙通道最细小的部分。
孔腹：孔隙通道最宽大的部分。
①颗粒的大小—颗粒大则孔隙大，反之则孔隙小。
注意：对于分选不好，颗粒大小悬殊的松散岩石来说，孔
隙大小并不取决于颗粒的平均直径，而是取决于细小颗粒的直
………………..
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二、裂隙 (fissure)
裂隙—坚硬岩石中由破裂变形而产生的裂缝式 空隙。
松散沉积物的空隙主要是孔隙，而固结坚硬岩 石除沉积岩含有一定原生孔隙外，火成岩和变质岩
的空隙主要表现为裂隙。裂隙按成因可分为三种： 成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙。
a. 成岩裂隙 — 岩石在形成过程中产生的裂隙。 b. 构造裂隙 — 岩石在构造运动中受力破坏所 产生的裂隙。
径。
②颗粒的排列方式—以理想等粒圆球状颗粒为例，颗粒直
径为D，孔喉直径为d，立方体排列时，d=0.424D，作四面体
排列时，d=0.155D。
③考虑粘性土的结构孔隙可及编辑次版生孔隙。
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孔隙通道最细小的部分称作孔喉，最宽大的 部分称作孔腹，孔喉对水流的影响更大。
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松散岩石分类（按粒径的毫米数大小）
比例。
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三、溶穴 (vugular pore space)
在孔隙、裂隙、溶穴这三种空隙中，溶穴的大小和形状
变化范围最大，分布也最不均匀。一些可溶沉积岩，如：岩
盐、石灰岩、白云岩、石膏等，由于地下水的溶蚀会产生各
种空洞，这种空洞就称溶穴，大的叫“溶洞”。
溶穴 —可溶岩在地下水作用下所产生的洞穴。
注意：三种颗粒直径不同的等粒岩石，排列方式
相同时，孔隙度完全相同。
②颗粒的分选—在颗粒大小不等时，分选差则孔
隙度小， 分选好则孔隙度大。
③颗粒的形状及胶结—磨圆愈好，孔隙度愈小，
胶结可以降低孔隙度。
④考虑粘性土的结构可孔编辑隙版 及次生孔隙。
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松散岩石储容水分的能力，与孔隙度关系很大，而地下水
c. 风化裂隙 — 岩石在风化作用下破坏而产生
的裂隙。
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• 风化裂隙
赋存于岩体的风化带中。风化作用与卸荷作用决定了岩 体的风化裂隙带在近地表处呈壳状分布，通常厚数米至数十 米。风化裂隙通常分布比较均匀，连通性好，从地表至地下 逐渐闭合。
• 成岩裂隙
赋存于各类成岩裂隙中。成岩裂隙是沉积岩固结脱水及 岩浆岩冷凝收缩形成的裂隙。一般情况下，成岩裂隙多为闭 合，但陆地喷溢的玄武岩裂隙发育且张开，可构成良好含水 层。岩脉及侵入岩体与围岩的接触带，冷凝后可形成张开的 呈带状分布的裂隙。熔岩流冷凝过程中末冷凝的熔岩流走， 在岩体中留下的巨大熔岩孔道，易形成管状裂隙。
n Vn 100% V
其中：Vn ——岩石的孔隙体积，V——包括孔隙在内
的整个岩石总体积。
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孔隙度的大小主要取决于颗粒排列情况及分选程
度，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。
①颗粒的排列—以理想等粒圆球状颗粒为例，理
论上几何计算立方体排列最疏松，孔隙度为47.64%
，四面体排列为最紧密，孔隙度为25.95%。
Fundamentals of Hydrogeology
水文地质学基础
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第二章 岩石中的空隙与水分
2.1 岩石中的空隙 2.2 岩石中水的存在形式 2.3 与水的储容及运移有关的岩石性质 2.4 有效应力原理与松散岩土压密
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2.1 岩石中的空隙
地下水是赋存于地面以下岩石空隙中的水。地壳表层就象 是一个饱含水的海绵！地下水的赋存空间是空隙！这是水文地 质学基础地质。
岩溶率（Kk)— 溶穴的体积Vk与包括溶穴在内的岩石体积 V之比。
Kk = Vk / V (小数或百分数） 溶穴的规模十分悬殊，大的溶洞可宽达数十米，高数十
乃至百余米，长达几至几十公里，而小的溶孔直径仅几毫米。
岩溶发育带岩溶率可达百分之几十，而其附近岩石的岩溶率
几乎为零。
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空隙特征的比较
• 构造裂隙
构造裂隙是固结岩石在构造应力作用下形成的最为常见
的裂隙。构造裂隙分布不均匀，连通性不好，小到节理大到
断层，大小悬殊，具有方向可编性辑。版
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裂隙岩石的空隙特征：主要表现在裂隙发育方向，几何
大小，分布的不均匀性，裂隙间的连通程度，裂隙的充填
情况以及裂隙面的粗糙度等方面。
主要参数： ①裂隙（密度）
c.可溶岩石中的溶穴（溶洞）(vugular pore space)。
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一、孔隙
松散岩石是由大小不等的颗粒组成，在颗粒之间充满 空隙，这些空隙相互连通并呈孔状，就称“孔隙”。松散 岩石的空隙性主要表现为孔隙的多少和大小。
孔隙 — 松散岩石中颗粒或颗粒集合体之间 的空隙。 孔隙度（n）——孔隙体积（Vn）在包括孔隙在内的 某一岩石体积（V） 中所占的比例。孔隙度是反映孔隙多 少的一个参数。
漂砾 、块石 >200
大于罐头瓶
Hale Waihona Puke 卵石、碎石 砾石、石屑200 ~ 20 20 ~ 2
罐头瓶 ~玻璃球 玻璃球（鹌鹑蛋 ~大米
砂（粗、中、细） 2 ~ 0.05 大米~小米~粗玉米面 粉砂（土） 0.05 ~ 0.005 细玉米面
黏土
<0.005
特粉
混合类：砂黏（砂质黏土），以黏土为主但含少量砂
砂卵石，以卵石为主，含少量砂。