建设场地地下水勘察岩土工程勘察

《建设场地地下水勘察岩土工程勘察》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建设场地地下水勘察岩土工程勘察（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、岩岩 土土 工工 程程 勘勘 察察 教师：徐国栋Email: 手机：防灾科技学院第第8章章 地下水勘察地下水勘察 建建设设场场地地中中的的地地下下水水会会直直接接影影响响场场地地的的工工程程地地质质条条件件，影影响响工工程程建建筑筑物物的的稳稳定定性性和和耐耐久久性性。地地下下水水在在岩岩土土工工程程勘勘察察、设设计计和和施工过程中始终是一下重要问题。施工过程中始终是一下重要问题。 岩岩土土工工程程勘勘察察时时，应应着着眼眼于于建建筑筑工工程程的的设设计计和和施施工工需需要要，提提供供地地下下水水的的完完整整资资料料，评评价价地地下下水水的的作作用用和和影影响响，预预测测地地下下水水可可能带来

2、的后果并提出工程措施。能带来的后果并提出工程措施。第一节第一节 水在岩土中的存在形式水在岩土中的存在形式 自自然然界界中中岩岩土土体体的的孔孔隙隙中中赋赋存存着着各各种种形形式式的的水水，按按物物理理性性质质的不同，可分为气态水、吸着水、重力水、毛细水和固态水等。的不同，可分为气态水、吸着水、重力水、毛细水和固态水等。 （1 1）气态水）气态水 水水呈呈气气体体状状态态，和和气气体体一一起起充充填填在在非非饱饱和和土土的的岩岩土土孔孔隙隙中中。气态水可由湿度相对较大的地方向较小的地方移动。气态水可由湿度相对较大的地方向较小的地方移动。 （2 2）重力水）重力水 存存在在于于地地下下水水位位以以

3、下下透透水水岩岩土土层层中中的的地地下下水水，在在重重力力或或压压力力差差的的作作用用下下在在岩岩土土层层中中流流动动。对对土土颗颗粒粒有有浮浮力力作作用用，能能传传递递静静水水压压力力和和动动力力压压力力，当当重重力力水水在在土土体体孔孔隙隙中中流流分分理理处处时时，对对所所流流经经的的土土体体施施加加渗渗透透力力。重重力力水水的的存存在在直直接接影影响响土土体体中中的的应应力力状状态态的的分布。分布。（3 3）吸着水）吸着水 吸吸着着水水是是由由土土颗颗粒粒表表面面分分子子吸吸附附于于土土粒粒表表面面的的一一层层水水。分分为强吸着水和弱吸着水。为强吸着水和弱吸着水。 强强吸吸着着水水性性质

4、质接接近近固固体体，可可以以抗抗剪剪切切，但但不不能能传传递递静静水水压压力，粘性土仅含强吸着水时呈固体状态。力，粘性土仅含强吸着水时呈固体状态。 弱弱吸吸着着水水也也称称为为薄薄膜膜水水，由由于于距距土土颗颗粒粒表表面面较较远远，分分子子力力的的作作用用较较小小，成成粘粘滞滞状状态态，不不能能传传递递静静水水压压力力，也也不不能能在在孔孔隙隙中中自自由由流流动动。弱弱吸吸着着水水的的存存在在，使使土土具具有有塑塑性性、粘粘性性，影影响响土土的压缩性和强度，并使土的透水性变小。的压缩性和强度，并使土的透水性变小。第一节第一节 水在岩土中的存在形式水在岩土中的存在形式（4 4）毛细水）毛细水 毛

5、毛细细水水是是由由于于毛毛细细管管力力支支持持充充填填在在岩岩土土中中细细小小孔孔隙隙中中的的水水。它它同同时时受受毛毛细细管管力力和和重重力力作作用用，当当毛毛细细管管力力大大于于水水的的重重力力时时毛毛细管水就会上升到地下水面以上形成毛细管水带。细管水就会上升到地下水面以上形成毛细管水带。 毛毛细细水水能能垂垂直直上上下下运运动动，传传递递静静水水压压力力。在在工工程程中中，毛毛细细管管水水上上升升高高度度对对构构筑筑物物地地下下部部分分的的防防潮潮措措施施以以及及地地基基土土的的浸浸湿湿和冻胀等都有重要影响。和冻胀等都有重要影响。 此此外外，在在干干旱旱区区当当地地下下水水位位埋埋藏藏较

6、较浅浅（小小于于毛毛细细水水上上升升高高度度时时），地地下下水水中中的的可可溶溶性性盐盐随随毛毛细细水水上上升升后后不不断断蒸蒸发发，盐盐分分逐渐积累在靠近地表处而形成盐渍土，造成土壤盐碱化。逐渐积累在靠近地表处而形成盐渍土，造成土壤盐碱化。第一节第一节 水在岩土中的存在形式水在岩土中的存在形式（5 5）固态水）固态水 在在地地下下一一定定深深度度范范围围内内，当当地地层层温温度度降降至至摄摄氏氏零零度度以以下下时时，岩岩土土体体孔孔隙隙中中的的液液态态水水（甚甚至至气气态态水水）会会凝凝结结成成冰冰，形形成成固固态态水水。固固态态水水在在水水中中起起到到胶胶结结作作用用，形形成成冻冻土土。某

7、某些些细细粒粒土土在在冻冻结结时时，往往往往发发生生体体积积膨膨胀胀，即即冻冻胀胀现现象象。土土体体冻冻胀胀后后，土土的的孔孔隙隙增增大大，结构变松，解冻后土的压缩性增大，强度降低。，结构变松，解冻后土的压缩性增大，强度降低。第一节第一节 水在岩土中的存在形式水在岩土中的存在形式地下水的类型：地下水的类型： 地地下下水水是是指指赋赋存存于于地地面面以以下下岩岩土土孔孔隙隙中中的的水水，包包括括岩岩土土体体饱饱水水带带和和包包气气带带中中所所含含的的水水。地地下下水水的的赋赋存存特特征征不不同同，对对岩岩土土工工程程的的影影响响有有较较大大差差别别，其其中中最最重重要要的的是是地地下下水水的的埋

8、埋藏藏条条件件与与含含水水介介质的类型。质的类型。 地地下下水水的的埋埋藏藏条条件件是是指指含含水水岩岩层层在在地地质质剖剖面面中中的的部部位位及及受受隔隔水层（弱透水层）限制的情况。水层（弱透水层）限制的情况。 根根据据地地下下水水的的埋埋藏藏条条件件可可将将地地下下水水区区分分为为包包气气带带水水、潜潜水水和和承压水。承压水。 按按含含水水层层空空隙隙性性质质的的不不同同，又又可可划划分分为为孔孔隙隙水水、裂裂隙隙水水和和岩岩溶水三类。溶水三类。第一节第一节 水在岩土中的存在形式水在岩土中的存在形式（1 1）包气带水）包气带水 指指地地下下以以下下、潜潜水水位位以以上上，位位于于包包气气带

9、带中中的的水水，包包括括土土壤壤水水、毛细水等。、毛细水等。（2 2）潜水）潜水 指指饱饱水水带带中中第第一一个个具具有有自自由由表表面面的的含含水水层层中中的的水水。潜潜水水没没有有隔水顶板，潜水的表面为自由水面，称为潜水面。隔水顶板，潜水的表面为自由水面，称为潜水面。（3 3）承压水）承压水 充充满满于于两两个个隔隔水水层层（弱弱透透水水层层）之之间间的的含含水水层层中中的的水水称称为为承承压水。压水。第一节第一节 水在岩土中的存在形式水在岩土中的存在形式第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用1. 1. 地下水的浮托作用地下水的浮托作用 地下水对水位以下的岩土体有静

10、水压力作用，并产生浮托力。地下水对水位以下的岩土体有静水压力作用，并产生浮托力。 当当岩岩土土体体的的节节理理裂裂隙隙或或孔孔隙隙中中的的水水与与岩岩土土体体外外界界的的地地下下水水相相通通时时，其其浮浮托托力力应应为为岩岩土土体体的的岩岩石石体体积积部部分分或或土土颗颗粒粒体体积积部部分分的的浮力。浮力。 当当建建筑筑物物位位于于粉粉土土、砂砂土土、碎碎石石土土和和节节理理裂裂隙隙发发育育的的岩岩石石地地基基上上时时，按按设设计计水水位位的的100%100%计计算算浮浮托托力力；当当建建筑筑物物位位于于节节理理裂裂隙隙不不发发育育的的岩岩石石地地基基上上时时，按按设设计计水水位位的的50%5

11、0%计计算算浮浮托托力力；当当建建筑筑位位于于粘粘性性土土地地基基上上时时，其其浮浮托托力力较较难难确确定定，应应结结合合地地区区的的实实际际经经验考虑。验考虑。2. 2. 地下水的潜蚀作用地下水的潜蚀作用 潜潜蚀蚀作作用用常常产产生生于于粉粉细细砂砂、粉粉土土层层中中，即即在在施施工工降降水水等等活活动动过过程程中中产产生生水水头头差差，在在动动水水压压力力作作用用下下，土土颗颗粒粒受受到到冲冲刷刷，将细颗粒冲走，使土的结构受到破坏。将细颗粒冲走，使土的结构受到破坏。 产生潜蚀作用的条件如下：产生潜蚀作用的条件如下： （1 1）几几何何条条件件：土土中中粗粗颗颗粒粒所所构构成成的的孔孔隙隙直

12、直径径必必须须大大于于细细颗颗粒粒的的直直径径，这这是是必必要要条条件件。当当土土的的不不均均匀匀系系数数d d6060/d/d10101010时时易易产生。产生。 （2 2）当当上上、下下两两土土层层的的渗渗透透系系数数K K1 1/K/K2 222时时，且且其其中中一一层层为为粉土或粉细砂时，在两土层界面处易产生。粉土或粉细砂时，在两土层界面处易产生。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用2. 2. 地下水的潜蚀作用地下水的潜蚀作用 （3 3）水水力力条条件件。当当渗渗透透水水流流的的水水力力坡坡度度大大于于产产生生潜潜蚀蚀的的临临界界水水力力坡坡度度时时易易产产生

13、生，产产生生潜潜蚀蚀的的临临界界水水力力坡坡度度按按下下式式进进行行计计算：算： I Ic c 式式中中I Ic c为为临临界界水水力力坡坡降降，G G为为土土颗颗粒粒密密度度，n n为为土土的的孔孔隙隙度度，以小数计。以小数计。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用2. 2. 地下水的潜蚀作用地下水的潜蚀作用 防治地下水潜蚀作用，一般可从下列两个方面采取措施：防治地下水潜蚀作用，一般可从下列两个方面采取措施： 改改变变几几何何条条件件，在在潜潜蚀蚀逸逸出出部部位位铺铺设设反反滤滤层层是是防防止止潜潜蚀蚀破坏的有效措施。破坏的有效措施。 改变水力条件，降低水力梯度，如打

14、板桩。改变水力条件，降低水力梯度，如打板桩。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用3. 3. 流砂现象流砂现象 流流砂砂现现象象通通常常在在颗颗粒粒级级配配均均匀匀的的粉粉细细砂砂和和粉粉土土层层中中产产生生，即即饱饱水水的的粉粉细细砂砂和和粉粉土土等等无无粘粘性性土土在在动动水水压压力力作作用用下下同同时时整整体体浮浮动动而产生的流动现象。而产生的流动现象。流砂产生的条件如下：流砂产生的条件如下：（1 1）水力坡度大于临界水力坡度）水力坡度大于临界水力坡度IcIc。 Ic=(G-1)(1-n) Ic=(G-

15、1)(1-n)（2 2）粉细砂或粉土的孔隙度愈大，愈易形成流砂。）粉细砂或粉土的孔隙度愈大，愈易形成流砂。（3 3）粉粉细细砂砂或或粉粉土土的的渗渗透透系系数数愈愈小小，排排水水性性能能愈愈差差，愈愈易易形形成成流流砂。砂。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用4. 4. 管涌管涌 指指在在渗渗流流作作用用下下，土土体体中中的的细细颗颗粒粒在在粗粗颗颗粒粒形形成成的的孔孔隙隙孔孔道道中中发发生生移移动动并并被被带带出出，逐逐渐渐形形成成管管形形通通道道，从从而而掏掏空空地地基基或或坝体，使地基或斜坡变形、失稳的现象。坝体，使地基或斜坡变形、失稳的现象。 管管涌涌产产生生

16、的的条条件件：多多发发生生在在非非粘粘性性土土中中；颗颗粒粒大大小小比比值值差差异异较较大大，往往往往缺缺少少某某种种粒粒径径，磨磨圆圆度度较较好好，孔孔隙隙直直径径大大而而互互相相连连通通，细细粒粒含含量量较较少少，不不能能全全部部充充满满空空隙隙；有有较较大大的的和和良良好好的的渗透水流出路等。渗透水流出路等。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用5. 5. 基坑突涌基坑突涌 当当基基坑坑下下部部有有承承压压水水时时，应应评评价价基基坑坑涵涵盖盖挖挖所所引引起起的的承承压压水水头头压压力力，冲冲毁毁基基坑坑底底板板造造成成突突涌涌的的可可能能性性，通通常常按按压压力

17、力平平衡衡进行验算。进行验算。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用6. 6. 地面沉降地面沉降 进进行行基基坑坑降降水水或或工工程程排排水水时时，在在地地下下水水位位下下降降的的影影响响范范围围内内，应应考考虑虑由由于于排排水水是是否否能能造造成成地地面面沉沉降降及及其其对对工工程程以以及及邻邻近近建筑物的危害。建筑物的危害。 对对于于欠欠固固结结饱饱和和土土体体以以及及部部分分正正常常固固结结的的饱饱和和土土体体，根根据据有有效效应应力力原原理理，地地基基所所受受的的总总的的应应力力等等于于有有效效应应力力与与孔孔隙隙水水应应力之和：力之和： =+u 在在上上式式中

18、中，地地基基所所受受的的总总的的应应力力（上上覆覆压压力力）不不变变，而而随随着着水水位位的的降降低低，孔孔隙隙水水压压力力逐逐渐渐减减小小，土土骨骨架架间间的的有有效效应应力力增增大大，引起土层的压缩，导致地面沉降。引起土层的压缩，导致地面沉降。第二节第二节 地下水在岩土工程中的作用地下水在岩土工程中的作用7. 7. 水和土对建筑材料的腐蚀性水和土对建筑材料的腐蚀性 建建筑筑基基础础通通常常埋埋于于地地下下，周周围围的的土土和和地地下下水水中中的的有有害害离离子子成成分分会会对对混混凝凝土土和和钢钢筋筋产产生生腐腐蚀蚀作作用用。这这种种腐腐蚀蚀作作用用对对建建筑筑材材料料的的危害很大，严重时

19、会影响建筑物的安全与稳定。危害很大，严重时会影响建筑物的安全与稳定。 建建筑筑地地基基基基础础设设计计规规范范（GB GB 50007-200250007-2002）规规定定，当当基基础础处处于于侵侵蚀蚀性性环环境境或或受受深深度度影影响响时时，采采取取相相应应防防护护措措施施。在在勘勘察察中中，除除对对有有足足够够经经验验和和充充分分资资料料的的地地区区可可以以不不进进行行水水、土土腐腐蚀蚀性性评价外，其它地区均应采取水、土试样，进行腐蚀性分析。评价外，其它地区均应采取水、土试样，进行腐蚀性分析。第三节第三节 岩土工程中的地下水勘察岩土工程中的地下水勘察1. 1. 岩土工程对地下水勘察的要求

20、岩土工程对地下水勘察的要求 掌握下列水文地质条件：掌握下列水文地质条件： （1 1）地下水的类型和赋存条件。）地下水的类型和赋存条件。 查查清清地地下下水水的的埋埋藏藏条条件件和和类类型型，判判断断地地下下水水是是潜潜水水或或是是承承压压水水，根根据据含含水水介介质质的的类类型型，确确定定地地下下水水是是孔孔隙隙水水、裂裂隙隙水水或或岩岩溶溶水。水。 （2 2）主要含水层的分布规律）主要含水层的分布规律 含水层及隔水层的厚度、空间变化情况等。含水层及隔水层的厚度、空间变化情况等。 第三节第三节 岩土工程中的地下水勘察岩土工程中的地下水勘察1. 1. 岩土工程对地下水勘察的要求岩土工程对地下水勘

21、察的要求 （3 3）区区域域性性气气候候资资料料，如如降降水水量量、蒸蒸发发量量等等对对地地下下水水位位的的影影响。响。 （4 4）查查清清岩岩土土工工程程场场地地及及其其附附近近地地下下水水的的补补给给排排泄泄条条件件、地地表水与地下水的补排关系及其对地下水位的影响。表水与地下水的补排关系及其对地下水位的影响。 （5 5）查清地下水的水质、污染程度等。）查清地下水的水质、污染程度等。2.2.专门水文地质勘察专门水文地质勘察 对对于于高高层层建建筑筑及及重重大大工工程程的的岩岩土土工工程程，例例如如大大型型滑滑坡坡、边边坡坡、水水利利工工程程、深深基基坑坑工工程程等等，当当水水文文地地质质条条

22、件件对对地地基基、基基础础、岩岩土土工工程程稳稳定定、基基坑坑降降水水等等有有重重大大影影响响时时，宜宜进进行行专专门门的的水水文文地质勘察工作。地质勘察工作。 （1 1）查查明明含含水水层层和和隔隔水水层层的的埋埋藏藏条条件件，地地下下水水的的类类型型、流流向、水位及其动态变化。向、水位及其动态变化。 （2 2）当当工工程程场场地地存存在在多多层层对对工工程程有有影影响响的的地地下下水水时时，应应分分层层量量测测地地下下水水水水位位、并并查查明明隔隔、含含水水层层之之间间的的水水力力联联系系及及其其补补给关系。给关系。第三节第三节 岩土工程中的地下水勘察岩土工程中的地下水勘察2.2.专门水文

23、地质勘察专门水文地质勘察 （3 3）如如有有必必要要时时，应应设设置置地地下下水水观观测测孔孔进进行行地地下下水水动动态态的的长长期期观观测测，或或者者在在不不同同深深度度处处埋埋设设孔孔隙隙水水压压力力计计，量量测测压压力力水水头随深度的变化。头随深度的变化。 （4 4）通通过过现现场场试试验验和和室室内内试试验验测测定定地地层层的的渗渗透透系系数数等等水水文文地质参数。地质参数。 （5 5）在冻土地区，应评价地下水对土的冻胀和融陷的影响。）在冻土地区，应评价地下水对土的冻胀和融陷的影响。第三节第三节 岩土工程中的地下水勘察岩土工程中的地下水勘察第四节第四节 地下水参数测量地下水参数测量地下

24、水参数的测定方法地下水参数的测定方法1. 1. 地下水位的测定地下水位的测定 地下水位的测定符合下列规定：地下水位的测定符合下列规定： （1 1）可可在在钻钻孔孔或或探探井井内内直直接接量量测测初初见见水水位位和和静静止止水水位位（稳稳定水位）。定水位）。 （2 2）对对多多层层含含水水层层的的水水位位量量测测，必必要要时时应应采采取取止止水水措措施施与与其它含水层隔开。其它含水层隔开。 （3 3）量测读数到厘米，误差不得大于）量测读数到厘米，误差不得大于2cm2cm。第四节第四节 地下水参数测量地下水参数测量1. 1. 地下水位的测定地下水位的测定 （4 4）稳稳定定水水位位的的量量测测需需

25、有有一一定定的的稳稳定定时时间间，稳稳定定时时间间按按含含水水土土层层的的渗渗透透性性确确定定，对对砂砂土土和和碎碎石石土土不不得得少少于于，对对粉粉土土和和粘粘性性土土不得少于不得少于8h8h，并宜在勘察结束后统一量测静止水位。，并宜在勘察结束后统一量测静止水位。 水位计类型可选用电池水位计或自动水位记录仪。水位计类型可选用电池水位计或自动水位记录仪。第四节第四节 地下水参数测量地下水参数测量2. 2. 地下水流向及流速测定地下水流向及流速测定 测测定定地地下下水水流流向向宜宜采采用用几几何何法法，即即沿沿等等边边三三角角形形顶顶点点布布置置三三个个钻钻孔孔，孔孔距距50-10050-100

26、米米（水水力力坡坡降降越越小小，钻钻孔孔间间距距越越大大），同时量测各钻孔内水位，用等水位线的垂线确定流向。，同时量测各钻孔内水位，用等水位线的垂线确定流向。 地地下下水水流流速速测测定定宜宜采采用用指指示示剂剂法法。当当地地下下水水流流向向确确定定后后，沿沿流流向向线线布布置置两两个个钻钻孔孔，上上游游钻钻孔孔投投放放指指示示剂剂，下下游游钻钻孔孔进进行行观观测测。指示剂投放孔与观测孔的间距由含水层的透水条件确定。指示剂投放孔与观测孔的间距由含水层的透水条件确定。 为为避避免免指指示示剂剂绕绕观观测测孔孔流流过过，可可在在观观测测孔孔两两侧侧米米处处各各布布置置一一辅助观测孔。辅助观测孔。含

27、水层条件含水层条件距离（距离（m）粉土粉土12细粒砂细粒砂25含砾粗砂含砾粗砂515裂裂隙隙发发育育的的岩石岩石1015岩岩溶溶发发育育的的石灰岩石灰岩50指示剂投放孔与观测间距指示剂投放孔与观测间距3. 3. 渗透系数测定渗透系数测定 渗渗透透系系数数的的测测定定可可选选择择抽抽水水试试验验、注注水水试试验验或或压压水水试试验验等等方方法。法。 （1 1）抽水试验）抽水试验 用用于于查查明明建建筑筑场场地地的的地地层层渗渗透透性性和和富富水水性性、测测定定有有关关水水文文地地质参数等。质参数等。试验方法试验方法应用范围应用范围钻孔或探井简易抽水钻孔或探井简易抽水估算弱透水层的渗透系数估算弱透

28、水层的渗透系数不带观测孔抽水不带观测孔抽水初步测定含水层的渗透系数初步测定含水层的渗透系数带观测孔抽水带观测孔抽水较准确测定含水层的各种参数较准确测定含水层的各种参数抽水试验方法和应用范围抽水试验方法和应用范围3. 3. 渗透系数测定渗透系数测定 (1) (1)抽水试验抽水试验 抽抽水水孔孔位位置置应应根根据据试试验验的的目目的的，结结合合场场地地水水文文地地质质条条件件、地地形地貌条件等，布置在有代表性的地段。形地貌条件等，布置在有代表性的地段。 观观测测孔孔的的布布置置应应围围绕绕抽抽水水孔孔，可可布布置置1-21-2排排，首首先先应应布布置置在在与与地地下下水水流流向向相相垂垂直直的的方

29、方向向，当当布布置置两两排排时时，另另一一排排布布置置在在平平行行地下水流向的方向上。与抽水孔的距离以地下水流向的方向上。与抽水孔的距离以1-21-2个含水层厚度为宜。个含水层厚度为宜。 观观测测孔孔深深度度一一般般要要求求进进入入抽抽水水试试验验段段的的厚厚度度之之中中。若若为为非非均均质含水层，观测孔的深度应与抽水孔相一致。质含水层，观测孔的深度应与抽水孔相一致。3. 3. 渗透系数测定渗透系数测定 （2 2）注水（渗水）试验）注水（渗水）试验 钻钻孔孔注注水水（渗渗水水）试试验验是是野野外外测测定定岩岩（土土）层层渗渗透透性性的的一一种种简单方法，原理与抽水试验相似。简单方法，原理与抽水

30、试验相似。 地下水位埋藏较深，而不便于进行抽水试验地下水位埋藏较深，而不便于进行抽水试验； 在干的透水岩层，常用注水试验获得渗透性资料在干的透水岩层，常用注水试验获得渗透性资料； （3 3）压水试验）压水试验 主主要要为为了了探探查查天天然然岩岩（土土）层层的的裂裂隙隙性性和和渗渗透透性性，获获得得单单位位吸水量吸水量等参数，多用于水库、水坝工程。等参数，多用于水库、水坝工程。4. 4. 毛细上升高度测定毛细上升高度测定 由由毛毛细细力力支支持持充充填填在在岩岩土土微微细细孔孔隙隙中中的的水水称称为为毛毛细细水水。地地下下水水面面以以上上被被毛毛细细水水饱饱和和的的部部分分称称为为毛毛细细水水

31、带带。毛毛细细水水能能作作垂垂直直运运动，能传递静水压力，毛细水对工程性质有一定影响。动，能传递静水压力，毛细水对工程性质有一定影响。 （1 1）试坑直接观测法）试坑直接观测法 适适用用于于毛毛细细水水上上升升高高度度较较大大的的粉粉土土、粘粘性性土土。在在试试坑坑中中观观察察坑坑壁壁潮潮湿湿变变化化情情况况，在在干干湿湿明明显显交交界界处处为为毛毛细细水水上上升升带带的的分分界界点点，该点至地下水静止水面的距离即为毛细水上升高度。该点至地下水静止水面的距离即为毛细水上升高度。4. 4. 毛细上升高度测定毛细上升高度测定 （2 2）塑限含水量法）塑限含水量法 适适用用于于粉粉土土、粘粘性性土土

32、。自自地地面面至至地地下下水水面面每每隔隔15-20cm15-20cm取取土土样样测测定定天天然然含含水水量量与与塑塑限限，并并分分别别绘绘出出其其随随深深度度的的变变化化曲曲线线，两两线线的交点至地下水面的高度，即为毛细水上升高度。的交点至地下水面的高度，即为毛细水上升高度。 （3 3）最大分子吸水量法）最大分子吸水量法 适适用用于于砂砂土土，对对中中粗粗砂砂用用高高柱柱法法测测定定，对对粉粉细细砂砂用用吸吸水水介介质质法法测测定定。以以最最大大分分子子吸吸水水量量与与天天然然含含水水量量曲曲线线的的交交点点至至地地下下水水面面的距离为毛细水上升高度。的距离为毛细水上升高度。5. 5. 孔隙

33、水压力的测定孔隙水压力的测定 在在饱饱和和的的地地基基土土层层中中进进行行地地基基处处理理和和基基础础施施工工过过程程中中，往往往往产产生生孔孔隙隙水水压压力力的的变变化化。而而孔孔隙隙水水压压力力对对土土体体的的变变形形和和稳稳定定性性有有较大影响，必要时需量测土体中孔隙水压力。较大影响，必要时需量测土体中孔隙水压力。仪器类型仪器类型适用条件适用条件测定方法测定方法测测压压计计式式立管式测压计立管式测压计渗透系数大于渗透系数大于10-4cm/s的均匀含水层的均匀含水层将带有过滤器的测压管打入土中，将带有过滤器的测压管打入土中，直接在管内测量直接在管内测量水压式测压计水压式测压计渗透系数低的土

34、层，渗透系数低的土层，量测由潮汐涨落、挖量测由潮汐涨落、挖方引起的压力变化方引起的压力变化用装在孔壁的小型测压计探头，用装在孔壁的小型测压计探头，地下水压力通过塑料管传至水银地下水压力通过塑料管传至水银压力计测定压力计测定电测式测压计电测式测压计（电阻应变式、（电阻应变式、钢弦应变式）钢弦应变式）各种土层各种土层孔压通过透水石传导致膜片，引孔压通过透水石传导致膜片，引起挠度变化，用接受仪测定起挠度变化，用接受仪测定气动测压计气动测压计各种土层各种土层利用两根排气管使压力为常数，利用两根排气管使压力为常数，传来的孔压在透水元件中的水压传来的孔压在透水元件中的水压阀产生压差测定阀产生压差测定孔压静

35、力触探仪孔压静力触探仪各种土层各种土层在探头上装有多孔透水过滤器、在探头上装有多孔透水过滤器、压力传感器，在贯入过程中测定压力传感器，在贯入过程中测定第五节第五节 水和土的腐蚀性评价水和土的腐蚀性评价 在在岩岩土土工工程程勘勘察察中中，必必须须查查明明工工程程场场地地的的水水（包包括括地地下下水水和和地地表表水水）和和土土对对建建筑筑材材料料是是否否具具有有腐腐蚀蚀性性。当当具具有有充充分分的的资资料料或或足足够够的的经经验验能能够够认认定定工工程程场场地地的的水水或或土土对对建建筑筑材材料料不不具具有有腐腐蚀蚀性性时时，可可不不进进行行腐腐蚀蚀性性评评价价。否否则则应应采采取取水水样样和和土

36、土样样进进行行试验，并对水和土的腐蚀性做出评价。试验，并对水和土的腐蚀性做出评价。一一. . 取样取样 当当需需要要评评价价地地下下水水对对混混凝凝土土及及金金属属材材料料的的腐腐蚀蚀性性时时，在在场场地地内内应应采采取取2-32-3个个水水样样，如如水水文文地地质质条条件件复复杂杂应应适适当当增增加加取取水水样样个数。个数。 在在采采取取水水样样时时，先先用用水水样样将将取取样样瓶瓶及及塞塞子子洗洗净净，然然后后取取样样，并并立立即即送送化化验验室室化化验验。对对于于在在钻钻孔孔中中取取水水样样时时，应应先先进进行行洗洗孔孔，达达到到水水清清砂砂净净时时方方可可取取水水样样。水水试试样样应应

37、及及时时化化验验，清清洁洁水水放放置置时时不不宜宜超超过过7272小小时时，稍稍受受污污染染的的水水样样不不宜宜超超过过4848小小时时，受受污污染染水样不宜超过水样不宜超过1212小时。小时。 采采取取土土样样进进行行化化学学分分析析和和腐腐蚀蚀试试验验，每每个个场场地地的的数数量量不不少少于于2 2个。个。采取水试样和土试样应符合下面规定：采取水试样和土试样应符合下面规定： （1 1）混混凝凝土土或或钢钢结结构构处处于于地地下下水水位位以以下下时时，应应采采取取地地下下水水试样和地下水位以上的土试样，并分别做腐蚀性试验；试样和地下水位以上的土试样，并分别做腐蚀性试验； （2 2）混混凝凝土

38、土或或钢钢结结构构处处于于地地下下水水位位以以上上时时，应应采采取取土土试试样样作土的腐蚀性试验；作土的腐蚀性试验； （3 3）混混凝凝土土或或钢钢结结构构处处于于地地表表水水中中时时，应应采采取取地地表表水水试试样样，做水的腐蚀性试验；做水的腐蚀性试验； （4 4）水水和和土土的的取取样样数数量量每每个个场场地地不不少少于于各各2 2件件，对对建建筑筑群群不不宜少于各宜少于各3 3样。样。二二. . 腐蚀性试验项目腐蚀性试验项目 （1 1）判判断断土土的的腐腐蚀蚀性性时时应应进进行行下下列列项项目目的的试试验验：pHpH值值、CaCa2+2+、MgMg2+2+、ClCl- -、SOSO4 4

39、2-2-、HCOHCO3 3- -、COCO3 32-2-。同同时时在在判判断断土土对对钢钢结结构构的的腐腐蚀蚀性性时时，还还应应进进行行下下列列试试验验：氧氧化化还还原原电电位位、极极化化曲曲线线、电电阻阻率、质量损失率、质量损失。 （2 2）判判断断水水的的腐腐蚀蚀性性时时，应应进进行行下下列列项项目目的的试试验验： pHpH值值、CaCa2+2+、MgMg2+2+、ClCl- -、SOSO4 42-2-、HCOHCO3 3- -、COCO3 32-2-、侵侵蚀蚀性性COCO2 2、游游离离COCO2 2。同同时时在在判判断断水水质质是是否否受受严严重重污污染染时时，还还应应进进行行下下列

40、列试试验验：NHNH4 4+ +、OHOH- -、总矿化度。总矿化度。 水水中中游游离离CO2是是以以气气体体分分子子状状态态溶溶于于水水的的，侵侵蚀蚀性性CO2是是CO2与与水水反反应应生生成成了了碳碳酸酸H2CO3呈呈现现了了弱弱酸酸性性，和和水水结结合合后后的的离离子态，这样才能与更多的物质反应，也才能具备侵蚀性。子态，这样才能与更多的物质反应，也才能具备侵蚀性。 CO2溶溶于于水水之之后后，经经与与水水化化合合、解解离离，使使水水中中出出现现游游离离CO2 、H2CO3、HCO3-、CO32-、和、和H-等一系列离子和分子。等一系列离子和分子。 当当体体系系在在一一定定温温压压下下达达

41、到到化化学学平平衡衡后后，这这些些组组分分浓浓度度将将保保持持一一定定数数值值，各各个个化化学学反反应应不不再再进进行行，CaCO3不不再再溶溶解解，此此时时水中为平衡水中为平衡Ca2+、HCO3-等的游离等的游离CO2 ，称为，称为平衡平衡CO2 。 只只有有水水中中溶溶有有超超出出该该温温压压条条件件下下平平衡衡CO2浓浓度度的的多多余余部部分分才才能能进进一一步步溶溶解解CaCO3 ，超超出出体体系系平平衡衡的的一一部部分分多多余余CO2称称为为侵蚀性侵蚀性CO2 。侵蚀性侵蚀性COCO2 2、游离、游离COCO2 2极化曲线极化曲线 表示电极电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线。

42、表示电极电位与极化电流或极化电流密度之间的关系曲线。 极极化化作作用用是是电电流流通通过过后后，引引起起电电极极电电流流下下降降，电电极极反反应应速速度度降低，腐蚀速度减缓甚至腐蚀终止的现象。降低，腐蚀速度减缓甚至腐蚀终止的现象。 在腐蚀原电池中，只要有电流通过电极，就有极化作用发生。在腐蚀原电池中，只要有电流通过电极，就有极化作用发生。 极化作用主要取决于电极和土的物理化学性质。极化作用主要取决于电极和土的物理化学性质。电阻率：电阻率：土的电阻率越大，腐蚀程度越低。土的电阻率越大，腐蚀程度越低。质量损失：质量损失： 取取钢钢铁铁结结构构物物或或普普通通碳碳素素钢钢，加加工工成成一一定定规规格

43、格的的钢钢管管，埋埋置置于于盛盛试试验验土土样样的的铁铁皮皮罐罐中中，钢钢管管用用导导线线连连接接ZHS-10ZHS-10型型质质量量测测定定仪仪的的正正极极，铁铁皮皮罐罐用用导导线线连连接接仪仪器器的的负负极极，通通6V6V直直流流电电使使其其电电解解24h24h，求电解后钢管损失的质量。，求电解后钢管损失的质量。三、腐蚀性的评价三、腐蚀性的评价（一）水和土对混凝土结构的腐蚀性评价（一）水和土对混凝土结构的腐蚀性评价 1. 1.按环境类型评价水和土对混凝土结构的腐蚀性按环境类型评价水和土对混凝土结构的腐蚀性 2. 2.按地层渗透性评价水和土对混凝土结构的腐蚀性按地层渗透性评价水和土对混凝土结

44、构的腐蚀性（二）水和土对混凝土结构中钢筋的腐蚀性的评价（二）水和土对混凝土结构中钢筋的腐蚀性的评价（三）水和土对钢结构的腐蚀性评价（三）水和土对钢结构的腐蚀性评价 场场地地环环境境类类型型的的分分类类 按按环环境境类类型型评评价价水水和和土土对对混混凝凝土土结结构构腐腐蚀蚀性性 上上表表适适用用于于有有干干湿湿交交替替和和不不冻冻区区（段段）水水的的腐腐蚀蚀性性评评价价标标准准，对对无无干干湿湿交交替替作作用用、冰冰冻冻区区和和微微冻冻区区，对对土土的的腐腐蚀蚀性性评评价价，尚尚应应乘以一定的系数，这个在表注中进行了说明，应用时应当注意。乘以一定的系数，这个在表注中进行了说明，应用时应当注意。

45、 干干湿湿交交替替，是是指指地地下下水水位位变变化化和和毛毛细细水水升升降降时时，建建筑筑材材料料的的干干湿湿变变化化情情况况。相相同同浓浓度度的的盐盐类类，有有干干湿湿交交替替的的情情况况时时腐腐蚀蚀性性更更强。强。 气气候候区区与与腐腐蚀蚀性性的的关关系系比比较较密密切切。相相同同浓浓度度的的盐盐类类，在在干干旱旱区区和和湿湿润润区区其其腐腐蚀蚀强强度度是是不不同同的的，前前者者可可能能是是强强腐腐蚀蚀，后后者者可可能能是弱腐蚀。是弱腐蚀。 冻冻融融交交替替也也是是影影响响腐腐蚀蚀的的重重要要因因素素，如如盐盐的的浓浓度度相相同同，在在不不冻冻区区尚尚达达不不到到饱饱和和状状态态，因因此此

46、不不会会析析出出结结晶晶；而而在在冰冰冻冻区区，由由于于气湿降低，盐分易析出结晶，从而破坏混凝土。气湿降低，盐分易析出结晶，从而破坏混凝土。按地层渗透性按地层渗透性评价水和土对混凝土的腐蚀性评价水和土对混凝土的腐蚀性按上面两表评价腐蚀性等级时，按下列规定进行综合评定：按上面两表评价腐蚀性等级时，按下列规定进行综合评定： （1 1）各各腐腐蚀蚀等等级级只只出出现现弱弱腐腐蚀蚀，无无中中等等腐腐蚀蚀或或强强腐腐蚀蚀时时，应应综合评价为弱腐蚀；综合评价为弱腐蚀； （2 2）各各腐腐蚀蚀等等级级中中无无强强腐腐蚀蚀，最最高高为为中中等等腐腐蚀蚀时时，应应综综合合评评价为中等腐蚀；价为中等腐蚀； （3

47、3）各各腐腐蚀蚀等等级级中中有有一一个个或或多多个个为为强强腐腐蚀蚀，应应综综合合评评价价为为强强腐蚀；腐蚀； 钢钢筋筋长长期期浸浸泡泡在在水水中中，由由于于氧氧溶溶入入较较少少，不不易易发发生生电电化化学学反反应应，故故钢钢筋筋不不易易被被腐腐蚀蚀，相相反反，处处于于干干湿湿交交替替状状态态的的钢钢筋筋，由于氧溶入较多，易发生电化学反应，钢筋易被腐蚀。由于氧溶入较多，易发生电化学反应，钢筋易被腐蚀。 练练习习：某某场场地地处处于于湿湿润润区区，基基础础埋埋深深米米，地地下下水水位位平平均均为为地地下下米米，地地下下水水位位年年变变动动幅幅度度为为上上下下1 1米米，钻钻孔孔取取水水进进行行分分析析结结果果见见下下表表。试试评评价价场场地地地地下下水水对对混混凝凝土土、混混凝凝土土中中的的钢钢筋筋、钢钢结构的腐蚀性。结构的腐蚀性。离子离子CL-SO42-pH游离游离CO2侵蚀性侵蚀性CO2Mg2+NH4+质量浓度质量浓度（mg/L）80116.9 7.618.70.0030