❶ 水在岩石、土壤中的存在形式
水在岩石、土宏桐壤中的赋存形式有气态水、结合水、毛细水、矿物水和重力水。对工程降水有影响的主要是重力水、毛细水和结合水。
1.气态水、固态水及矿物中的水
气态水是指赋存于岩石土壤空隙中的水蒸气。气态水可随空气流动或从水气压力高的地方向压力低的地方迁移。当温度低于0°时,空隙中的液态水转变为固态水。另外还有存在于矿物晶体内部及晶体间的结晶水或结构水。
图1-1 结合水示意图
2.结合水
土粒表面带有负电荷,可在土粒周围形成电场,由于水分子是极性分子,一端带正电荷,另一端为负电荷,在土粒电场范围内的水分子和阳离子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一层薄的水膜,这层水就称为结合水。结合水可分为强结合水和弱结合水(图1-1)。
(1)强结合水
由颗粒电场吸引,紧紧吸附于颗粒周围的结合水称为强结合水,厚度几个水分子厚。
特蔽耐坦征:没有溶解能力,不能传递静水压力,性质近于固体,密度1.2~1.4g/cm3,难于蒸发,难于结冰(-78℃),具很大黏滞性、弹性和抗剪强度。
(2)弱结合水
弱结合水是强结合水外围的结合水膜,厚度<200Å。
特征:弱结合水不能传递静水压力,可向邻近水膜移动,冰点-0.5~-30℃,弱结合水厚度大时,粘性土为可塑状。
结合水的存在对水在粘性土中的渗流有很大影响,它增加了水的渗流阻力,阻碍了水在孔隙中的流动,使得粘性土由于结合水的存而出现渗流速度变慢、排水固结时间加长、作为地基土受力后土层沉降压缩时间缓慢等现象。
3.毛细水
毛细水存在于岩土的毛细孔隙及窄缝之中,靠表面张力支持。根据存在的状态及与饱水带中重力水的联系情况,毛细水又分为悬挂状毛细水、接触毛细水和一般毛细水。
4.重力水
重力水是指存在于岩石、土壤颗粒之间、结合水层之外,不受颗粒静电引力的影响,可在重力作用下自由运动的水。我们所讲的地下水如井水、泉水、基坑涌水等都是重力水,它具有液态水的一般特征。重力水能产生浮托力,可传递静水压力、孔隙水压力;流动的重力水在运动过程中会产生动水压力;重力水具亩如有溶解能力,对可溶性岩石产生化学潜蚀,导致岩石的成分及结构产生破坏。它是水文地质学研究的主要对象。
❷ 土中的水中什么能够传递静水压力
毛细管道,它是传递水静压力的主要途径之一。
❸ 对粘性土影响最大的为什么是自由水
实验表明,极细的土粒表面一般带有负电荷,围绕土粒形成电场,由于水分子是极性分子,即一端为正电荷,另一端显负电荷,在土粒电场范围内的水分子和阳离子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一层薄的水膜,这层水就称为结合水。结合水可分为强结合水和弱结合水。强结合水是指紧靠土氏雹粒表面的结合水,它没有溶解盐类的能力,不能传递静水压力;弱结合水紧靠于强结合水的外围裤腊形成一层结合水膜。它仍然不能传递静水压力,但水膜较厚的弱结合水能向邻近较薄的水膜缓慢移动。
显然越靠近土粒的水,被吸引的静电引力就越强,水分子越不容易自由移动;远离土粒,水分子自由移动的能力越来越强,到只受重力影胡核滑响,可自由流动的水称为自由水,自由水传递静水压力。
❹ 毛细水和重力水对土的工程性质有何影响
毛细水指土壤中粗细不同的毛细管孔隙连通一起形成复杂的毛细管体系。当土壤含水量逐渐增大,超拍核过氏贺源最大分子持水量的那部分水,在毛细管力的作用下,保持在土壤的毛细管孔隙中,不受重力作用的支配,这种靠毛细管力保持在土壤毛细管孔隙中的水就称为毛细管水。
由于毛细作用保持在土层或岩层毛细空隙中的地下水。毛细管水能传递静水压力,并能在毛细空隙中运动。
毛细管水在砂土和粉土层中较多,孔隙大的砂砾层中较少。孔隙过小的粘土其孔隙多为结合水所占据,毛细管水也较少。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的地下水,它是在重力或压力差作用下运动的自由水,对土粒有浮力作用,重力水对土中的应力状态和开挖基槽、基坑以及修筑地下构筑物时所应采取的排水、防水措施有重要的影响。
❺ 土壤净化水的原理,是什么
建议从净水原理上考虑,看土壤具备哪些特性,然后就能得出大概结论了。滤净,沉积和降解。土壤孔隙的物理拦截作用,土壤矿物胶体及有机胶体的吸附作用,土壤生物体的拦截和吸附作用。这个太复杂了,可以写一本书。地下水是可靠的给水源,但很多地下水其实就是原本地表的雨水或污水,然后经过土壤的过滤作用,吸附+截留了其中的有毒有害污染物,土壤中的微生物应该也会有分解作用,这些因素使得水变得澄清。至于你说的生物滞留装置中的土壤,应该也是主要起吸附过滤作用,当吸附达到饱和后土壤要及时更换。如果用活性炭等其他物质应该也可以达到类似功效。净水器的设计和制造是一门综合性科学技术。净水器的设计原则应为用户着想。就我国各地区水质特点而言,长江沿岸和人员稠密地区有机物污染严重,而全国各地乡镇小型的供水企业和地下水使用地区存在着细菌污染的问题。因此只有部分品质优良的净水器能适应全国各地不同的水质,所以净水器生产厂商应根据不同地区的水质条件,精心设计出能适应不同水源,但处理效果良好的净水器。污水中通常含有较多的悬浮物和胶体物质,通常采用混凝,沉降和过滤技术。这些技术比较成熟,具有工艺简单,处理效果好,处理费用低,操作和管理方便的优点,通常污水中的悬浮物和胶体物质较多,水中悬浮颗粒物的粒径大小是影响沉降速度的主要原因。在一般条件下,硫化钠粒径大沉降速度快,沉降去除需要的时间短。反之,硫化钠粒径小沉降速度慢,沉降去除需要的时间长。因此硫化钠需要采取混凝,沉降和过滤等技术来加快沉降速度,缩短沉降时间和提高去除率。混凝的过程是破坏溶胶的稳定性,使细小的胶粒凝聚成粒径较大的颗粒而容易沉降。
❻ 土中水按存在方式不同,可以分别为哪几种形式存在
土中水分为结合水和自由水。
1、结合水又可分为:强结合水和弱结合水。
1)、强结合水存在于最靠近土颗粒表面处,水分子和水化离子排列非常紧密,以致于密度大于1,并有过冷现象(即温度降到0度以下也不发生冻结现象)。
2)、弱结合水距土粒表面较远地方的结合水,因为引力降低,弱结合水的水分子的排列不如强结合水紧密,可能从较厚水膜或浓度较低处缓慢地迁移到较薄的水膜或浓度较高处,亦可从土粒周围迁移到另一个土粒的周围,这种运动与重力无关,这层不能传递静水压力的水定义为弱结合水。结合水因离颗粒表面远近不同,受电场作用力的大小也不同,所以分为强结合水和弱结合水。
2、自由水分为重力水和毛细激纯水
1)重力水是受重力作用,在土的孔隙中流动的水。重力水常处于地下水位以下。与一般水一样,重力水可以传递静水压力和动水压力。具有溶解能力,可溶解土中的水溶盐,使土的强度降低,压缩性增大;可以对土颗粒产生浮托力,使土的重度减小;还可以在水头差的作用下形成渗透水流,并对土粒产生渗透力,使土体发生渗透变形。
2)毛细水:毛细水是由于水分子与土粒表面之间档运的附着力和水表面张力的作用,地下水将沿着土中的细行铅梁小通道逐渐上升,形成一定高度的毛细水水带。在工程实践中应注意:毛细水的上升可能使地基浸湿,使地下室受潮或使地基、路基产生冻胀,造成土地盐渍化等问题。
❼ 土的结合水分为哪几种类型
土的结合水是指受电分子吸引力吸附于土粒表面的土中水。由于细小土颗粒表面一般带有负电荷,使土粒周围形成电羡州册场,在电场范围内的水分子和水溶液中的阳离子一起迹行被吸附在土粒表面。因为水分子是极性分子(其正、负电荷偏在分子的两端,不重合),它被土粒表面电荷或溶液电荷吸引而定向排列。结合水又可分为强结合水和弱结合水。强结合水相当于固定层中的水,而弱结合水则相当于扩散层中的水。
(1)强兄宏结合水。
紧靠土粒表面,受到吸引力最大。其特性是:显示固体的性质,具有极大的黏滞性、弹性和抗剪强度,不传递静水压力。黏土只含有强结合水时显示固体坚硬状态;砂土的强结合水含量极少,仅含强结合水的砂土呈散粒状态。
(2)弱结合水。
紧靠强结合水的外侧,吸附力稍低,厚度稍大。其特性是:呈黏滞状态,不传递静水压力,不能自由流动,但有一定的活动能力。在较强的外电场作用下,薄膜水可以缓慢流动,自厚的部位向薄的部位移动,弱结合水对黏性土的性质影响最大。
❽ 什么是重力水
地下水位下降引起软土地基沉降。一般在沿海软土层中进行基础施工时,需要人工降低地下水位。若降春磨水措施不当,轻者造成邻近建筑物或地下管线的不均匀沉降,重者陡建筑物基础下的土体颗粒流失,甚至掏空,导致建筑物开裂,进而危及安全使用。毛细水是存在于地下水位以上,受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水。土中自由水从地下水位通过土的细小通道逐渐上升。它不仅受重力作用而且还受到表面张力的支配。毛细水的上升对建筑物地下部分的防中帆潮措施和地基特的浸湿及冻胀等有重要影响。重力水受重力作用,可以传递静水压力和动水压力,使土的强度降低卖森雹,对土颗粒产生浮力,是土的有效重度减小变成浮重度,同时也可以在水头差作用下对土粒产生渗透力,使土体渗透变形!
❾ 土中有哪几种形式的水各种水对土的工程特性有何影响
液态水:土中液态水指存在于土体孔隙中的水,可分为自由水
土中水的存在形式固态水:根据对土工程性质的影响,固态水可作为土矿物颗粒的一部分.
气态水:气态水作为土中气体的一部分.
(一)结合水
1 、定义:粘土颗粒表面通常带负电荷,在土粒电场范围内,极性分子的水和水溶液中的阳离子,在静电引力作用下,被牢牢吸附在土颗粒周围,形成一层不能自由移动的水膜,这种水称为结合水,如图1-4所示.(见武工大编P9,图2-8)
2、分类
在土粒形成的电场范围内,随着距离土颗粒表面的远近不同,水分子和水化离子的活动状态及表现性质也不相歼顷同.根据水分子受到静电引力作用的大小,结合水分为强结合水
定义:指紧靠粘土颗粒表面的水,颗粒表面的静电引力最强,把水化离子和极性水分子牢固地吸附在颗粒表面,形成固定层.
性质:近于固体,不能传递静水压力,具有极大的粘滞性、弹性和抗剪强度,熔点:105℃左右时.当粘土中只含强结合水时,粘土呈固体状态,磨碎后呈粉末状态.
2).弱结合水
定义:弱结合水位于强结合水的外围,仍受到一定程度的静电引力作用,占有结合水膜的大部分.
性质:呈粘滞体状态.不能传递静水压力,但当相邻土颗粒水膜厚度不等时,水能从水膜较厚的颗粒移向水膜较薄的颗粒.当土中含有较多的弱结合水时,即表现为高塑性、易膨胀收缩性、低强度和高压缩性.
结合水在土中的含量主要取决于土的比表面的大小.要理解水的相互作用关系,才能掌握土的工程性质.例1:粘土矿物的颗粒细,比表面大,能大量吸附结合水.结合水使粒间透水的孔隙大为缩小,甚至充满,导致粘性土透水性差.另外,存在的结合水使颗粒互不接触,便具有滑移的可能;同时相邻土粒间的结合水因受颗粒引力的吸附,使粒间具有一定的联结强度,所以粘性土又具有粘性和可塑性.
例2:砂粒、砾石等,颗粒粗,比表面小,孔隙大,孔隙水中结合水的数量可忽略不计.故粗粒土的性质主要取决于土粒的形状、级配和排列方式(结构).
(二)自由水:
1.弯改敬定义:指存在于土粒形成的电场范围以外能自由移动的水.
2.性质:和普通水相同,有溶解能力,能传递静水压力.
3.分类:按自由水移动埋慎时所受作用力的不同,自由水可分为
1)重力水
定义:指在重力或压力差作用下,能在土中自由流动.
性质:一般指地下水位以下的透水土层中的地下水,它对土粒有浮力作用.重力水直接影响土的应力状态,并应注意建筑物的防渗要求和基坑(槽)开挖时采取降(排)水措施.
2.毛细水
定义:指受到水与空气交界面处表面张力作用的自由水.
性质:存在于地下水位以上的透水层中,毛细水上升高度对建筑物底层的防潮有重要影响.
当土孔隙中局部存在毛细水时,使土粒之间由于毛细压力互相靠近而压紧(图1-5),土因此会表现出微弱的凝聚力,称为毛细凝聚力.如这种凝聚力的存在,使潮湿砂土能开挖成一定的高度,但干燥以后,就会松散坍塌.