❶ 水在岩石、土壤中的存在形式
水在岩石、土宏桐壤中的賦存形式有氣態水、結合水、毛細水、礦物水和重力水。對工程降水有影響的主要是重力水、毛細水和結合水。
1.氣態水、固態水及礦物中的水
氣態水是指賦存於岩石土壤空隙中的水蒸氣。氣態水可隨空氣流動或從水氣壓力高的地方向壓力低的地方遷移。當溫度低於0°時,空隙中的液態水轉變為固態水。另外還有存在於礦物晶體內部及晶體間的結晶水或結構水。
圖1-1 結合水示意圖
2.結合水
土粒表面帶有負電荷,可在土粒周圍形成電場,由於水分子是極性分子,一端帶正電荷,另一端為負電荷,在土粒電場范圍內的水分子和陽離子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一層薄的水膜,這層水就稱為結合水。結合水可分為強結合水和弱結合水(圖1-1)。
(1)強結合水
由顆粒電場吸引,緊緊吸附於顆粒周圍的結合水稱為強結合水,厚度幾個水分子厚。
特蔽耐坦征:沒有溶解能力,不能傳遞靜水壓力,性質近於固體,密度1.2~1.4g/cm3,難於蒸發,難於結冰(-78℃),具很大黏滯性、彈性和抗剪強度。
(2)弱結合水
弱結合水是強結合水外圍的結合水膜,厚度<200Å。
特徵:弱結合水不能傳遞靜水壓力,可向鄰近水膜移動,冰點-0.5~-30℃,弱結合水厚度大時,粘性土為可塑狀。
結合水的存在對水在粘性土中的滲流有很大影響,它增加了水的滲流阻力,阻礙了水在孔隙中的流動,使得粘性土由於結合水的存而出現滲流速度變慢、排水固結時間加長、作為地基土受力後土層沉降壓縮時間緩慢等現象。
3.毛細水
毛細水存在於岩土的毛細孔隙及窄縫之中,靠表面張力支持。根據存在的狀態及與飽水帶中重力水的聯系情況,毛細水又分為懸掛狀毛細水、接觸毛細水和一般毛細水。
4.重力水
重力水是指存在於岩石、土壤顆粒之間、結合水層之外,不受顆粒靜電引力的影響,可在重力作用下自由運動的水。我們所講的地下水如井水、泉水、基坑涌水等都是重力水,它具有液態水的一般特徵。重力水能產生浮托力,可傳遞靜水壓力、孔隙水壓力;流動的重力水在運動過程中會產生動水壓力;重力水具畝如有溶解能力,對可溶性岩石產生化學潛蝕,導致岩石的成分及結構產生破壞。它是水文地質學研究的主要對象。
❷ 土中的水中什麼能夠傳遞靜水壓力
毛細管道,它是傳遞水靜壓力的主要途徑之一。
❸ 對粘性土影響最大的為什麼是自由水
實驗表明,極細的土粒表面一般帶有負電荷,圍繞土粒形成電場,由於水分子是極性分子,即一端為正電荷,另一端顯負電荷,在土粒電場范圍內的水分子和陽離子一起吸附在土粒表面而定向排列形成一層薄的水膜,這層水就稱為結合水。結合水可分為強結合水和弱結合水。強結合水是指緊靠土氏雹粒表面的結合水,它沒有溶解鹽類的能力,不能傳遞靜水壓力;弱結合水緊靠於強結合水的外圍褲臘形成一層結合水膜。它仍然不能傳遞靜水壓力,但水膜較厚的弱結合水能向鄰近較薄的水膜緩慢移動。
顯然越靠近土粒的水,被吸引的靜電引力就越強,水分子越不容易自由移動;遠離土粒,水分子自由移動的能力越來越強,到只受重力影胡核滑響,可自由流動的水稱為自由水,自由水傳遞靜水壓力。
❹ 毛細水和重力水對土的工程性質有何影響
毛細水指土壤中粗細不同的毛細管孔隙連通一起形成復雜的毛細管體系。當土壤含水量逐漸增大,超拍核過氏賀源最大分子持水量的那部分水,在毛細管力的作用下,保持在土壤的毛細管孔隙中,不受重力作用的支配,這種靠毛細管力保持在土壤毛細管孔隙中的水就稱為毛細管水。
由於毛細作用保持在土層或岩層毛細空隙中的地下水。毛細管水能傳遞靜水壓力,並能在毛細空隙中運動。
毛細管水在砂土和粉土層中較多,孔隙大的砂礫層中較少。孔隙過小的粘土其孔隙多為結合水所佔據,毛細管水也較少。
重力水是存在於地下水位以下的透水土層中的地下水,它是在重力或壓力差作用下運動的自由水,對土粒有浮力作用,重力水對土中的應力狀態和開挖基槽、基坑以及修築地下構築物時所應採取的排水、防水措施有重要的影響。
❺ 土壤凈化水的原理,是什麼
建議從凈水原理上考慮,看土壤具備哪些特性,然後就能得出大概結論了。濾凈,沉積和降解。土壤孔隙的物理攔截作用,土壤礦物膠體及有機膠體的吸附作用,土壤生物體的攔截和吸附作用。這個太復雜了,可以寫一本書。地下水是可靠的給水源,但很多地下水其實就是原本地表的雨水或污水,然後經過土壤的過濾作用,吸附+截留了其中的有毒有害污染物,土壤中的微生物應該也會有分解作用,這些因素使得水變得澄清。至於你說的生物滯留裝置中的土壤,應該也是主要起吸附過濾作用,當吸附達到飽和後土壤要及時更換。如果用活性炭等其他物質應該也可以達到類似功效。凈水器的設計和製造是一門綜合性科學技術。凈水器的設計原則應為用戶著想。就我國各地區水質特點而言,長江沿岸和人員稠密地區有機物污染嚴重,而全國各地鄉鎮小型的供水企業和地下水使用地區存在著細菌污染的問題。因此只有部分品質優良的凈水器能適應全國各地不同的水質,所以凈水器生產廠商應根據不同地區的水質條件,精心設計出能適應不同水源,但處理效果良好的凈水器。污水中通常含有較多的懸浮物和膠體物質,通常採用混凝,沉降和過濾技術。這些技術比較成熟,具有工藝簡單,處理效果好,處理費用低,操作和管理方便的優點,通常污水中的懸浮物和膠體物質較多,水中懸浮顆粒物的粒徑大小是影響沉降速度的主要原因。在一般條件下,硫化鈉粒徑大沉降速度快,沉降去除需要的時間短。反之,硫化鈉粒徑小沉降速度慢,沉降去除需要的時間長。因此硫化鈉需要採取混凝,沉降和過濾等技術來加快沉降速度,縮短沉降時間和提高去除率。混凝的過程是破壞溶膠的穩定性,使細小的膠粒凝聚成粒徑較大的顆粒而容易沉降。
❻ 土中水按存在方式不同,可以分別為哪幾種形式存在
土中水分為結合水和自由水。
1、結合水又可分為:強結合水和弱結合水。
1)、強結合水存在於最靠近土顆粒表面處,水分子和水化離子排列非常緊密,以致於密度大於1,並有過冷現象(即溫度降到0度以下也不發生凍結現象)。
2)、弱結合水距土粒表面較遠地方的結合水,因為引力降低,弱結合水的水分子的排列不如強結合水緊密,可能從較厚水膜或濃度較低處緩慢地遷移到較薄的水膜或濃度較高處,亦可從土粒周圍遷移到另一個土粒的周圍,這種運動與重力無關,這層不能傳遞靜水壓力的水定義為弱結合水。結合水因離顆粒表面遠近不同,受電場作用力的大小也不同,所以分為強結合水和弱結合水。
2、自由水分為重力水和毛細激純水
1)重力水是受重力作用,在土的孔隙中流動的水。重力水常處於地下水位以下。與一般水一樣,重力水可以傳遞靜水壓力和動水壓力。具有溶解能力,可溶解土中的水溶鹽,使土的強度降低,壓縮性增大;可以對土顆粒產生浮托力,使土的重度減小;還可以在水頭差的作用下形成滲透水流,並對土粒產生滲透力,使土體發生滲透變形。
2)毛細水:毛細水是由於水分子與土粒表面之間檔運的附著力和水表面張力的作用,地下水將沿著土中的細行鉛梁小通道逐漸上升,形成一定高度的毛細水水帶。在工程實踐中應注意:毛細水的上升可能使地基浸濕,使地下室受潮或使地基、路基產生凍脹,造成土地鹽漬化等問題。
❼ 土的結合水分為哪幾種類型
土的結合水是指受電分子吸引力吸附於土粒表面的土中水。由於細小土顆粒表面一般帶有負電荷,使土粒周圍形成電羨州冊場,在電場范圍內的水分子和水溶液中的陽離子一起跡行被吸附在土粒表面。因為水分子是極性分子(其正、負電荷偏在分子的兩端,不重合),它被土粒表面電荷或溶液電荷吸引而定向排列。結合水又可分為強結合水和弱結合水。強結合水相當於固定層中的水,而弱結合水則相當於擴散層中的水。
(1)強兄宏結合水。
緊靠土粒表面,受到吸引力最大。其特性是:顯示固體的性質,具有極大的黏滯性、彈性和抗剪強度,不傳遞靜水壓力。黏土只含有強結合水時顯示固體堅硬狀態;砂土的強結合水含量極少,僅含強結合水的砂土呈散粒狀態。
(2)弱結合水。
緊靠強結合水的外側,吸附力稍低,厚度稍大。其特性是:呈黏滯狀態,不傳遞靜水壓力,不能自由流動,但有一定的活動能力。在較強的外電場作用下,薄膜水可以緩慢流動,自厚的部位向薄的部位移動,弱結合水對黏性土的性質影響最大。
❽ 什麼是重力水
地下水位下降引起軟土地基沉降。一般在沿海軟土層中進行基礎施工時,需要人工降低地下水位。若降春磨水措施不當,輕者造成鄰近建築物或地下管線的不均勻沉降,重者陡建築物基礎下的土體顆粒流失,甚至掏空,導致建築物開裂,進而危及安全使用。毛細水是存在於地下水位以上,受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。土中自由水從地下水位通過土的細小通道逐漸上升。它不僅受重力作用而且還受到表面張力的支配。毛細水的上升對建築物地下部分的防中帆潮措施和地基特的浸濕及凍脹等有重要影響。重力水受重力作用,可以傳遞靜水壓力和動水壓力,使土的強度降低賣森雹,對土顆粒產生浮力,是土的有效重度減小變成浮重度,同時也可以在水頭差作用下對土粒產生滲透力,使土體滲透變形!
❾ 土中有哪幾種形式的水各種水對土的工程特性有何影響
液態水:土中液態水指存在於土體孔隙中的水,可分為自由水
土中水的存在形式固態水:根據對土工程性質的影響,固態水可作為土礦物顆粒的一部分.
氣態水:氣態水作為土中氣體的一部分.
(一)結合水
1 、定義:粘土顆粒表面通常帶負電荷,在土粒電場范圍內,極性分子的水和水溶液中的陽離子,在靜電引力作用下,被牢牢吸附在土顆粒周圍,形成一層不能自由移動的水膜,這種水稱為結合水,如圖1-4所示.(見武工大編P9,圖2-8)
2、分類
在土粒形成的電場范圍內,隨著距離土顆粒表面的遠近不同,水分子和水化離子的活動狀態及表現性質也不相殲頃同.根據水分子受到靜電引力作用的大小,結合水分為強結合水
定義:指緊靠粘土顆粒表面的水,顆粒表面的靜電引力最強,把水化離子和極性水分子牢固地吸附在顆粒表面,形成固定層.
性質:近於固體,不能傳遞靜水壓力,具有極大的粘滯性、彈性和抗剪強度,熔點:105℃左右時.當粘土中只含強結合水時,粘土呈固體狀態,磨碎後呈粉末狀態.
2).弱結合水
定義:弱結合水位於強結合水的外圍,仍受到一定程度的靜電引力作用,佔有結合水膜的大部分.
性質:呈粘滯體狀態.不能傳遞靜水壓力,但當相鄰土顆粒水膜厚度不等時,水能從水膜較厚的顆粒移向水膜較薄的顆粒.當土中含有較多的弱結合水時,即表現為高塑性、易膨脹收縮性、低強度和高壓縮性.
結合水在土中的含量主要取決於土的比表面的大小.要理解水的相互作用關系,才能掌握土的工程性質.例1:粘土礦物的顆粒細,比表面大,能大量吸附結合水.結合水使粒間透水的孔隙大為縮小,甚至充滿,導致粘性土透水性差.另外,存在的結合水使顆粒互不接觸,便具有滑移的可能;同時相鄰土粒間的結合水因受顆粒引力的吸附,使粒間具有一定的聯結強度,所以粘性土又具有粘性和可塑性.
例2:砂粒、礫石等,顆粒粗,比表面小,孔隙大,孔隙水中結合水的數量可忽略不計.故粗粒土的性質主要取決於土粒的形狀、級配和排列方式(結構).
(二)自由水:
1.彎改敬定義:指存在於土粒形成的電場范圍以外能自由移動的水.
2.性質:和普通水相同,有溶解能力,能傳遞靜水壓力.
3.分類:按自由水移動埋慎時所受作用力的不同,自由水可分為
1)重力水
定義:指在重力或壓力差作用下,能在土中自由流動.
性質:一般指地下水位以下的透水土層中的地下水,它對土粒有浮力作用.重力水直接影響土的應力狀態,並應注意建築物的防滲要求和基坑(槽)開挖時採取降(排)水措施.
2.毛細水
定義:指受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水.
性質:存在於地下水位以上的透水層中,毛細水上升高度對建築物底層的防潮有重要影響.
當土孔隙中局部存在毛細水時,使土粒之間由於毛細壓力互相靠近而壓緊(圖1-5),土因此會表現出微弱的凝聚力,稱為毛細凝聚力.如這種凝聚力的存在,使潮濕砂土能開挖成一定的高度,但乾燥以後,就會鬆散坍塌.