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岩土空隙中的水按其形态分为液态水、气态水和固态水。
一、
液态水
根据水分子受力状况又可分为结合水、重力水和毛细水。
结合水:在松散岩土颗粒表面及坚硬岩石空隙壁面均带有电荷,水分子又是偶极体,一端带正电,另一端带负电,由于静电引力作用,固相表面便具有吸附水分子的能力。根据库仑定律,电场强度与距离平方成正比,因此离固相表面越近的水分子,受到静电引力越大,随着距离增大,吸引力渐渐减弱。受到固相表面的吸引力大于其自身重力的那部分水,我们称之为结合水。这部分水被静电引力束缚于固相表面,不能在自重作用下运动。结合水区别于普通液态水的最大特征是具有抗剪强度,即必须施加一定的外力才能使其发生变动和流动。由于结合水的抗剪强度由内层向外层减弱,所以当施加的外力超过其抗剪强度时,最外层的结合水首先发生流动,施加的外力愈大,发生流动的结合水厚度相应增大。
重力水:距离固相表面更远的水分子,重力对它们的影响大于固体表面对它的吸引力,因此能在重力作用下运移,这部分水就是重力水。重力水存在于较大的岩土空隙中,具有液态水的一般特征。
毛细水:松散岩土中细小孔隙通道可构成毛细管,在毛细力的作用下,地下水沿着细小孔隙上升到一定高度,这种既受重力又受毛细力作用的水,称为毛细水。毛细水广泛存在于地下水面以上的包气带中。毛细水存在三种形式,支持毛细水、悬着毛细水和孔角毛细水。毛细水在地下水与大气水、地表水相互转化过程中起着重要的作用和影响。
二、
气态水
气态水系指以水蒸气状态存在于非饱和含水岩土空隙中的水。气态水可以随空气的流动而运移,但即使空气不流动,它也能从水汽压力(或绝对湿度)大的地方向小的地方迁移。气态水在一定温度、压力条件下可与液态水相互转化,两者之间保持动态平衡。当岩土空隙内水汽增多而达到饱和时,或是当周围温度降至露点时,气态水即开始凝结成液态水。气态水对岩土中水的重新分布有一定影响。
三、
固态水
当岩土温度低于
0
℃
时,岩土空隙中的液态即凝结为固态水,此时赋存地下水的岩土称为冻土。
审稿:郭兰洲
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