地下水的主要物理性质
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工程建筑中地下水危害及防治工程建筑中地下水危害及防治摘要:地下水是很重要的水资源,对人类的水源提供具有很重要的意义,然而在工程建设中,由于地下水的特殊性和其化学成分,对钢筋混泥土具有很大的侵蚀性,对工程建筑有极大的作用和影响。
本文有针对性地提出了勘测、设计,施工等各阶段防治地下水的相关措施,以便有效地防范由地下水引发的工程事故。
关键词:地下水;化学分析;侵蚀性;工程建筑;防治一,地下水性质及对工程建筑的危害1地下水的物理性质由于地下水在运动过程中与各种岩土体相互作用,而岩土中的可溶性物质(很多是矿物)随水迁移、聚集,使地下水成为一种复杂的溶液,这种复杂的地下水溶液通常具有温度、颜色、透明度、气味、味道和导电性等等的物理性质。
2地下水的化学成分第一,地下水中常见的气体有:O2、N2、H2S、CO2等,地下水中气体分子能够很好地反映地球化学环境。
第二,地下水中含有的离子有:地下水中含量最多、分布最广的离子有七种,即:Cl-、SO2-4、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+。
第三,地下水中的化合物有:Fe2O3、Al2O3、H2SiO3等。
3地下水的主要化学性质由于地下水具有如上的物理性质和化学成分,因此在地下水中通常具有如下的化学性质:第一,地下水的矿化度。
水中所含离子、分子及化合物的总量称为水的总矿化度,低矿化度的水中常以含有HCO3-为主,中等矿化度水常以含有SO2-4为主;高矿化度的水常以含有Cl-为主。
高矿化度的水能降低水泥混凝土的强度,腐蚀钢筋等等。
第二,地下水的酸碱度。
地下水的酸碱度用水的PH值来表示,常温常压下当PH值小于5时,水为强酸性水;PH值在5—7之间为弱酸性水,PH值为7时,为中性的水;PH值在7—9之间时为弱碱性水;PH值大于9时为强碱性水。
第三,地下水的硬度。
通常情况下水的硬度按水中的Ca2+、Mg2+离子的含量的多少可以分为以下三种情况:(1)总硬度,它是指水在未被煮沸时Ca2+、Mg2+离子的总含量。
地下水定义:地下水是赋存于地表以下岩土空隙中的水,主要来源于大气降水,经土壤渗入地下形成的。
地下水是地质环境的组成部分之一,能影响环境的稳定性。
主要表现在:地基土中的水能降低土的承载力;基坑涌水不利于工程施工;地下水常常是滑坡、地面沉降和地面塌陷发生的主要原因;一些地下水还腐蚀建筑材料。
第一节地下水概述1.地下水:气态水、结合水、毛细水、重力水、固态水以及结晶水和结构水。
重力水(自由水):不受静电引力影响,在重力作用下运动,可传递静水压力,能产生浮托力、孔隙水压力,在运动过程中产生动水压力,具有溶解能力。
2.含水层:在正常的水力梯度下,饱水、透水并能给出一定水量的岩土层。
含水层的形成必须具备的条件:岩土层中有较大(指能透水)的空隙;含水层要为隔水层所限,以便地下水汇集不至流失;含水层要有充分的补给来源。
3.隔水层:在正常的水力梯度下,不透水或透水相对微弱的岩土层。
它可以是含水甚至饱水(如粘土),也可以是不含水的(如致密的岩石)。
4.滞水层:弱透水层。
5.岩土的水理性质:指岩土与水接触时,控制水分储存和运移的性质。
(1)容水度:岩土孔隙完全被水充满时的最大的水体积与土体积之比。
(2)持水度:饱和岩土在重力作用后,保持在土中水的体积与土体积之比。
这部分滞留土中的水为结合水和毛细水。
(3)给水度:在重力作用下排出的水的体积与岩土体积之比。
(4)透水性:岩土允许重力水渗透的能力。
用渗透系数表示。
(5)达西定律:地下水线性渗透的基本规律。
Q=kiA; v=ki第二节地下水类型地下水按埋藏条件可分为:包气带水、潜水、承压水。
按含水介质类型分为:孔隙水、裂隙水、岩溶水。
地面以下、稳定地下水面以上为包气带。
稳定地下水面以下为饱水带。
1.包气带水:处于地表面以下、潜水位以上的包气带岩土层中,包括土壤水、沼泽水、上层滞水以及基岩风化壳(粘土裂隙)中季节性存在的水。
2.潜水:埋藏在地表以下第一层较稳定的隔水层以上具有自由面的重力水。
地下水的主要物理性质
一、密度:质量密度的大小,决定于水中所溶解的盐类含量,水中溶解的盐分
越多,其密度就愈大,有时可达1.2—1.3。
地下淡水的密度通常与化学纯水的密度相同。
二、颜色:决定于它的化学成分及悬浮于其中的杂质,含亚铁和硫化氢的水通
常呈翠绿色;含氧化亚铁的水呈浅蓝绿色;含氧化铁的水呈褐红色;含腐植物的水呈桔黄色,褐色;硬度大的水呈浅蓝色;含悬浮物的水,颜色取决于悬浮物的颜色,其深浅决定于悬浮物量的多少。
三、味:决定于水中的化学成分,含NaCl的水,具有咸味;含NaSO4的水具苦味,
含FeO的水具墨水味,含Fe2(SO4)3的水具锈味,有机质存在使水具甜味,含有重碳酸钙、镁及硫酸时则味美适口,一般水温在于20—300C时水的味道最明显。
四、决定于水中所含气体成分与有机物质。
含H2S时具有臭鸡蛋味,含FeO时具铁腥味,含腐植物时具鱼腥气味,一般400C时气味最明显。
五、透明度:决定于水中固定物质,有机质和胶体悬浮物的含量。
1、透明的:60cm水深可见3mm的粗线。
2、半透明的:微浑浊的,水深30cm可见3mm的粗线。
3、微透明的:浑浊的,小于30cm可见3mm的粗线。
4、不透明的:极浑浊的,水深很小,也不能清楚看见3mm的粗线。
六、温度:
1、非常冷水:<00C
2、极冷水:0—40C
3、冷水:4—20 0C
4、温水:20—370C
5、热水:37—420C
6、42—1000C
7、沸腾的水:>1000C
七、地下水的化学成分:
矿化度:存在于地下水中的离子,分子及化合物的总量,称为水的总矿化度。
地下水按总矿化度分类
名称淡水微咸水咸水盐水卤水总矿化度<1 1—3 3—10 10—50 >50 g/l
地下水按酸碱度分类
名称强酸性水弱酸性水中性水弱碱性水强碱性水PH值勤<5。
0 5.0—6.4 6.5—8.0 8.1—10 >10。