地下水与岩土体相互作用的一点看法

 地下水与岩土体相互作用的一点看法

   地下水是运动着的水流，它和周围的岩土介质不断进行着物理的、力学的、化学的作用，从而影响地下水流的性质和化学组成，同时也对岩土介质状态产生影响。水文地质学侧重于水与岩土介质作用对地下水流系统的影响，而岩土力学则偏重于水与岩土介质作用对岩土介质变形的影响。前者以地下水污染研究和成岩成矿的研究为其主要应用方向，后者以岩土体水力学及其在工程中的应用和环境问题研究中的应用为主。这两方面的研究均是环境地学的前缘领域。工程地质力学研究的主要是后者，研究内容包含“地下水流，岩土介质变形，环境影响”的完整过程。

       地下水普遍赋存于岩土体中，它与岩土体相互作用可以归结为两个方面:一是地下水与岩土体间发生机械的、物理的和化学的相互作用，使岩土体与地下水的性质或状态发生不断的变化。从岩土力学观点看，地下水对岩土体性质的软化作用、地下水通过结晶为主的胶结作用对岩土体性质的强化即属于此类，从而影响岩土介质的变形和破坏。二是地下水与岩土体间发生的力学方面的相互作用，它不断地改变着双方的力学状态和特性。从岩土力学角度看，地下水对岩土体力学作用主要有静水压力、动水压力(渗透力)和浮托力。在非饱和土体中还存在一种基质吸力(matric suction)。因此，在工程地质力学研究中，必须考虑岩土介质性质和力学作用中地下水的作用，并将其纳入总体的本构关系中。由于地下水流是一种活跃的介质，其动态变化又大，研究中时间因子的考虑也是必须的。从理论上探讨，地下水与岩土介质相互作用的工程地质力学理论研究应包括地下水渗流的研究、地下水对岩土性质的改变、地下水对岩土介质的力学作用。在应用于实际地质环境问题时，由于实际地质条件的复杂性，需要研究不同地质环境的一些基本作用形式，如碳酸盐岩分布区的岩溶作用、松散层中的渗透变形等等。这些作用都是水与岩土介质的机械、物理、化学及力学作用的一种复合，而又往往是许多环境问题中的一种作用因子，因此，这些也应该是水与岩土介质相互作用的基本理论的组成部分。由于地下水渗流的墓本理论在有关水文地质学科中有深入详细的研究，工程地质力学主要就空隙水压力作用及其对岩土体变形破坏的影响 (含有效应力原理对岩土体的普遍适用性)、水对岩土体力学性质的弱化作用、非饱和土的工程性质、渗透变形和岩溶作用等方面来研究地下水与岩土介质相互作用。

       许多灾害和其它环境问题都和地下水与岩土介质相互作用有关，如水库及河流堤坝的渗漏、抽排地下水引起的地面沉降和地面塌陷、地震诱发的砂土液化、斜(边)坡和古滑坡的失稳、水库蓄水及深井注液诱发的地震等都是水与岩土介质相互作用影响岩土介质变形，进而影响这些灾害和其它环境问题的发生和演化。在这些灾害和其它环境间题中，斜(边)坡和古滑坡的失稳(即滑坡)中地下水作用约研究是薄弱环节。