(4)地裂缝的产生与复活
近年来,在我国很多地区发现地裂缝,西安是地裂缝发育最严重的城市 。据分析这是地下水位大面积大幅度下降而诱发的 。
(5)地下水源枯竭、水质恶化
盲目开采地下水,当开采量大于补给量时,地下水资源会逐渐减少,以致枯竭,造成泉水断流、井水枯干、地下水中有害离子量增多、矿化度增高 。
3. 地下水的渗透破坏
(1)潜蚀
渗透水流在一定水力坡度(即地下水水力坡度大于岩土产生潜蚀破坏的临界水力坡度)条件下产生较大的动水压力,冲刷、挟走细小颗粒或溶蚀岩土体,使岩土体中孔隙不断增大,甚至形成洞穴,导致岩土体结构松动或破坏,以致产生地表裂隙、塌陷,影响工程的稳定 。
(2)流砂
流砂是指松散细小颗粒土被地下水饱和后,在动水压力即水头差的作用下,产生的悬浮流动现象 。流砂多发生在颗粒级配均匀的粉细砂中,有时在粉土中也会产生流砂 。
(3)管涌
地基土在具有某种渗透速度的渗透水流作用下,其细小颗粒被冲走,岩土的孔隙逐渐增大,慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通路,从而掏空地基或坝体,使地基或斜坡变形、失稳,此现象称为管涌。
4. 地下水的浮托作用
当建筑物基础底面位于地下水位以下时,地下水对基础底面产生静水压力,即产生浮托力 。如果基础位于粉土、砂土、碎石土和节理裂隙发育的岩石地基上,则按地下水位100%计算浮托力;如果基础位于节理裂隙不发育的岩石地基上,则按地下水位50%计算浮托力;如果基础位于粘性土地基上,其浮托力较难确切地确定,应结合地区的实际经验考虑 。
5. 承压水对基坑的作用
当深基坑下部有承压含水层存在,开挖基坑会减小含水层上覆隔水层的厚度,在隔水层厚度减小到一定程度时,承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板,造成突涌现象 。基坑突涌将会破坏地基强度,并给施工带来很大困难 。
6. 地下水对钢筋混凝土的腐蚀
硅酸盐水泥遇水硬化,并且形成Ca(OH)2、水化硅酸钙CaOSiO2·12H2O、水化铝酸钙CaOAl2O3?6H2O等,这些物质往往会受到地下水的腐蚀 。
①结晶类腐蚀
如果地下水中离子的含量超过规定值,那么离子将与混凝土中的Ca(OH)2 起反应,生成二水石膏结晶体CaSO4·2H2O,这种石膏再与水化铝酸钙CaOAl2O3·6H2O发生化学反应,生成水化硫铝酸钙,这是一种铝和钙的复合硫酸盐,习惯上称为水泥杆菌 。由于水泥杆菌结合了许多的结晶水,因而其体积比化合前增大很多,约为原体积的221.86%,于是在混凝土中产生很大的内应力,使混凝土的结构遭受破坏 。
②分解类腐蚀
地下水中含有CO2,CO2与混凝土中的Ca(OH)2作用,生成碳酸钙沉淀 。
由于CaCO3不溶于水,它可填充混凝土的孔隙,在混凝土周围形成一层保护膜,能防止Ca(OH)2的分解 。但是,当地下水中CO2的含量超过一定数值,而离子的含量过低,则超量的CO2再与CaCO3反应,生成重碳酸钙Ca(HCO3)2并溶于水 。所以,当地下水中CO2的含量超过平衡时所需的数量时,混凝土中的CaCO3就被溶解而受腐蚀,这就是分解类腐蚀 。地下水的酸度过大,即pH值小于某一数值,那么混凝土中的Ca(OH)2也要分解,特别是当反应生成物为易溶于水的氯化物时,对混凝土的分解腐蚀很强烈 。
③结晶分解复合类腐蚀
当地下水中NH4—,NO3—,Cl—和Mg2 离子的含量超过一定数量时,与混凝土中的Ca(OH)2发生反应,Ca(OH)2与镁盐作用的生成物中,除Mg(OH)2不易溶解外,CaCl2则易溶于水,并随之流失;硬石膏CaSO4一方面与混凝土中的水化铝酸钙反应生成水泥杆菌;另一方面,硬石膏遇水生成二水石膏 。二水石膏在结晶时,体积膨胀,破坏混凝土的结构 。
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