（1）岩土中的空隙

地壳表层十余千米深的范围内，都或多或少存在着空隙（void），特别是浅部一二千米范围内，空隙分布较为普遍。这就为地下水的赋存（groundwater occurrence）提供了必要的空间条件。岩土中的空隙既是地下水的储存场所，又是地下水的运移通道，空隙的多少、大小、形状、连通情况及其分布规律，决定着地下水的分布与运动。将岩土的空隙作为地下水的储存场所和运移通道研究时，可分为3类：孔隙（pore）、裂隙（fissure）和溶穴（cavity）（图4.1）。

①孔隙（pore）　孔隙是指组成岩石或土的颗粒或颗粒集合体之间的空隙。孔隙的多少是影响岩土储存地下水能力大小的重要因素，而孔隙的大小直接影响地下水的运动。

②裂隙（fissure）　固结的坚硬岩石，包括沉积岩、岩浆岩和变质岩，一般不存在或只保留一部分颗粒间的孔隙，而主要发育各种应力作用下岩石破裂变形产生的裂隙。裂隙按其成因可分为成岩裂隙、构造裂隙和风化裂隙等。裂隙的多少、方向、宽度、延伸长度以及充填情况，都对地下水的运动产生重要影响。

③溶穴（cavity）　可溶的沉积岩，如岩盐、石膏、石灰岩和白云岩等，在水的作用下会产生空洞，这种空洞称为溶穴（隙）。其规模相差悬殊，大的宽达数十米，高达数十米至百余米，长达几千米至几十千米，而小的溶穴直径仅几毫米。

（2）岩土空隙中的水

岩土空隙中的水，除了因岩土固体颗粒表面带有电荷而吸引的一部分结合水（bound water）外，它以液态、固态和气态3种形式存在着，按水存在的相态将其称为液态水、固态水和气态水。其中对土木工程有重大影响的液态水又分为毛细水（capillary water）和重力水（gravitational water）。

图4.1　岩土中的各种空隙

（据迈因策尔修改补充）

1）毛细水（capillary water）

在岩土细小的孔隙和裂隙中，受毛细作用控制的水称为毛细水，它是岩土中三相界面上毛细力作用的结果。对于土体来说，毛细水上升的快慢及高度决定于土颗粒的大小。土颗粒越细，毛细水上升高度越大，上升速度越慢。粗沙中的毛细水上升速度较快，几昼夜可达到最大高度，而黏性土要几年。(www.daowen.com)

2）重力水（gravitational water）

岩土空隙中在重力作用下可以自由运动的水称为重力水。一般来讲，井泉所取的地下水就是重力水。

（3）与水分的储存和运移有关的岩土性质

岩土空隙的大小和多少与水分的储存和运移有密切的关系，特别是空隙的大小具有决定意义。在一个足够大的空隙中，从空隙壁面向外，依次分布着强结合水、弱结合水和自由水。空隙越大，自由水所占比例越大；反之，结合水所占比例就越大。当空隙直径小于结合水层厚度的两倍时，则空隙中全部充满结合水，不存在自由水了。例如，黏土的细微孔隙中或基岩的闭合裂隙中，几乎充满着结合水；而沙砾和具有较大裂隙或溶穴的岩层中，自由水所占比例很大，结合水的数量微不足道。因此，空隙大小和数量不同的岩土，容纳、保持、释出及透过水的能力有所不同。

1）容水度（specific water capacity）

岩土空隙完全被水充满时所能容纳的最大水体积与岩土体积之比，以小数或百分数表示。显然，容水度在数值上与孔隙度（或空隙率）基本相等。但是，对于具有膨胀性的黏土来说，充水后体积扩大，容水度可以大于孔隙度。

2）持水度（water-holding capacity）

饱水岩土在重力作用下释水时，一部分水从空隙中流出，另一部分水仍保持在空隙中。饱水岩土在重力作用下释水后，岩土中保持的水的体积与岩土体积之比，称为持水度。其中滞留在岩石空隙中不能自由释出的水包括结合水和毛细水。

3）给水度（specific yield）

饱水岩土在重力作用下排出的水的体积与岩土体积之比，称为给水度。给水度在数值上等于容水度减去持水度。岩土给水度的大小与空隙大小及空隙多少密切相关，其中空隙大小对给水度的影响更为显著。例如，粗粒松散岩石及其具有比较宽大裂隙与溶穴的坚硬岩石，重力释水时，滞留在岩石空隙中的结合水和毛细水很少，给水度在数值上接近于容水度；颗粒细小的黏性土，给水度往往只有百分之几。

4）岩土的透水性（permeability）

岩土的透水性是指岩土允许重力水透过的能力，通常用渗透系数（coefficient of permeability）表示。重力水在岩土空隙中流动时，由于结合水对重力水以及重力水质点之间存在着摩擦阻力，最靠近空隙边缘的重力水流速趋近于零，向中心流速逐渐变大，至中心部分流速最大。因此，空隙越小，重力水所能达到的最大流速便越小，透水性也越差。空隙的大小和多少决定着岩石透水性的好坏，且空隙大小经常起主要作用。例如，沙性土的孔隙度小于黏性土，但前者的渗透系数大于后者。