巖溶工程地質(zhì)研究(基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)

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1、基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)工程動力地質(zhì)作用上篇基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)緒論第一章活斷層工程地質(zhì)研究第二章地震工程地質(zhì)研究第三章斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究第四章巖溶工程地質(zhì)研究第五章泥石流工程地質(zhì)研究基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第1節(jié)概述第2節(jié)碳酸鹽巖溶蝕作用機(jī)理第3節(jié)巖溶發(fā)育影響因素第4節(jié)巖溶地表塌陷研究第5節(jié)巖溶地基穩(wěn)定性問題基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第1節(jié)概述問題巖溶特殊性研究思路？關(guān)鍵何在？基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第1節(jié)概述引入—巖溶問題可以說是各類工程動力地質(zhì)問題中最復(fù)雜、最難的。巖溶廣泛分布，問題無法

2、回避。問題的特殊性--巖溶空間分布不均，地下巖溶發(fā)育，影響因素多變，對于工程而言是個隱函數(shù)。主要工程地質(zhì)問題：房屋建筑----巖溶地表塌陷地下工程----巖溶突涌水水利工程----巖溶滲漏解決思路：第一步，據(jù)巖溶形成條件、影響因素找規(guī)律；第二步，分析巖溶與工程的相互關(guān)系；第三步，針對問題特殊性，得出解決方案。關(guān)鍵：預(yù)測準(zhǔn)確→→對策切實(shí)可行?；A(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第1節(jié)概述巖溶作用—定義、特征形成條件--三個基本條件影響因素—五個影響因素穩(wěn)定性問題—四種破壞類型巖溶塌陷—形成條件、分布規(guī)律穩(wěn)定性評價—定性

3、、定量研究內(nèi)容基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第1節(jié)概述巖溶—巖溶作用及其產(chǎn)生的地貌現(xiàn)象和水文地質(zhì)現(xiàn)象，又稱喀斯特。巖溶作用—地下水和地表水對可溶性巖石的破壞和改造作用。巖溶發(fā)育區(qū)特征：形成各種巖溶地貌；沖溝少、地表水系不發(fā)育；巖體透水性增大；地下水空間分布不均、變化大、流態(tài)復(fù)雜；地表水、地下水分水嶺不一致。巖溶分布：碳酸鹽巖占國土總面積的1/5，地表約1/7，其中：貴州：51%；廣西：33%；湖南、湖北、云南：20%強(qiáng)?；A(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第1節(jié)概述巖溶形成基本條件：具有可溶性的巖石；具有溶蝕能

4、力的水；具有良好的水循環(huán)交替條件。水循環(huán)交替條件是其中最活躍的因素。基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第2節(jié)碳酸鹽巖溶蝕作用機(jī)理巖溶作用機(jī)理復(fù)雜，包括：地表、地下水溶蝕；地表水侵蝕；地下水機(jī)械潛蝕、沖蝕；地下洞穴高壓水氣沖爆。其中以溶蝕作用為主、為始端?；A(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第2節(jié)碳酸鹽巖溶蝕作用機(jī)理一、碳酸鹽巖溶蝕過程：①CaCO3水解?Ca2++CO32-②CO2溶于水，即：H2O+CO2?H2CO3?H++HCO3-③前兩步結(jié)合：CO32-+H+?HCO3-由于CO32-減少，反應(yīng)朝正方向發(fā)展，

5、即：④CaCO3+H2O+CO2?Ca2++2HCO3-基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第2節(jié)碳酸鹽巖溶蝕作用機(jī)理二、系統(tǒng)中二氧化碳來源：問題：CaCO3為難溶鹽，巖溶為何強(qiáng)烈發(fā)育？混合溶液、無機(jī)酸成分、侵蝕性CO2的存在。大氣中CO2含量較低，土壤中CO2含量較高，因土壤中微生物化學(xué)作用很強(qiáng)，有機(jī)物分解各種有機(jī)酸并產(chǎn)生大量CO2，降雨、地表水經(jīng)土壤進(jìn)入巖體，將大氣和土壤中的CO2帶入。侵蝕性二氧化碳：系統(tǒng)（Ca2+、CO32-、HCO3-、CO2、H2CO3）平衡，化學(xué)反應(yīng)不朝某方向進(jìn)行，CO2加入將打破平衡，

6、使CaCO3再溶解。超出系統(tǒng)平衡所需的那部分CO2稱之?；A(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第2節(jié)碳酸鹽巖溶蝕作用機(jī)理三、混合溶蝕效應(yīng)及其他：1、混合溶蝕效應(yīng)：不同化學(xué)成分（不同溫度）的溶液（兩種以上飽和或非飽和溶液）混合，對CaCO3的溶蝕性有所增強(qiáng)。有利于混合溶蝕作用的部位：垂直與水平徑流交匯處；各成分水匯合處（強(qiáng)徑流帶、裂隙交匯帶）；地下水排泄區(qū)；地下水與地表水混合處（河岸帶）。基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第2節(jié)碳酸鹽巖溶蝕作用機(jī)理2、離子效應(yīng)：酸效應(yīng)-混合溶液中含各種有機(jī)酸，即H+加入促進(jìn)CaCO3溶

7、蝕量增加；鹽效應(yīng)-加入不同化學(xué)成分的溶液，其中強(qiáng)電解質(zhì)溶液與Ca2+和CO32-結(jié)合，使溶蝕增加；同離子效應(yīng)-當(dāng)與CaCO3成份相同的離子加入時，起到抑制溶蝕的作用，溶液中Ca2+和CO32-增加，導(dǎo)致析出CaCO3?；A(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第3節(jié)巖溶發(fā)育影響因素地層巖性--化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)氣候條件--降水量、氣溫地形地貌--高差、侵蝕基準(zhǔn)面地質(zhì)結(jié)構(gòu)--巖性組合、地質(zhì)構(gòu)造新構(gòu)造運(yùn)動--升、降、平基礎(chǔ)工程地質(zhì)學(xué)第四章巖溶工程地質(zhì)研究第3節(jié)巖溶發(fā)育影響因素一、巖性—主控基本條件①1、巖石化學(xué)成分—灰?guī)r越純，巖溶

8、越發(fā)育。比溶蝕度Kv表溶蝕強(qiáng)度、比溶解度Kcv表溶蝕速度。比溶蝕度Kv＝試樣溶蝕量／標(biāo)準(zhǔn)試樣溶蝕量比溶解度Kcv＝試樣溶解速度／標(biāo)準(zhǔn)試樣溶解速度按比溶蝕度Kv和比溶解度Kcv排序：灰?guī)r-云灰?guī)r-泥灰?guī)r-方解石-大理石-泥質(zhì)灰-灰云-泥質(zhì)灰云-白云-泥質(zhì)白云規(guī)律：①方解石含量高于白云石，巖溶發(fā)育；②酸不溶物含量高，巖溶不發(fā)育；③含黃鐵礦、石膏成分