資源描述：
《巖溶工程地質(zhì)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第五章巖溶工程地質(zhì)研究概述碳酸鹽巖的溶蝕機理影響巖溶發(fā)育的因素巖溶區(qū)水庫滲漏問題巖溶地基穩(wěn)定性問題提要第一節(jié)概述巖溶：水（包括地表水和地下水）對可溶性巖石進行的以化學溶蝕作用為主的改造和破壞地質(zhì)作用以及由此產(chǎn)生的地貌及水文地質(zhì)現(xiàn)象的總稱。巖溶作用：以化學溶蝕為主，同時還包括機械破碎、沉積、坍塌、搬運等作用，是一個化學－物理相結(jié)合的綜合作用?？扇苄詭r石包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。巖溶現(xiàn)象：1、形成獨特的地貌大的地貌形態(tài)及蝕變：峰叢（溶蝕）；峰林（溶盆）；溶蝕平原地表形態(tài)正形態(tài)：石林、石筍、峰林、孤峰。負形態(tài)：溶溝、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。地下形態(tài)：溶洞
2、、溶隙、暗河。2、形成獨特的水文地質(zhì)現(xiàn)象：水文地質(zhì)條件復雜化；透水性增大，流態(tài)動態(tài)及不均勻性增大等。孤峰峰林峰叢喀斯特平原溶隙溶蝕溝谷溶洞地下暗河天坑天坑二、我國巖溶分布特征世界大陸75%為沉積巖，15%為碳酸鹽巖，約4000萬Km2為可溶巖。我國碳酸鹽分布面積334萬Km2，約占國土面積的36%。川、黔、桂、湘、鄂等是我國主要的巖溶區(qū)。我國地跨熱帶、亞熱帶和溫帶不同氣候區(qū)，形成不同氣候區(qū)獨特的巖溶類型及特征。三、巖溶工程地質(zhì)研究的意義巖溶區(qū)水庫滲漏問題；巖溶區(qū)修建隧道、地下洞庫和開采礦產(chǎn)等突水問題；巖溶地基塌陷問題。據(jù)廣西39個巖溶山地縣統(tǒng)計，在已建的260座大水庫中，有明
3、顯滲漏的（設計效益與實際效益相比低于80％者）有92座。1.水利水電工程：2.道路工程路基、站場、橋梁地基穩(wěn)定性、地基塌陷我國東部巖溶區(qū)，鐵路4010公里，巖溶塌陷376處，近十年間中斷車1860小時，顛覆列車3次。3.地下工程4.工民建地基穩(wěn)定性、塌陷問題自1977年至今，武漢地區(qū)先后發(fā)生6次巖溶地面塌陷：1977年，漢陽中南軋鋼常堆料場塌陷；1988年，武昌陸家街塌陷和阮家巷塌陷；1999年，毛坦村小學塌陷；2000年2月，武昌司法學校塌陷；2000年4月，青菱鄉(xiāng)烽火村塌陷1988年5月10日，武昌陸家街地面塌陷，圓形塌坑，直徑22M，深10余米，十間民房、大樹、電線桿等
4、塌入坑中，引起附近工廠、學校、住宅墻體、地坪變形、開裂。2000年4月6日下午4時－8時，洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)烽火村地面塌陷。陷坑18個，最大陷坑長63米、深6－7米；最小陷坑1－2長，深小于2米。陷坑帶呈近東西向分布，散分在東西300米、南北250米的范圍內(nèi)。有2棟民房完全倒塌，有16棟民房出現(xiàn)不同程度的開裂、破損。該村196戶、990余名村民無一人傷亡。正在進行路基施工的桂林至梧州市高速公路與桂林市外環(huán)高速路段相接處，近期發(fā)現(xiàn)大量巖溶塌陷。這一罕見的巖溶地面塌陷群發(fā)生在位于臨桂縣會仙鎮(zhèn)馬面村以南約2公里處正在施工的路基。至少有85個塌陷溶洞，分布在2公里長新辟的路基上，直徑最小為
5、1米，大至10多米，最淺的為1米，最深的3米多。幾乎所有的塌陷洞內(nèi)都涌積清澈的地下水，水位埋深1～3米，可測水深達3米多，不少塌陷洞內(nèi)可見基巖出露。洞內(nèi)的水位抽幾天都不見下降。經(jīng)壓路機碾壓過的泥土路基，陷坑分布密度驚人，僅在1處約100多米長的路段，就發(fā)現(xiàn)有32個。在今年4月修路基時就陸續(xù)發(fā)現(xiàn)塌陷，修涵洞時就遇到過2個溶洞，投了100多立方石頭才填滿?，F(xiàn)在看到的塌陷大部分都經(jīng)挖掘機車清理，準備填充石料。據(jù)了解隨著工程施工鋪開，近日又新出現(xiàn)了10多個塌陷。第二節(jié)碳酸鹽巖的溶蝕機理參與巖溶過程的營力及巖溶過程很復雜。主要營力是水,水的侵蝕、溶蝕作用是經(jīng)常性、緩慢的長期作用過程。主
6、要作用有溶蝕、侵蝕、重力坍塌、堆積、沉陷等。如地表水—侵蝕、剝蝕、堆積；地下水—溶蝕、機械潛蝕、堆積、沉陷；重力、氣壓—坍塌、沖爆、吸蝕。一、溶蝕過程碳酸鹽為難溶鹽，溶解度很低，如250C時，溶解度為14.2mg/L，由于水的化學成分復雜，且隨環(huán)境條件而變化，使得碳酸鹽巖石處于長期、多變、多種溶蝕效應。涉及三相體系：固、水、氣。主要九個離子平衡體系：CO2，H2CO3，HCO3—，CO32—，Ca2+，CaHCO3+，CaCO3，H+，OH-溶蝕過程如下：上述反應也可表示為離子平衡式：化簡為：上述表明：CaCO3在水中溶解的實質(zhì)是CO32—與H+結(jié)合生成HCO3—，因此H+的
7、濃度是溶解的關(guān)鍵。天然水中，H+濃度很低，故CaCO3在天然純水中溶解很少，形成巖溶主要是因為水中含有過量的CO2，與水結(jié)合電離H+，促使CaCO3溶解。任何能在水中產(chǎn)生H+的物質(zhì)均可能使CaCO3溶解。H+含量多少用PH表示，當PH小于6.36時，具強烈侵蝕性；PH=10以上時，不具侵蝕性。二、混合溶蝕效應不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕能力有所增強的效應。1.兩種不同飽和溶液的混合溶蝕效應指兩種或兩種以上不同飽和度水溶液，在碳酸鹽巖體內(nèi)相遇，混合后的溶液較原來的溶液溶解性增強。水的溶蝕能力取決于
