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第八章岩溶工程地质研究讲述
孤峰 (7)岩溶丘陵 不具峰林形态,相对高度常在100米~150米左右,坡度一般小于45o,起伏不大,它与溶蚀洼地组合成亚热带岩溶区主要类型。 (8)岩溶高原 主要包括红壤土、钙华和山麓堆积。红壤土是湿热条件下碳酸盐岩风化后残余的土壤,主要分布于我国热带及亚热带南方的广西、广东、云南、贵州、湖南、湖北和江西等地,以及国外的东南亚、中美洲、地中海等地的岩溶区。 (9)地表堆积物高原 指四周被深谷陡崖所包围,海拔在500米以上,顶面为波状起伏的峰林或岩溶丘陵的高原。 地下岩溶地貌 (1)溶孔和溶洞 溶孔是指可溶岩矿物颗粒间的原生孔隙、解理等被水溶蚀后,形成的小孔;溶洞是被地下水沿着可溶性的层面、节理或裂隙、落水洞和竖井不断溶蚀,间有潜蚀和机械塌陷作用而造成的近于水平方向延伸的洞穴。 (a)管道状;(b)阶梯状;(c)袋状;(d)多层洞穴;(e)水平盲洞;(f)地下长廊;(g)地下厅;(h)通天洞;(i)通山洞 溶洞形态类型剖面图 (2)落水洞和竖井 岩溶地区常发育于地下水面附近,是近于水平的洞穴系统,常年有水向邻近的地表河排泄,称为地下河 (3)地下河 (4)地下湖 在岩溶岩体内,由于岩溶作用发育形成的具有开阔自由水面的比较平静的地下水体。 落水洞是流水沿裂隙进行溶蚀,随着裂隙的扩大,流入大量的地表水,当流速较大时,水中挟带的岩屑,对管壁进行强烈的机械磨蚀作用,使地下通道不断扩大,直至顶板发生塌陷,形成落水洞。 2. 岩溶地貌组合 地表岩溶地貌组合 (1)峰丛-洼地(漏斗)、峰林-洼地、孤峰残丘与岩溶平原组合 峰丛漏斗、峰丛洼地向孤峰、残丘平原过渡示意图 (2)溶丘洼地 地表—地下岩溶地貌组合 (1)溶洞与地下廊道组合 (3)干谷与暗河组合 (2)落水洞、竖井、地下廊道组合 岩溶—非岩溶地貌组合 (1)溶洞与阶地组合 (2)分水岭地带的风口与溶洞组合 二、岩溶水的特征 空间分布的不均匀性 动态的不稳定性 补给的迅速性 排泄的集中性 运动的复杂性 水质的不稳定性 8.3 岩溶的形成条件及发育规律 1. 岩体的可溶性:岩石的可溶性主要取决于岩石的成分、结构及其成层组合关系。 2. 岩石的透水性:透水性强的岩石有利于岩溶作用的进行。 3. 水的溶蚀力:岩溶水的溶蚀力是岩溶发育的必要条件,在岩溶发育初期和早期起主要作用。 4. 水的流动性:水的流动性指水在可溶岩层中的运动和循环交替的程度。 一、基本条件 岩溶发育的带状性 岩溶发育的成层性 岩溶发育的不均匀性 二、发育规律 垂直岩溶发育带 水平岩溶发育带 垂直和水平岩溶发育带 深部循环带 岩溶的垂直发育带图 按气候带划分 三、岩溶的类型 按出露条件划分 按可溶岩的种类划分 裸露型岩溶、覆盖型岩溶和埋藏型岩溶。 可以分为石灰岩岩溶、白云岩岩溶、石膏岩溶、盐岩岩溶。 不同的气候带岩溶具有的形态不同,因此,岩溶发育具有一定的地带性。 8.4 影响岩溶发育的因素 气候条件:气候湿热的南方地区,岩溶远较干燥寒冷的北方发育。 地层的组合、厚度及产状的影响:取决于碳酸岩层及非碳酸岩层的分布。 构造的影响:断裂与褶皱有利于岩溶的发育,尤其是断裂构造发育的地区,沿断裂破碎带岩溶发育较为强烈。 水文与地形条件的影响:地下水的排泄条件。 8.5 岩溶与工程建设 一、岩溶水库渗漏问题 二、岩溶区坝基稳定问题 三、岩溶地基稳定问题 一、岩溶水库渗漏问题 1. 岩溶区水库渗漏的类型 按渗漏的部位划分 邻谷渗漏 库首渗漏 绕坝渗漏 坝区渗漏 库底渗漏 按渗漏的部位划分 溶道型渗漏 溶隙型渗漏 断裂带渗漏 2.岩溶防渗的处理措施 堵 围 铺 灌 二、岩溶区坝基稳定问题 1. 岩溶区坝基失稳的主要类型 (1)由于坝基直接位于岩溶洞穴或溶蚀层(带)上方,洞穴顶板岩层破碎单薄,填充物不能满足建筑物的荷载要求,导致坝的局部发生坍塌、沉陷或断裂破坏。 (2)由于岩溶水的渗流、管涌、冲刷作用或由于地下水位波动而产生的真空吸蚀负压作用,导致发生地基塌陷或滑动破坏。 (3)由于坝基岩体中岩溶洞隙集中发育,岩体整体强度降低,导致建筑物发生不均匀沉降和滑动破坏。 (4)此外,由于各种岩溶洞穴、溶蚀结构面或其他软弱结构面相互组合,对坝基(肩)压缩变形及抗滑稳定产生影响。 2.坝基工程处理措施 改善坝体结构 提高岩体抗压强度 提高地基的抗剪强度 增强坝基岩体的抗渗透能力 三、岩溶地基稳定性问题 在岩溶地基上进行工程建设,会产生地基塌陷破坏、地基失稳等岩溶地质稳定性问题。其主要破坏形式包括:地基塌陷、地基承载力不足或不均匀塌陷及地基滑动。 塌陷是岩溶区主要的地质灾害之一 岩溶地面塌陷 岩溶地面塌陷 1. 塌陷的控制因素 塌陷与抽水强度成正比 土层厚度: 覆盖土层愈厚,成岩程度愈高,不易产生塌陷。 土层性质:黏性土不利于
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