第七章 岩溶.ppt

?当H Hk时，说明地基天然土层较厚，在建筑荷载和土洞共同作用下,地基是稳定的 ?当H Hk时，地基是不稳定的，是建筑荷载和土洞共同作用的结果 ?当H h时，仅土洞的发展就可导致地表塌陷 设土洞发育在开敞型岩溶洞穴顶部,岩洞洞壁稳定,洞口宽为2b，据M.M普罗托加理论,可得土洞坍塌至天然平衡时的拱高h,(即土洞高度h)为: ???? h=b/f ????? 无粘性土时:?? f=tgφ ????? 有粘土性时:f=(σvtgφ+c)/ σv =tgφ+c/ σv ????? b为洞顶宽度之半；? f为土的坚固性系数?； φ为土内摩擦角；c为土的内聚力；σv? 为压应力。 2..裸露型岩溶区： 裸露的碳酸盐岩中有埋深不大的隐伏洞穴(如溶洞时)地基稳定性的评价实际上是评价溶洞顶板的稳定性问题。它与岩性及岩体的结构、溶洞形态、大小、洞内充填情况以及顶板厚度、水文地质条件及建筑荷载的特点有关。 溶洞顶板稳定性问题： 岩性、岩体结构面的分布、组合关系、连通性能、顶板厚度、溶洞形态、大小、充填情况、水文地质条件等。 介绍溶穴顶板坍塌堵塞法: ????? 在洞内无地下水时,溶洞顶板坍塌时,因坍塌体松胀其体积增大,当坍塌到一定程度时,溶洞将被完全堵塞,顶板不再坍塌陷,假设岩洞及其顶部可能坍塌的岩体均为柱体,则洞顶以上坍塌高为h. ?四、岩溶地基处理措施 ??? 1.?? 控填 ?????2.???跨盖????? 3. 灌注 ?????4.???排导 ? * 3.岩层组合的影响： （1）厚而纯的碳酸盐岩 岩溶形态在垂直剖面上可分为四个带： Ⅰ.包气带垂直渗入带：位于最高潜水面以上，地下水间歇流动，水沿裂隙或孔隙垂直下渗，局部受阻时才产生水平运动。多发育垂直岩溶形态，岩溶形态以溶沟、石芽、落水洞、漏斗和圆形洼地为主。此带厚度在山地和峡谷可达数百米，在平原地区仅十几米。 Ⅱ.地下水季节变动带：位于地下水最高水位与最低水位的变动空间，地下水垂直和水平运动周期性交替，故两方向岩溶均发育。洞穴既有垂直的，也有水平的，因水流富含CO2，岩溶发育较强烈，此带厚度随岩体的岩溶化程度而不同。在强岩溶化岩体里，此带厚度较小；而在弱岩溶化岩体里，其厚度可在百米以上，可见到落水洞泉和间歇泉。 Ⅲ.饱水带或水平径流带：位于地下水最低水位以下受河流排泄作用范围内，包括河谷两侧地下水水平流动亚带和河谷底部地下水向上流动的减压带，可形成规模大、连续性好的水平岩溶。 Ⅳ.深循环带：此带水流循环速度很缓慢，一般说来，岩溶发育缓慢、微弱，即岩溶不很发育，以溶隙和溶孔为主，只有经过较长时期后才能发育规模较大的深部溶洞。 （2）碳酸盐岩夹非可溶性岩层 （3）非可溶性岩层与碳酸盐岩互层：在同一时期，岩溶呈多层发育 （4）非可溶性岩层夹碳酸盐岩：岩溶发育极弱 五、地壳运动的影响： 地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。 新构造运动的基本形式有三种： 1.地壳上升期：侵蚀基准面相对下降，地下水位逐渐下降，侧向岩溶不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主。 2.平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充分进行，地下水以水平运动为主，岩溶也主要发育水平的岩溶、暗河等。侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。 3.地壳下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用受到抑制或停止。 从更长的地质历史时期来看： （1）间歇性上升：上升 稳定 再上升 再稳定 形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相对应。 （2）振荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行 以垂直形态的岩溶为主，水平溶洞规模不大，而且成层性不明显。 （3）间歇性下降：下降 稳定 再下降 再稳定 岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物充填。 从层状洞穴的分布情况及充填物的性质，可查明岩溶发育特点及形成的相对年代 §4岩溶发育的基本规律 岩溶形态的垂直分带性 1）岩溶垂直发育带 2）岩溶水平和垂直交替发育带 3）岩溶水平发育带 4）深部溶孔溶隙发育带 2. 岩溶发育的不均匀性 是指岩溶发育的速度、程度及其空间分布的不一致性。岩溶发育受到岩性、地质构造和岩溶水的循环交替条件的控制，而这些因素在空间上的分布是不均一的，这就造成岩溶在空间上发育部位、发育程度、发育深度的差异性。 3. 岩溶发育的阶段性与多代性 岩溶要经历幼年期、壮年期和老年期，完成一个岩溶旋回。在幼年期，岩溶形态以地表形态为主，石芽、溶沟发育，漏斗和落水洞少量出现；在早壮年期，岩溶主要向地下发展，漏斗、落水洞、干谷、溶蚀洼地广泛发育，大部分地表水转为地下水；晚壮年期，地