不良地质作用和地质灾害的勘察岩溶与土洞.PDF

第八章第八章 不良地质作用和地质灾害的勘察不良地质作用和地质灾害的勘察 第八章第八章 不良地质作用和地质灾害的勘察不良地质作用和地质灾害的勘察 本章重点本章重点：本章介绍了： 不良地质作用和地质灾害的基本知识，包括 本章重点本章重点：： 岩溶与土洞、崩塌和滑坡、泥石流、场地和地基的地震效应。重点为不 良地质作用和地质灾害的勘察要求。 学习要求学习要求：通过学习： ，要明确不良地质作用和地质灾害的形成条件、 学习要求学习要求：： 类型和特点,掌握勘察要点及方法，并结合实际预测其危害并提出预防 和处理的措施，保证工程建筑和生命财产的安全。 第一节第一节 岩溶与土洞岩溶与土洞 第一节第一节 岩溶与土洞岩溶与土洞 一、一、概述概述 一一、、概述概述 岩溶又称喀斯特 （Karst ），指地表中可溶性岩石 （主要是石灰岩）受水 的溶解而发生溶蚀、沉淀、崩塌、陷落、堆积等现象形成各种特殊的地貌， 如石芽、石林、溶洞等，这些现象就总称为岩溶地貌。喀斯特是南斯拉夫西 北部一个石灰岩高原的地名，19 世纪末，南斯拉夫学者司威杰(J.Cvijic)首先 对该地区进行研究，并借用喀斯特一词作为石灰岩地区一系列作用过程的现 象的总称，到 1966 年我国第二次喀斯特学术会建议将“喀斯特”一词改为“岩 溶” 。所以，喀斯特地貌亦称岩溶地貌。 岩溶地形的地面往往是石骨嶙峋、奇峰林立，地表崎岖不平，地下洞穴 交错，地下河发达，有特殊的水文网。我国石灰岩分布面积约有 130 万平方 公里，广西、贵州等省都有典型的岩溶地貌。我国的岩溶无论是分布地域还 是气候带，以及形成时代上都有相当大的跨度，使得不同地区岩溶发育各具 特征。但无论是何种类型岩溶，其共同点是：由于岩溶作用形成了地下架空 结构，破坏了岩体完整性，降低了岩体强度，增加了岩石渗透性，也使得地 表面强烈地参差不齐，以及碳酸盐岩极不规则的基岩面上发育各具特征的地 表风化产物～红粘土，这种由岩溶作用所形成的复杂地基常常会由于下伏溶 洞顶板坍塌、土洞发育大规模地面塌陷、岩溶地下水的突袭、不均匀地基沉 降等，对工程建设产生重要影响。在岩溶地貌地区，地表水系比较缺乏，影 响农业生产。近年来，我国岩溶地貌的许多地方开辟为旅游胜地，如广西的 桂林山水、云南的路南石林甘肃武都的万象洞等都很有名。 土洞是岩溶地区的一种特殊的不良地质现象，是覆盖型岩溶区在特定的 水文地质条件作用下，基岩面以上的部分土体随水流迁移携失而形成的土洞 和洞内塌落堆积物，并引起地面变形破坏的作用和现象。 土洞对地面工程设施的不良影响，主要是土洞的不断发展而导致地面塌 陷，对场地和地基都造成危害。由于土洞较之岩溶洞穴来说，具有发育速度 快，分布密度大的特点，所以它往往较溶洞危害大得多。土洞及由此引起的 地面塌陷严重危害工程建设安全，是覆盖型岩溶区的一大岩土工程问题。 岩溶场地可能发生的岩土工程问题有如下几个方面： (1)地基主要受压层范围内，若有溶洞、暗河等存在，在附加荷载或振 动作用下，溶洞顶板坍塌引起地基突然陷落。 (2)地基主要受压层范围内，下部基岩面起伏较大，上部又有软弱土体 分布时，引起地基不均匀下沉。 (3)覆盖型岩溶区由于地下水活动产生的土洞，逐渐发展导致地表塌陷， 造成对场地和地基稳定的影响。 (4)在岩溶岩体中开挖地下洞室时，突然发生大量涌水及洞穴泥石流灾 害。从更广泛的意义上，还包括有其特殊性的水库诱发地震、水库渗漏、矿 坑突水、工程中遇到的溶洞稳定、旱涝灾害、石漠化等一系列工程地质和环 境地质问题。 二、二、溶蚀作用溶蚀作用 二二、、溶蚀作用溶蚀作用 （一）溶蚀作用机理 溶蚀作用是指水通过化学作用对矿物和岩石的破坏作用。化学作用主 要有溶解、水解、水合、碳酸化及氧化等。其中水对可溶岩的溶解和水解十 + - 分普遍，即使在纯水中，一部分水分子也常离解成H 离子和 OH 离子，使 水具有酸性或碱性反应，其化学活动性很强。OH-离子很容易夺取盐类矿物 + + +