工程地质应用 岩溶及土洞、不良地质的认识 岩溶.pptx

不良地质作用之岩溶 主讲 ：骆宪龙岩溶 岩溶的定义岩溶的形成条件岩溶的影响因素岩溶地貌岩溶的工程地质问题 岩溶的定义岩溶：岩溶作用及所产生的一切岩溶现象的总称 岩溶作用：地表水和地下水对地表及地下可溶性岩石进行的以化学溶解作用为主，机械侵蚀作用为辅的溶蚀作用、侵蚀-溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用总称。 岩溶现象：岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征。岩溶地貌、岩溶堆积物岩溶的定义岩溶的形成条件岩石必须具有可溶性和透水性；水必须具有溶蚀性及流动性。 ①岩石的可溶性。岩性成分:易溶的卤素盐类及中等溶解度的硫酸盐类分布面积有限；难溶的碳酸盐岩类分布广，是岩溶研究的重点，当CaO／MgO比值增加时，溶解度也增加。岩石结构：粗晶及中晶结构的岩石，孔隙度大，易溶解，细晶结构的岩石，孔隙度小，不易溶解。岩溶的形成条件②岩石的透水性：主要决定于岩石孔隙度及裂隙度。大裂隙度，特别是大构造裂隙是水流透入可溶岩的主要通道。因此褶皱断裂构造发育的厚层石灰岩地区岩溶发育。 岩溶的形成条件 ③水的溶蚀性：水的溶蚀性决定于水溶液成分。含有碳酸的水存在大量游离C02，溶蚀能力通过CO2的侵蚀性强烈进行。 ④水的流动性（打破反应平衡、机械侵蚀）： 静止的水溶解能力有限，水在流动中变饱和溶液为不饱和溶液，使由于饱含CaCO3丧失溶蚀能力的水溶液重新获得溶蚀能力。岩溶发育的影响因素岩溶发育的影响因素有很多因素影响岩溶发育，如地层(地层的组合、厚度)、构造(地层产状、大地构造、地质构造等)、地理因素（气候、覆盖层、植被及地形）等。我国南方岩溶比北方发育，说明气候因素起着很大作用。降水量大，气温高，溶蚀量越大，岩溶愈发育；植被茂密的土壤中由生物化学作用产生的CO2及有机酸增加，也增强水的溶蚀能力。 岩溶发育的影响因素(1)气候影响 （温度、雨量和植被） 气候条件直接决定着一个地区地表水和地下水的补给量，而地表水、地下水流量和运动情况则关系着岩溶的发育发展速度；另外，雨量丰沛的地区植被发育，而植被多，则相应会产生较多的有机酸，这有利于侵蚀。总之，在气候湿润、多雨的地区，岩溶易发育，反之，则岩溶不易发育。岩溶发育的影响因素(2)地层的组合、厚度及产状的影响①地层组合的影响（控制可溶岩的范围而控制岩溶）由比较单一的各类碳酸盐岩层所组成的均匀状地层，岩溶成片分布，且发育良好；由碳酸盐岩层与非碳酸盐岩层相间组成的互层状地层，岩溶成带状分布；以非碳酸盐类为主，夹有碳酸盐类岩层的层状地层，岩溶只是零星分布。岩溶发育的影响因素(2)地层的组合、厚度及产状的影响②厚度的影响（控制纯度和结晶程度）岩溶发育的影响因素(2)地层的组合、厚度及产状的影响③产状的影响（控制可溶岩和地下水而控制发育程度和岩溶发育的影响因素（3）构造因素决定地下水循环运动特征，对岩溶的发育影响大。地质构造对岩溶发育影响的本质是地质构造对可溶岩导水性的影响。岩溶发育的影响因素（4）地下水垂直分带性的影响地下水运动的垂直分带性决定了岩溶发育的垂直分带性。岩溶地貌岩溶作用在地表和地下形成了一系列溶蚀现象，如：溶沟、溶槽、石芽、峰林，岩溶漏斗、落水洞、溶蚀洼地、干谷，溶洞和暗河等岩溶地貌岩溶的工程地质问题 岩溶地区选线，完全绕避不可能，宜按认真勘测、综合分析、全面比较、避重就轻的原则，从以下几个角度考虑选线方案：①在可溶性岩石分布区，路线应选择在难溶岩石分布区通过。②路线方向不宜与构造线方向平行，而应与之斜交或垂直通过，因为暗河多平行于构造线发育。岩溶的工程地质问题 ③路线应尽量避开河流附近或较大断层破碎带，不可能时，亦宜垂直或斜交通过，以免由于岩溶发育或岩溶水丰富而威胁路基的稳定。④路线尽可能避开可溶岩与非可溶岩的接触带，这些地带往往岩溶发育强烈，甚至岩溶泉成群出露。岩溶的工程地质问题 ⑤应尽量在土层覆盖较厚的地段通过，因为覆盖层能起到防止岩溶继续发展、增加溶洞顶板厚度和使上部荷载扩散的作用，但应注意覆盖土层内有无土洞的存在。⑥桥位宜选在难溶岩层分布区或无深、大、密溶洞地段。⑦隧道位置应避开漏斗、落水洞和大溶洞，并避免与暗河平行。岩溶的工程地质问题 处理岩溶的经验可大体概括为疏导、跨越、加固，堵塞与钻孔充气，恢复水位等。岩溶水宜疏不宜堵，一般可以用明沟，泄水洞等加以疏导。流量较大的溶洞或暗河易以桥涵等建筑物跨越。为防止溶洞塌陷和处理由于岩溶水引起的病害，常采用加固的方法。岩溶的工程地质问题 对基本停止发展的干涸溶洞，一般以堵塞为宜。钻孔充气是为克服真空吸蚀作用引起地面塌陷的一种措施，通过钻孔，消减封闭条件下所形成的真空腔的作用。恢复水位是从根本上消除因地下水位降低造成地面塌陷的一种措施。 岩溶的工程地质问题案例 ①岩溶洞穴处理(米汤山：04年)跨越 以桥梁等建筑物跨越较大的溶洞或暗河。加固 为防止溶洞塌陷和