第七章--岩溶_教程.pptVIP

第七章岩溶;第九章岩溶工程地质研究;;常见的岩溶形态;岩溶形态：;二、岩溶地貌特征;

Fig.Thefeaturesofakarstsystem.

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ThePuertoPrincesaUndergroundRiver,Philippines.

;;二、岩溶的类型

按埋藏条件分类

裸露型岩溶：岩石基本都出露地表。各种地表和地下岩溶形态均较发育，地下水变化幅度大，岩溶形成的地下空洞也大，对工程危害极大。

2.覆盖性岩溶：可溶性岩石表面绝大部分为第四纪沉积物覆盖，当覆盖层较薄时，石芽等常出露地表；当覆盖层较厚时，由于下伏基岩中发育有各种岩溶空洞，地表的覆盖层中叶常发育有各种空洞、漏斗、洼地等，也是对工程危害较大的岩溶类型；

3.埋藏型岩溶：可溶岩大面积埋藏于不溶性基岩之下，岩溶发育在深处，岩溶形态以溶孔、溶隙为主，有时也有规模较大的溶洞存在。一般对地面工程危害不大，但对采矿工程却有较大危害。;;二、岩溶危害

岩溶的产生和发育破坏了岩体原有的完整性，降低了岩体本身的强度，增大了岩体透水性及含水性，往往会对工程建设及建设工程的使用造成许多不利影响甚至重大灾害。

;;;;§2碳酸盐岩的溶蚀机理;当水中的CO2含量增加时，CaCO3成为呈离子状态的可溶物质（Ca2+、HCO3-)随水流失；当水中的CO2含量减少时，则反应向相反方向进行，此时反应的结果是CaCO3发生沉淀作用。在自然界由于水是流动的，空气中的CO2又不断扩散，溶解的CaCO3远远超过重新沉淀的CaCO3，结果导致岩溶作用不断发展，促进岩溶地貌的形成。

CO2的来源：

（1）大气

（2）土壤中生化作用、变质作用

（3）火山活动及岩层中某些化学作用产生的CO2

;二、混合溶蚀效应;三、其他离子的作用;§3岩溶发育的条件及其影响因素;3.水的溶蚀性：是岩溶发育的必要条件。这种水在可溶性岩体流动，使两者不断地相互接触和相互作用，水的溶蚀能力主要决定于水中侵蚀性CO2的含量，其含量越高则溶解能力越强。

4.水的流动性：即具良好的循环交替（补给、径流、排泄）条件，水必须不断地循环更替，使之经常保持溶蚀力。水的流动性决定了岩溶水的渗流途径、交替程度和水动力学特征，影响岩??发育的强烈程度和岩溶形态类型。

;;应用条件：⒈标准试样为方解石或轻微大理石的亮晶灰岩；

?????⒉所有试样的块度或粉碎程度相同；

?????⒊循环水为高浓度CO２蒸馏水；

?????⒋求Kv作用时间一样。;1979年张寿越等测试，Kv由大到小顺序为：

?????灰岩－云灰岩－泥灰岩－方解石－大理岩－泥质灰岩－灰云岩－泥质灰云岩－白云岩－泥质白云岩

?????目前研究成果共同认识是：

?????⒈方解石含量比白云岩多的碳酸盐岩，其岩溶发育强烈；

?????⒉酸不溶物含量愈大，系数Kv愈小；

?????⒊含石膏、黃铁矿等的碳酸盐岩系数Kv增大，对岩溶有利，含有机物，沥青等杂质的碳酸盐岩系数Kv降低，不利于岩溶发育。

2.岩石结构与岩溶发育的关系：泥晶碳酸岩Kv较高，亮晶及重结晶碳酸岩Kv较低。

;二、气候的影响：;三、地形地貌的影响：;四、地质构造的影响：;2.褶皱的影响：

（1）褶皱的不同部位，裂隙发育不均匀，岩溶强度不同。

核部比翼部发育。背斜核部承受拉应力，垂直张节理发育，地下水沿此下渗，然后向两翼运动。岩溶多以漏斗、落水洞、竖井等垂直洞穴为主；向斜核部为地下水汇水地带，并沿轴向流通或向河流排泄，故向斜轴部岩溶以水平溶洞或暗河为主。在翼部，岩层倾斜，是地下水的径流通道，岩溶也发育。但褶曲节理裂隙由核部向翼部逐渐减弱，故岩溶发育也逐渐减弱。

（2）大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范围及径流条件，影响着岩溶的发育。

;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