岩溶工程地质研究(基础工程地质学
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上篇 基础工程地质学
工程动力地质作用
可编辑版
1
基础工程地质学
绪论
第一章 活断层工程地质研究
第二章 地震工程地质研究
第三章 斜坡变形破坏工程地质研究
第四章 岩溶工程地质研究
第五章 泥石流工程地质研究
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
酸不溶物含量高，岩溶不发育；③含黄铁 比矿溶、蚀石度膏Kv＝成试分样，溶有蚀利量于／标岩准溶试发样育溶；蚀④量含有 比机溶质解、度沥Kcv青＝，试不样利溶解于速岩度溶／发标育准。试样图溶示解→速度
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
2、岩石结构：
问题：环境、岩性相同的岩石，其岩溶发育程度有 很大差异？
➢第1节 概述
➢ 岩溶—
岩岩溶溶作发用育及区其特产征生：的地貌现象和水文地质现
形象岩成，溶各又分种称布岩喀：溶斯地特貌。；冲沟少、地表水系不发育； ➢ 岩 大岩 作地碳其体、溶 用下酸中流透作 。水盐：态水用和岩贵复性—地占州杂增表国：；大水土51地；对总%表地可面；水下溶积广、水性的西地空岩1：/下间石53，水3分的%地分布破；表水不坏湖约岭均和南1不、改/、一变7造湖，致化。
盐效应-加入不同化学成分的溶液，其中强电解质溶
液与Ca2+和CO32-结合，使溶蚀增加；
同离子效应-当与CaCO3成份相同的离子加入时，起到
抑制溶蚀的作用， 溶液中Ca2+和CO32-增加，导致析
出CaCO3 。
可编辑版
13
基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
地层岩性--化学成分、结构
关隐键函：数预。测准确→ →可编对辑版策切实可行。
5
基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
岩溶作用—定义、特征
研 形成条件--三个基本条件 究 影响因素—五个影响因素 内 稳定性问题—四种破坏类型 容 岩溶塌陷—形成条件、分布规律
稳定性评价—定性、定量
可编辑版
6
基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢ 岩石的结构制约了岩溶发育强度。
按溶蚀性指标排序：泥晶-粒屑-亮晶（灰岩类）；
泥晶-细晶-中晶-粗巨晶（白云岩类）。
➢ 原因：岩石的孔隙度高，比溶蚀度、比溶解度值高，
岩溶相应发育。
可编辑版
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
北、云南：20%强。可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述 ❖岩溶形成基本条件： ▪ 具有可溶性的岩石； ▪ 具有溶蚀能力的水； ▪ 具有良好的水循环交替条件。 ➢ 水循环交替条件是其中最活跃的因素。
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
有利于混合溶蚀作用的部位：
垂直与水平径流交汇处；
各成分水汇合处（强径流带、裂隙交汇带）；
地下水排泄区；
地下水与地表水混合处（河岸带）。
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
2、离子效应：
酸效应- 混合溶液中含各种有机酸，即H +加入促进
CaCO3溶蚀量增加；
出生系大统量平CO衡2，所降需雨的、那地表部水分经C土O壤2称进之入。岩体，将大气
和土壤中的CO2带入。
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
三、混合溶蚀效应及其他：
1、混合溶蚀效应：
不同化学成分（不同温度）的溶液（两种以上饱和或 非饱和溶液）混合，对CaCO3的溶蚀性有所增强。
H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H + + HCO3-
③ 前两步结合：CO32- + H + ↔ HCO3-
由于CO32-减少，反应朝正方向发展，即：
④ CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca2+ + 2HCO3-
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
❖二侵、蚀系性统二中二氧氧化化碳碳：来源： ➢系 HC问混大中O2统C微合题气2加O（生溶：中3入物液CCC）Oa化、将aC22平含学无O+打衡3量作、机破为较用，酸C平难低O很成化溶衡3，强分学2盐-，土，、反、，壤有侵使岩应中机蚀HC溶不C物a性CCO为O分朝CO2何O3含解某3-2强再量的、各方烈较溶存种C向发高在解有O育进，。机2。？因行、酸超土，并壤产
气候条件--降水量、气温
地形地貌--高差、侵蚀基准面
地质结构--岩性组合、地质构造
新构造运动--升、降、平
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
一❖、按岩比性溶—主蚀控度基Kv本和条比件溶①解度Kcv排序：灰岩 1❖、云规岩灰律石岩：化-学泥成灰分岩—-灰方岩解越石纯-，大岩理溶石越-发泥育质。灰-灰 ➢ 比①云溶方-蚀泥解度质石Kv灰含表云溶量蚀-高白强于云度白-、泥云比质石溶白解，云度岩K溶cv表发溶育蚀；速②度。
➢第3节 岩溶发育影响因素
➢第4节 岩溶地表塌陷研究
➢第5节 岩溶地基稳定性问题
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
问题
岩溶特殊性 研究思路？ 关键何在？
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
➢ 引入❖—主岩要溶工问程题地可质以问说题是：各类工程动力地质
解问决题思中路最：复♥杂房、屋最建难筑的-。---岩岩溶溶广地泛表分塌布陷，问 第题一无步法，回据避♥岩。地溶下形工成程条-件---、岩影溶响突因涌素水找规律；
➢ 第问二题步的，特分殊♥析性水岩--利岩溶工溶与程空工-间程---分的岩布相溶不互渗均关漏，系地；下岩
第溶三发步育，，针影对响问因题素特多殊变性，，对得于出工解程决而方言案是。个
➢ 岩溶作用机理复杂，包括：
地表、地下水溶蚀；
地表水侵蚀；
地下水机械潜蚀、冲蚀；
地下洞穴高压水气冲爆。
➢ 其中以溶蚀作用为主、为始端。
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
一、碳酸盐岩溶蚀过程：
①CaCO3 水解 ↔ Ca2+ + CO32-
② CO2 溶于水，即：
工程动力地质作用
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基础工程地质学
绪论
第一章 活断层工程地质研究
第二章 地震工程地质研究
第三章 斜坡变形破坏工程地质研究
第四章 岩溶工程地质研究
第五章 泥石流工程地质研究
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
酸不溶物含量高，岩溶不发育；③含黄铁 比矿溶、蚀石度膏Kv＝成试分样，溶有蚀利量于／标岩准溶试发样育溶；蚀④量含有 比机溶质解、度沥Kcv青＝，试不样利溶解于速岩度溶／发标育准。试样图溶示解→速度
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
2、岩石结构：
问题：环境、岩性相同的岩石，其岩溶发育程度有 很大差异？
➢第1节 概述
➢ 岩溶—
岩岩溶溶作发用育及区其特产征生：的地貌现象和水文地质现
形象岩成，溶各又分种称布岩喀：溶斯地特貌。；冲沟少、地表水系不发育； ➢ 岩 大岩 作地碳其体、溶 用下酸中流透作 。水盐：态水用和岩贵复性—地占州杂增表国：；大水土51地；对总%表地可面；水下溶积广、水性的西地空岩1：/下间石53，水3分的%地分布破；表水不坏湖约岭均和南1不、改/、一变7造湖，致化。
盐效应-加入不同化学成分的溶液，其中强电解质溶
液与Ca2+和CO32-结合，使溶蚀增加；
同离子效应-当与CaCO3成份相同的离子加入时，起到
抑制溶蚀的作用， 溶液中Ca2+和CO32-增加，导致析
出CaCO3 。
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
地层岩性--化学成分、结构
关隐键函：数预。测准确→ →可编对辑版策切实可行。
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
岩溶作用—定义、特征
研 形成条件--三个基本条件 究 影响因素—五个影响因素 内 稳定性问题—四种破坏类型 容 岩溶塌陷—形成条件、分布规律
稳定性评价—定性、定量
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢ 岩石的结构制约了岩溶发育强度。
按溶蚀性指标排序：泥晶-粒屑-亮晶（灰岩类）；
泥晶-细晶-中晶-粗巨晶（白云岩类）。
➢ 原因：岩石的孔隙度高，比溶蚀度、比溶解度值高，
岩溶相应发育。
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
北、云南：20%强。可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述 ❖岩溶形成基本条件： ▪ 具有可溶性的岩石； ▪ 具有溶蚀能力的水； ▪ 具有良好的水循环交替条件。 ➢ 水循环交替条件是其中最活跃的因素。
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
有利于混合溶蚀作用的部位：
垂直与水平径流交汇处；
各成分水汇合处（强径流带、裂隙交汇带）；
地下水排泄区；
地下水与地表水混合处（河岸带）。
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
2、离子效应：
酸效应- 混合溶液中含各种有机酸，即H +加入促进
CaCO3溶蚀量增加；
出生系大统量平CO衡2，所降需雨的、那地表部水分经C土O壤2称进之入。岩体，将大气
和土壤中的CO2带入。
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
三、混合溶蚀效应及其他：
1、混合溶蚀效应：
不同化学成分（不同温度）的溶液（两种以上饱和或 非饱和溶液）混合，对CaCO3的溶蚀性有所增强。
H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H + + HCO3-
③ 前两步结合：CO32- + H + ↔ HCO3-
由于CO32-减少，反应朝正方向发展，即：
④ CaCO3 + H2O + CO2 ↔ Ca2+ + 2HCO3-
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
❖二侵、蚀系性统二中二氧氧化化碳碳：来源： ➢系 HC问混大中O2统C微合题气2加O（生溶：中3入物液CCC）Oa化、将aC22平含学无O+打衡3量作、机破为较用，酸C平难低O很成化溶衡3，强分学2盐-，土，、反、，壤有侵使岩应中机蚀HC溶不C物a性CCO为O分朝CO2何O3含解某3-2强再量的、各方烈较溶存种C向发高在解有O育进，。机2。？因行、酸超土，并壤产
气候条件--降水量、气温
地形地貌--高差、侵蚀基准面
地质结构--岩性组合、地质构造
新构造运动--升、降、平
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第3节 岩溶发育影响因素
一❖、按岩比性溶—主蚀控度基Kv本和条比件溶①解度Kcv排序：灰岩 1❖、云规岩灰律石岩：化-学泥成灰分岩—-灰方岩解越石纯-，大岩理溶石越-发泥育质。灰-灰 ➢ 比①云溶方-蚀泥解度质石Kv灰含表云溶量蚀-高白强于云度白-、泥云比质石溶白解，云度岩K溶cv表发溶育蚀；速②度。
➢第3节 岩溶发育影响因素
➢第4节 岩溶地表塌陷研究
➢第5节 岩溶地基稳定性问题
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
问题
岩溶特殊性 研究思路？ 关键何在？
可编辑版
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第1节 概述
➢ 引入❖—主岩要溶工问程题地可质以问说题是：各类工程动力地质
解问决题思中路最：复♥杂房、屋最建难筑的-。---岩岩溶溶广地泛表分塌布陷，问 第题一无步法，回据避♥岩。地溶下形工成程条-件---、岩影溶响突因涌素水找规律；
➢ 第问二题步的，特分殊♥析性水岩--利岩溶工溶与程空工-间程---分的岩布相溶不互渗均关漏，系地；下岩
第溶三发步育，，针影对响问因题素特多殊变性，，对得于出工解程决而方言案是。个
➢ 岩溶作用机理复杂，包括：
地表、地下水溶蚀；
地表水侵蚀；
地下水机械潜蚀、冲蚀；
地下洞穴高压水气冲爆。
➢ 其中以溶蚀作用为主、为始端。
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基础工程地质学
第四章 岩溶工程地质研究
➢第2节 碳酸盐岩溶蚀作用机理
一、碳酸盐岩溶蚀过程：
①CaCO3 水解 ↔ Ca2+ + CO32-
② CO2 溶于水，即：