常见工程地质现象之岩溶ppt

(1)石林、石芽
水沿可溶蚀 岩石的节理、 裂隙进行溶 蚀和冲蚀所 形成的沟槽 间突起与沟 槽形态，浅 者为溶沟， 深者为溶槽。
沟槽间的突 起称石芽， 其底部往往 被土及碎石 充填。在质 纯层厚的石 灰岩区，可 形成巨大的 貌似林立的 石芽，称为 石林。如云 南石林。
地下水沿 岩石裂隙 溶蚀扩大 形成的各 种洞穴称 为溶洞。 其形态多 变，断面 不规则。
一、岩溶概述
岩溶又称喀斯特（Karst），是指水对可溶性岩石 进行以化学溶蚀作用为特征的综合地质作用以及由 此产生的一系列地质现象，是一种十分常见的地质 现象，属不良地质范围。据统计，整个地球陆地上 碳酸盐类岩(属生物化学沉积岩）分布面积约4000 万km2，我国的分布面积200万km2，我省碳酸盐岩 出露地区面积约2.9万km2。肇庆、韶关、清远、佛 山、广州等地区均有不同程度的岩溶分布，总体上 西北部、北部岩溶比较发育。
土洞一般是特指存在于岩溶地区的可溶性岩 层之上的第四纪覆盖层中的空洞。其形成和 发生发展均与岩溶有关。受其下可溶性岩体 中的岩溶洞隙影响，覆盖型岩溶之上的第四 系松散堆积物或在地表水的冲蚀下顺着土体 的裂隙向其下的溶洞、溶隙中排泄，在土体 中形成冲蚀空洞；或由于其下存在较大的空 穴而发生塌陷，形成塌陷洞穴。
常见工程地质现象分析之一岩溶
张修杰 2007年9月
主要内容
1 岩溶概述
3 岩溶发育条件 5 岩溶勘察 7 岩溶区工程问题
2 岩溶类型及形态
4 影响因素及规律 6 岩溶评价
培训预期效果
通过理论讲解和工程实例分析，以期达到： 1、了解岩溶形态和形成条件； 2、了解岩溶区桩基施工过程中易发事故； 3、熟悉岩溶区常见地质问题和解决方法； 4、掌握岩溶区勘察方法及各方法的适用条件。
2、岩溶形态
在可溶性岩石分布地区，溶蚀作用在地表和 地下形成了一系列溶蚀现象，称为岩溶的形 态特征。这些形态是岩溶地区所特有的，使 该地区地表形态奇特，景致优美别致，常被 开发为旅游景区，如广西桂林、云南路南石 林、肇庆七星岩等，同时，这些形态，尤其 是地下洞穴也是造成工程地质问题的根源。 常见的岩溶形态有溶洞、暗河、石林、石芽、 漏斗、落水洞、钟乳石、石笋等。
岩性以灰岩为主，局部为白云质灰岩、大 理岩等，地层年代多属于泥盆系和石岩系。 岩溶发育程度不均匀，以肇庆地区最为发 育，溶洞形态十分复杂，千姿百态，局部 构成一座座复杂离奇的地下迷宫，著名的 肇庆七星岩、封开旅游区，即是由岩溶地 貌构成。近年来，广东省建设的广（州） 肇（庆）高速公路、广（州）梧（州）高 速公路、广（州）清（远）高速公路、广 （州）佛（山）高速公路等大型工程均不 同程度地位于岩溶地区。
二、岩溶类型及常见形态
1、岩溶类型 岩溶的类型划分方法有多种，各种方法都采
用不同的依据来进行类别划分，如从气候、 发育时代方面分。常见的是按埋藏条件将岩 溶类型划分为：裸露型、覆盖型和埋藏型三 种。从工程角度出发，这种类别划分结果与 工程建设的关系更为密切，因为岩溶的埋藏 条件与建筑工程场地的适宜性和稳定性直接 相关。
成近于圆形坑，
向下逐渐缩小，
形似漏斗，称之
为溶蚀漏斗。如洞
（5） 地下暗河
岩溶地区地下 沿溶洞流动的 河流称为地下 暗河，其规模 大小不一。
落水洞
暗河中的鱼
三、岩溶发育条件
岩溶发育的基本条件有三个，即可溶性的岩 石、具有溶蚀能力的水和良好的地下水循环 交替条件。
具有溶蚀能力的水
可溶性的岩石 岩溶
良好的地下水循环交替条件
1、可溶性岩石
这是岩溶发育的物质基础。自然界中的水溶 性岩石主要有石灰岩、白云岩、石膏和岩盐 等。在这几种可溶性岩石中，以岩盐的溶解 度为最大，石膏次之，石灰岩和白云岩的最 小。但是就分布面积来看，石灰岩和白云岩 的分布极为广泛，而石膏和岩盐则极小，岩 溶主要也分布在石灰岩和白云岩地层中。因 此，一般情况下岩溶主要是指由石灰岩和白 云岩构成的地层中的发育的岩溶。
CaCO3 + CO2 + H2O= Ca2+ + 2HCO3-
纯水对碳酸盐的溶解度很低，而当水中含有 侵蚀性CO2时，水对碳酸盐的溶解能力就会 大大提高，水中侵蚀CO2的存在对碳酸的溶 蚀起决定性作用。水中侵蚀CO2含量越高， 其溶蚀碳酸盐的能力越强。水中CO2主要来 自于土壤和大气。
当覆盖层较厚时，由于下伏基岩中发育有各 种岩溶空洞，地表的覆盖层中也常发育有各 种空洞、漏斗、洼地和浅水塘，也是一种对 工程危害较大的岩溶类型。埋藏型岩溶的可 溶岩大面积埋藏于不溶性基岩之下，岩溶发 育在地下深处，在地下千余米的奥陶纪灰岩 中也有发育，岩溶形态以溶孔、溶隙为主， 也有规模较大的溶洞存在。一般而言，埋藏 型岩溶对地面工程的危害不大，但对采矿工 程却有较大危害，井下洞室或巷道若遭遇岩 溶水，就会发生淹井等严重透水事故。
（2）溶洞
左上广梧高速公路K71附近虎岩
左下广梧高速公路K71附近虎岩 内部情况
（3）石钟乳、石笋
在岩溶地区， 地下水中多 含有碳酸盐， 在溶洞顶部 和底部饱和 沉淀而形成 石钟乳、石 笋和石柱。 其形成过程 如右图。
（4）溶蚀漏斗、落水洞
岩石溶蚀破碎及
竖直溶隙扩大，
岩层顶部塌落形
2、具有溶蚀能力的水
“具有溶解能力的水”的存在，是导致岩溶现 象发生的外部原因，没有水对岩石的长期溶 解溶蚀，岩溶现象当然也不会出现。试验研 究发现，纯净的水对石灰岩地层的溶解溶蚀 能力是极其有限的，但是当水中的等酸性物 质含量提高时，其对碳酸类岩石的溶蚀性就 明显增大。碳酸钙溶于水的化学反应式为：
裸露型岩溶的可溶性岩石基本上都出露地表， 仅有零星的小片为洼地所覆盖。各种地表和 地下的岩溶形态均较为发育，地下水和地表 水直接相连、相互转化，地下水位变化幅度 大，岩溶形成的地下空洞也大，对工程的危 害大。我国大部分岩溶均属此类。覆盖型岩 溶的可溶性岩石表面大部分为第四纪沉积物 所覆盖。其中覆盖厚度小于30m的为浅覆盖 型岩溶。当覆盖层较薄时，石芽、石笋等常 出露于地表；