岩溶及岩溶水ppt课件

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水的溶蚀性
水对碳酸盐类岩石的溶解能力，主要取决于 水含中量侵越蚀多性，水CO的2的溶含蚀量能。力水也中越侵强蚀。性其C化O学2的方 程式：CaCO2+H2O+CO2==Ca2++2HCO3-
减 的 碳 淀该少C酸作反O，含用应2就或量。是要者减可向水 少逆相中，的反游这反的离时应方CC，aO向当C2转减O空3化少气就，时中要使，的发水化C生O中合沉2
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岩溶区的主要工程问题
由于岩溶的发育致使建筑物和地基的工 程地质条件大为恶化，因此在岩溶地区修 建各类工程建筑物时必须对岩溶进行工程 地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的 各种工程地质问题。归结起来，岩溶区的 工程地质问题主要有两类。
1地基稳定性及塌陷问题 2 渗漏和突水问题
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溶洞地基
• 溶洞地基的稳定性取决于溶洞的规模、埋深及充
H=H0/(K-1)
• 式中 H0——洞体最大高度（m）；
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K——岩体松散（涨余）系数，石灰岩K=1.2，粘土
K=1.05。
• c.若溶洞顶板不完整，裂隙、节理发育，则可按裂隙节理 分布特征采用受力的梁（板）计算弯矩，根据弯矩和岩体 应力求洞顶板的厚度。
土洞地基
在覆盖型岩溶地区，可溶岩的上覆土层中常常发育着空洞， 一般叫土洞。当土洞顶板在建筑物荷载作用下失去平衡而 产生下陷或塌落时，则危及建筑物的安全。因此，凡是岩 溶地区有第四纪土层分布的地段，都要注意土洞发育的可 能性，应查明土洞的成因、形成条件，土洞的位置、埋深、 大小，以及与土洞发育有关的溶洞、溶沟的分布。
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岩溶地貌
岩溶地貌根据它们出露的情况分为地表岩溶地貌、地下岩溶地貌 以及它们的组合地貌。 1 地表岩溶地貌：石芽与溶沟；漏斗；竖井；落水洞；溶蚀洼地 ；坡立谷；干谷和盲谷 2 地下岩溶地貌：溶洞；地下河 3 落水洞、竖井、地下通道组合；河谷和暗河组合；塌陷与地下 通道组合；溶洞与地下通道组合；溶洞与阶地组合；分水岭风口 与溶洞组合
填情况。当溶洞的规模大、埋深浅、溶洞顶板承 受不了建筑物的荷载时，就会使溶洞顶板坍塌、 地基失稳。当建筑物地基直接遇到溶洞时，可视 溶洞的规模及充填物情况，进行适当处理。规模 小，可采用清除或堵塞，或盖板跨越；规模大， 则不宜作为建筑物的地基。为了确保溶洞地基的 稳定性，必须根据溶洞的规模、溶洞顶板岩层的 性质确定洞穴离地面的安全深度，即溶洞顶板的 安全厚度。当溶洞埋深大于安全厚度时，地基是 稳定的；否则地基不稳定，必须进行处理。
岩石的可溶性按岩性成分可分为三类 ①易溶的卤素盐类，如岩盐 ② 中等溶度的硫酸盐类，如石膏和硬石膏 ③难溶的碳酸盐类，如石灰岩、白云岩、泥灰岩
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岩石的透水性
岩溶要发展，岩石必须具有透水性。 一般在断层破碎带、裂隙密集带和褶皱轴部附 近，因为岩石裂隙发育且连通性好，有利于地下 水的运动，从而促进了岩溶的发育，并且往往沿 此方向发育着溶洞、地下河等。 另外，地表附近吗，由于风化裂隙增多，所以 岩溶一般比较发育。 ——裂隙发育（初始裂隙）→岩溶系统 ——断层发育决定了溶洞的形成
岩溶及岩溶水
学习要求
1、岩溶的形成条件和影响因素 2、岩溶地貌类型 3、对工程影响及处理措施
岩溶作用
基本概念与研究意义
❖凡是以地下水为主，地表水为辅，以化学过程（溶 解与沉淀）为主，机械过程（流水侵蚀和冲积、重力 崩塌和堆积）为辅的 对可溶性岩石的破坏和改造作用 都叫岩溶作用。这种作用改造成的地表形态和地下形 态就叫岩溶地貌。岩溶作用及其新产生的水文现象和 地貌现象统称岩溶。 ❖又称喀斯特(Karst)。19世纪末，南斯拉夫学者J. Cvijic研究了南斯拉夫喀斯特高原的这种地貌，故得 名。
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实践中，对溶洞顶板安全厚度的确定常 采用以下方法
• a.对洞顶完整的溶洞，顶板安全厚度采用厚跨比法确定。 认为当溶洞顶板厚度h与建筑物跨过溶洞的长度L之比 h/L>0.5时，溶洞顶板安全。
• b.对顶板不完整、洞顶坍塌的溶洞，顶板安全厚度洞顶板 坍塌堵塞计算法。所需塌落高度(H)按下式计算：
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由于溶洞的形成与地表水和地下水的关系极为密切，土洞 的处理首先措施是治水，然后根据具体情况，可采取以下 方法处理：
• a.当土洞埋深较浅时，可采用挖填和梁板跨越； • b.对直径较小的深埋土洞，因其稳定性好，危害
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水的流动性
地下水的循环交替式岩溶发育的充分必 要条件
水的流动性反映了水在可溶岩层中的交 替程度。
只有水循环交替条件好，水的流动速度 快，才能将溶解物质带走，同时又促使含 有大量CO2的水源源不断地得到补充，则岩 溶发育速度就快。反之，岩溶发育就慢， 甚至处于停滞状态。
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岩溶的发育和分布规律： 1水平方向 2垂直方向： ①垂直循环带 ②水平循环带 ③过渡循环带 ④深部循环带
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Ⅰ-垂直循环带；Ⅱ -过渡循环带； Ⅲ-水平循环带；Ⅳ -深部循环带
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岩溶水
存与运移于可溶岩的空隙、裂隙以及溶 洞中的地下水叫岩溶水。岩溶含水介质是 多级次的空隙系统。一般情况下，包含下 列尺寸不等的空隙：①岩溶管道，通常直 径数十厘米到数米，其中还包括体积十分 巨大的溶洞；②各级构造裂隙；③成岩过 程中形成的各种原生孔隙与裂隙； 充填溶 洞的松散沉积物。
❖ 可溶性岩石在世界上分布很广，占全球面积的 10.2％。在我国裸露的可溶性岩(碳酸盐类)面 积为90.7万／km2，占全国面积的9.4％，主 要分布于广西、云南及贵州等地，是世界上喀 斯特地貌最发育的地区之一，如桂林山水和路 南石林皆著名于世。
❖ 在岩溶地区，由于存在大量的地下空洞，进行 水库修建是要注意防止渗漏问题，在开挖隧道 和建设矿井时要注意涌水排水问题，在建筑铁 路、桥梁和厂房时要注意地基的塌陷问题。
喀 斯 特 地 貌
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岩溶发育的基本条件和影响因素
岩溶发育的基本条件： ①可溶岩层的存在
②可溶岩层必须是透水的 ③ 具有侵蚀能力的水 ④ 水是流动性的
影响岩溶发育的因素： ①气候 ②地层的组合、厚度及产状的影响 ③构造的影响
岩石的可溶性
可溶性岩层时发生溶蚀作用的必要前 提，它必 须具有一定的透水性，使水能进入岩层内部进行 溶蚀