04第三章巖溶工程地質(zhì)研究-wenkub
2023-02-06 05:02:08 本頁面
【正文】 23 24 25 二、我國巖溶分布特征 世界大陸 75%為沉積巖， 15%為碳酸鹽巖，約4000萬 km2為可溶巖。天坑形狀奇特，地處僻壤，坑上坑下林木蔥郁，如果能進(jìn)入 “ 桶 ” 底，更覺神奇。全洞初勘長 ，面積達(dá) 70平方米，兩壁最寬處 173米，垂直高度多在 50至 60米，最高處達(dá) 150米。 地下形態(tài)：溶洞、溶隙、暗河。 巖溶作用 ：以化學(xué)溶蝕為主，同時(shí)還包括機(jī)械破碎、沉積、坍塌、搬運(yùn)等作用，是一個(gè)化學(xué)－物理相結(jié)合的綜合作用。 ? (3)理解碳酸鹽巖的溶蝕機(jī)理 。 ? (4)理解碳酸鹽巖的混合溶蝕效應(yīng)； ? (5)掌握巖溶區(qū)水庫滲漏的條件及其防治措施； ? (6)掌握巖溶地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法及其防治措施。 可溶性巖石 包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。 形成獨(dú)特的水文地質(zhì)現(xiàn)象： 水文地質(zhì)條件復(fù)雜化；透水性增大，流態(tài)動(dòng)態(tài)及不均勻性增大等。洞內(nèi)空間開闊，地形起伏迭宕，巖溶堆積物達(dá) 40多種，囊括了世界溶洞所有的形態(tài)類別。 天坑在國內(nèi)外均有發(fā)現(xiàn)。我國碳酸鹽分布面積 334萬 km2 ，約占國土面積的 36%。 30 云臺(tái)山地處位于河南省修武縣 我國北方地區(qū)氣溫低，溶蝕速度要慢很多 ,水不是參與作用的主要原因，而是以斷裂、崩塌等物理因素為主的破壞。主要有：巖溶滲漏，引發(fā)地區(qū)塌陷，造成坑道涌水、突水、滑落。 2023年 4月 6日下午 4時(shí)－ 8時(shí)，洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)烽火村地面塌陷。 該村 196戶、 990余名村民無一人傷亡。 38 39 佛羅里達(dá)州溫特帕克的落水洞 （ a）開始沉下去不久，注意昂貴的賽車掉入坑內(nèi)。主要營力是水 ,水的侵蝕、溶蝕作用是經(jīng)常性、緩慢的長期作用過程。溶蝕反應(yīng)由表及里，地下溶蝕優(yōu)先的復(fù)雜體之中。任何能在水中產(chǎn)生 H+ 的物質(zhì)均可能使 CaCO3溶解。 不平衡 ,CaCO3溶解或 CO2逸出 平衡，或析出CaCO3 （沉淀） 不平衡 , CaCO3溶解 往復(fù)進(jìn)行 充 CO2 二、混合溶蝕效應(yīng) 不同成分或不同溫度的水混合后，其溶蝕能力有所增強(qiáng)的效應(yīng) 。實(shí)際上，自然界中溶液大都比較接近，相混合一般能再溶解 1%2%的 CaCO3 。 在地質(zhì)條件特殊的部位，因上述原因，常使巖溶作用較之其他地方強(qiáng)烈。如右反應(yīng)式： 23322C aCO H C a H C O? ? ?? ? ? 地質(zhì)上含硫酸的巖層滲出的地下水有較大溶蝕性。 具有可溶性巖石 具有溶蝕能力的水 具有良好的水循環(huán)交替條件 巖溶發(fā)育的條件 50 一、碳酸鹽巖巖性的影響 碳酸鹽巖能否被溶解或溶解程度如何，主要取決于巖石的性質(zhì)，如物質(zhì)成分、化學(xué)成分、礦物成分及結(jié)構(gòu)。 不同巖石，其溶解性是不同的，可用兩個(gè)指標(biāo)表示： VCVKK試 樣 溶 蝕 量比 溶 蝕 度 ＝ （ 試 驗(yàn) 前 后 的 質(zhì) 量 差 ）標(biāo) 準(zhǔn) 試 樣 溶 蝕 量試 驗(yàn) 溶 解 速 度比 溶 解 度 ＝ （ 單 位 時(shí) 間 的 溶 蝕 量 ）標(biāo) 準(zhǔn) 試 樣 溶 解 速 度準(zhǔn)試樣：方解石，要求試樣尺寸相同，粉碎的粒度大小一樣，溶蝕在高濃度 CO2的蒸餾水中。 礦物結(jié)晶越小， KV越大。 55 ： （ 1）溫度升高， 水中的 CO2的溶解度減小，不利于巖溶作用。 總體上：溫度的升高有利于巖溶作用的進(jìn)行。 三、地形地貌的影響 地形地貌條件通過影響水的入滲，循環(huán)交替條件，進(jìn)而影響巖溶發(fā)育的規(guī)模、速度、類型及空間分布。 ? 地形高差大大影響地下水補(bǔ)、排條件，影響巖溶發(fā)育的深度。 各組破裂面相互交織、延伸進(jìn)而控制了巖溶發(fā)育的形態(tài)、規(guī)模、速度和空間分布，使得巖溶發(fā)育宏觀不均一性。 褶皺的形態(tài)、性質(zhì)、尺寸和方向控制了可溶巖的空間分布從而控制了巖溶發(fā)育的特征。 Ⅱ. 地下水季節(jié)變動(dòng)帶：垂直和水平兩個(gè)方向巖溶均發(fā)育。 （ 3）非可溶性巖層與碳酸鹽巖互層 在同一時(shí)期，巖溶呈多層發(fā)育 一般巖溶作用較弱，往往因非可溶巖隔水作用，形成局部地下水系統(tǒng)，從而可能形成多層巖溶現(xiàn)象 。 ? 地殼相對(duì)平穩(wěn)期： 侵蝕基準(zhǔn)面和地下水面相對(duì)穩(wěn)定，溶蝕作用充分進(jìn)行，分帶現(xiàn)象明顯，側(cè)向巖溶規(guī)模大，可形成較大規(guī)模的水平巖溶和暗河，巖溶地貌較明顯典型。這里以水庫滲漏為例介紹滲漏的一些基本問題。 地面調(diào)查 ,地球物理勘探 ,連通試驗(yàn) (熒光示蹤劑 , 放射性同位素 ,鹽等 ),鉆探等。 縱向谷，背斜，地層產(chǎn)狀較陡，庫水不會(huì)由巖溶通道向鄰巖滲漏。 巖溶層 巖溶層 非巖溶化地層 ★ 斷層： 既可有利于滲漏，又可不利于滲漏 ★ 巖體侵入： 相對(duì)隔水層的分布位置 可將河谷分為補(bǔ)給型、排泄型、懸托型三種類型。 圖 g、 f屬于排泄型，建庫前河水補(bǔ)給地下水，建庫后肯定滲漏。 灌漿 ： 通過鉆孔向巖體灌注水泥、瀝青、粘土等漿液，充填裂隙、洞穴，降低巖體的透水性，形成防滲墻，達(dá)到防滲目的。對(duì)此，常常還可以采取疏導(dǎo)措施。或沉降不均勻?qū)е陆ㄖ茐?。如潛蝕、真空吸蝕、振動(dòng)、土體軟化、建筑荷載。 在覆蓋型巖溶區(qū)，下伏存在溶蝕空洞，地下水經(jīng)覆蓋層向空洞滲流 (或地下水位下降時(shí)，水力梯度增大 )。當(dāng)土堆較薄時(shí)，土洞不能形成平衡。使土拱承受更大的重量，導(dǎo)致塌陷。 覆蓋層厚 ,不易塌陷或形成時(shí)間相對(duì)較長。 覆蓋層下伏有較大的 溶蝕空洞 是形成塌陷的有利條件。 基礎(chǔ)底板以下土層厚度大于地基壓縮層計(jì)算深度，同時(shí)又不具備水動(dòng)力變化條件時(shí)，可以不考慮地基穩(wěn)定性問題。 （ 1）覆蓋型巖溶區(qū) 結(jié)合巖溶地基穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)，應(yīng)作出定量計(jì)算評(píng)價(jià)。 V1的計(jì)算根據(jù)地質(zhì)條件評(píng)估可能產(chǎn)生塌落的形狀。
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