04第三章巖溶工程地質(zhì)研究(存儲版)
【正文】 潛蝕、堆積、沉陷； 重力、氣壓 —坍塌、沖爆、吸蝕。如大氣、土壤的生物作用等。這是因為溫度由高降低時水對 CO2吸收系數(shù)增大，以及用于飽和 CaCO3所需的平衡 CO2減少，多余的 CO2轉(zhuǎn)化為游離 CO2 。 水中增加與 CaCO3不相一致的強電解離子時，它們會以較強的吸引力吸引 Ca2+ 及 CO32 離子，從而降低 Ca2+ 與 CO32的引力，從而增大水對 CaCO3的溶解性。 研究表明： ★ 方解石含量越高 CaO/MgO比值越大， KV及 KCV越大；反之白云石含量越小。 （ 2）溫度升高，生物新陳代謝加快，釋放更多的 CO2帶入水中 ，同時溫度升高，化學(xué)反映速度大大加快，有利于巖溶作用。 ? 地形平緩地貌較之地形較陡地貌，地表徑流緩慢，入滲量較大，有利于巖溶發(fā)育。 60 褶皺的類型和部位不同，裂隙發(fā)育程度不同，巖溶強度不同。 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ （ 2）碳酸鹽巖夾非可溶性巖層 由于非可溶巖的存在影響地下水運動，巖溶發(fā)育沒有充分，不一定具備上述四個分帶特點。 66 67 ? 碳酸鹽巖的溶蝕機理是什么？ ? 影響巖溶發(fā)育的因素有哪些？ 思考題 68 第四節(jié) 巖溶區(qū)水庫滲漏問題 在巖溶地區(qū)修建儲水輸水等建筑物如水庫，水體可能沿其巖溶通道向周遍產(chǎn)生滲漏，有時會嚴重影響工程的 正常使用。 ：具體分析 76 縱向谷，向斜，隔水層起到封閉作用，庫水不會向鄰巖滲漏 橫向谷，巖層褶皺，不利于庫區(qū)防滲，對于壩址充分利用隔水層可有效隔滲。建庫前地下水補給河水。 堵截 ： 用塊石、混凝土等材料對規(guī)模較大的滲漏通道進行填塞封堵，截斷水流。 在巖溶地基上進行建設(shè)時，由于荷載等原因，產(chǎn)生地基塌陷破壞，或失穩(wěn)，這便是巖溶地質(zhì)穩(wěn)定性問題。從而在洞體頂板處的土體開始形成土洞 ,隨著土洞的不斷擴大，最終引發(fā)動洞頂塌落。 6 土體強度效應(yīng) 土體吸水飽和后，土體抗剪強度降低，土拱抗塌力減小，產(chǎn)生塌陷。 物探 一般可根據(jù)如下情況作出定性評價： 在地基受壓層范圍內(nèi)，當(dāng)下部基巖面起伏較大，而上部又有一定厚度軟土層時，應(yīng)考慮地基的不均勻沉陷問題。簡單地按頂板塌陷堵塞法估算評價地基塌陷穩(wěn)定性對建筑物的影響。 （ 4）對于覆蓋層堆可采用夯實等處理辦法。 （ 2）跨蓋：當(dāng)基礎(chǔ)下有小溶洞時，可以采用梁板跨越或柱？支架的辦法保證基礎(chǔ)穩(wěn)定性。 （ 1）覆蓋型巖溶區(qū) 結(jié)合巖溶地基穩(wěn)定性分析評價，應(yīng)作出定量計算評價。 覆蓋層下伏有較大的 溶蝕空洞 是形成塌陷的有利條件。使土拱承受更大的重量，導(dǎo)致塌陷。 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，水力梯度增大 )?；虺两挡痪鶆?qū)е陆ㄖ茐摹? 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，達到防滲目的。 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： 相對隔水層的分布位置 可將河谷分為補給型、排泄型、懸托型三種類型。 地面調(diào)查 ,地球物理勘探 ,連通試驗 (熒光示蹤劑 , 放射性同位素 ,鹽等 ),鉆探等。 ? 地殼相對平穩(wěn)期： 侵蝕基準面和地下水面相對穩(wěn)定，溶蝕作用充分進行，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。 Ⅱ. 地下水季節(jié)變動帶：垂直和水平兩個方向巖溶均發(fā)育。 各組破裂面相互交織、延伸進而控制了巖溶發(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。 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，進而影響巖溶發(fā)育的規(guī)模、速度、類型及空間分布。 55 ： （ 1）溫度升高， 水中的 CO2的溶解度減小，不利于巖溶作用。 不同巖石，其溶解性是不同的，可用兩個指標(biāo)表示： VCVKK試 樣 溶 蝕 量比 溶 蝕 度 ＝ （ 試 驗 前 后 的 質(zhì) 量 差 ）標(biāo) 準 試 樣 溶 蝕 量試 驗 溶 解 速 度比 溶 解 度 ＝ （ 單 位 時 間 的 溶 蝕 量 ）標(biāo) 準 試 樣 溶 解 速 度準試樣：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。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。實際上，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 。任何能在水中產(chǎn)生 H+ 的物質(zhì)均可能使 CaCO3溶解。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。 該村 196戶、 990余名村民無一人傷亡。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。我國碳酸鹽分布面積 334萬 km2 ，約占國土面積的 36%。洞內(nèi)空間開闊，地形起伏迭宕，巖溶堆積物達 40多種，囊括了世界溶洞所有的形態(tài)類別。 可溶性巖石 包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。 ? (3)理解碳酸鹽巖的溶蝕機理 。 地下形態(tài)：溶洞、溶隙、暗河。天坑形狀奇特，地處僻壤，坑上坑下林木蔥郁，如果能進入 “ 桶 ” 底，更覺神奇。 27 28 29 我國南方地區(qū)化學(xué)作用為主 ,地貌景觀以石芽、石柱峰叢、峰林 ,大峽谷 ,溶洞等為特色。 34 涌水、突水、巖溶冒落 地基穩(wěn)定性、塌陷問題 自 1977年至今，武漢地區(qū)先后發(fā)生 6次巖溶地面塌陷： ?1977年，漢陽中南軋鋼常堆料場塌陷； ?1988年，武昌陸家街塌陷和阮家巷塌陷； ?1999年，毛坦村小學(xué)塌陷； ?2023年 2月，武昌司法學(xué)校塌陷； ?2023年 4月，青菱鄉(xiāng)烽火村
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