04第三章巖溶工程地質(zhì)研究-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 塌陷 1988年 5月 10日，武昌陸家街地面塌陷，圓形塌坑，直徑 22M， 深 10余米，十間民房、大樹、電線桿等塌入坑中，引起附近工廠、學(xué)校、住宅墻體、地坪變形、開裂。已發(fā)現(xiàn)的 85個(gè)塌陷溶洞，分布在 2公里長(zhǎng)新辟的路基上，直徑最小為 1米，大至 10多米，最淺的為 1米，最深的 3米多。 一、溶蝕過程 碳酸鹽為難溶鹽，溶解度很低，如 250C 時(shí)，溶解度為，由于水的化學(xué)成分復(fù)雜，且隨環(huán)境條件而復(fù)化，使得碳酸鹽巖石處于長(zhǎng)期、多變、多種溶蝕效應(yīng)。 大氣、生物、巖石、水構(gòu)成一個(gè)巖溶動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，巖溶是一個(gè)復(fù)雜的物 理化學(xué)動(dòng)態(tài)過程。實(shí)際上，溫度降低同時(shí)又限制了溶液中分子的游動(dòng)和擴(kuò)散，減緩了溶解反應(yīng)的速度。 第三節(jié) 影響巖溶發(fā)育的因素 凡是影響上述三個(gè)條件的因素均是影響巖溶發(fā)育的因素。 ★ 酸不溶物含量越高， KV及 KCV越小。一般溫度升高 100 C，化學(xué)反應(yīng)速度加快一倍。 ? 不同地貌條件，因其垂直入滲帶埋深和水平徑流程度的不同，垂直巖溶形態(tài)及水平巖溶形態(tài)的明顯差別。如核部比翼部發(fā)育，背斜比向斜發(fā)育。但也常有巖溶現(xiàn)象發(fā)育，其程度因不可溶巖夾層的厚度和夾層多少而不同。巖溶滲漏問題是水利水電等工程中的主要工程地質(zhì)問題之一。 縱向谷，背斜，地層產(chǎn)狀較緩，庫(kù)水沿巖溶通道向鄰巖滲漏。 a、 b、 d三種情況下，建庫(kù)后地下水位仍高于庫(kù)水位，不產(chǎn)生滲漏； c、 e建庫(kù)后，庫(kù)水位高于地下水位，產(chǎn)生滲漏。 由于巖溶洞體循環(huán)于水位變動(dòng)與無水飽氣等復(fù)雜狀態(tài)，有時(shí)封堵不當(dāng)，在洪水期水位突然上升情況下，形成較高的水氣壓力，或下水位下降形成負(fù)壓，即可能對(duì)堵體及洞體產(chǎn)生破壞作用，形成塌陷等，從而加劇滲漏作用。 87 二、地基塌陷的成因 形成塌陷的原因很多。當(dāng)土層較厚或有一定深度時(shí)，可以形成塌落拱而維持上伏土層的整體穩(wěn)定。 7 其他效應(yīng) 振動(dòng)效應(yīng) 荷載效應(yīng) 酸液效應(yīng) 96 陸家街降水潛蝕 重力致塌形成過程模式略圖 h1孔隙水位 h2巖溶水位 h3混合水位 產(chǎn)生塌陷主要與以下條件有關(guān)： 覆蓋層厚度： 覆蓋層薄，易于塌陷且形成時(shí)間短 。 基礎(chǔ)砌置于基巖上，且附近存在溶空體時(shí)，應(yīng)考慮地基沿傾向鄰空面滑動(dòng)的可能性。 0PV 1V 0 假設(shè)洞體體積為 V0 ，產(chǎn)生塌陷部分的體積為 V1 。 此外，可以改變基礎(chǔ)形式。根據(jù)實(shí)際情況可考慮選擇如下措施： （ 1）挖填：淺埋洞體，可挖除軟弱充填物，回填強(qiáng)度高的土石體。 對(duì)于三層及三層以下的一般性建筑物，無特重荷載等特征要求時(shí)，可不考慮溶洞對(duì)地基穩(wěn)定性影響。 土質(zhì)條件： 砂性土比粘性土易于塌陷，結(jié)構(gòu)愈散軟愈易塌陷且速度愈快。 93 真空吸蝕產(chǎn)生下列三種作用： 吸盤吸蝕作用 空腔吸蝕作用 漩吸漏斗吸蝕作用 94 3 壓強(qiáng)差效應(yīng) 壓強(qiáng)差是指巖溶空腔與松散介質(zhì)（或土洞）接觸面上下側(cè)水、氣流體，因巖溶管道水位變化而產(chǎn)生相應(yīng)的壓強(qiáng)差值 . 4 自重效應(yīng) 雨水入滲后，蓋層飽和容重比干容重一般增加 30%40%。 89 潛蝕作用 潛蝕論是 1898年俄國(guó)學(xué)者巴浦洛夫提出的，在國(guó)內(nèi)外地質(zhì)界長(zhǎng)期被接受并加以應(yīng)用。 ： 或不均勻塌陷：覆蓋巖溶區(qū)，因覆蓋層強(qiáng)度較低，不能滿足 建筑荷載要求而出現(xiàn)破壞。常用灌、鋪、堵、截等措施。 斷層錯(cuò)動(dòng)，非巖溶地層搭接 形成良好隔水邊界。 二、巖溶滲漏條件分析 、分布規(guī)律 重點(diǎn)查明溶洞、暗河的展布位置、規(guī)模等，進(jìn)行巖溶泉水流量、高程調(diào)查，確定通道的位置及可能影響程度。 ? 地殼較快上升期： 侵蝕基準(zhǔn)面相對(duì)下降，地下水位適應(yīng)排泄基準(zhǔn)面而逐漸下降，側(cè)向巖溶不發(fā)育，規(guī)模小而少見，分帶現(xiàn)象不明顯，以垂直形態(tài)的巖溶為主。 （ 1）厚而純的碳酸鹽巖 最有利于巖溶發(fā)育，按地下水動(dòng)力特征剖面上分為四個(gè)帶： Ⅰ. 包氣帶：多發(fā)育垂直巖溶形態(tài)，溶蝕通道間連通性差。例如，沿?cái)嗔衙鎺r溶發(fā)育強(qiáng)烈。 ? 河北、山東、山西等地 — 不太發(fā)育，侵蝕為主，幾乎不發(fā)育封閉溶蝕地形，以地下隱伏巖溶為主。 （ 2）水是溶蝕作用的介質(zhì)和載體，充足的降水保證了水體的良好的循環(huán)交替條件，促進(jìn)巖溶作用的強(qiáng)烈進(jìn)行。 常見的有：灰?guī)r、白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。這些離子對(duì)溶液的溶解性都有一定影響，即產(chǎn)生離子效應(yīng)，如下： 任何酸解離出 H+ 后，溶液中 H+ 濃度增加， H+ 和 CO32 結(jié)合生成 HCO31 ，從而加速 CaCO3 的溶解。 兩溶液的溶解度相差越大，相混合后，侵蝕性越大。天然水中， H+ 濃度很低，故 CaCO3 在天然純水中溶解很少，形成巖溶主要是因?yàn)樗泻羞^量的 CO2 ，與水結(jié)合電離 H+ ，促使 CaCO3溶解。 40 第二節(jié) 碳酸鹽巖的溶蝕機(jī)理 參與巖溶過程的營(yíng)力及巖溶過程很復(fù)雜。 有 2棟民房完全倒塌，有 16棟民房出現(xiàn)不同程度的開裂、破損。在該地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)常常會(huì)遇到一些特殊的工程地質(zhì)問題。 23 24 25 二、我國(guó)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。全洞初勘長(zhǎng) ，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。 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。 ? (4)理解碳酸鹽巖的混合溶蝕效應(yīng)； ? (5)掌握巖溶區(qū)水庫(kù)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。 形成獨(dú)特的
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1