工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)-巖溶

1、第九章 巖溶(ynrng)工程地質(zhì)研究第一節(jié) 概述第二節(jié) 碳酸鹽巖的溶蝕(rn sh)機(jī)理第三節(jié) 影響巖溶發(fā)育的因素第四節(jié) 巖溶區(qū)水庫滲漏問題第五節(jié) 巖溶地基穩(wěn)定性問題共三十九頁第九章 巖溶(ynrng)工程地質(zhì)研究第一節(jié) 概述(i sh) 一、定義巖溶及巖溶現(xiàn)象：水（包括地表水和地下水）對(duì)可溶性巖石進(jìn)行的以化學(xué)溶蝕作用為主的改造和破壞地質(zhì)作用以及由此產(chǎn)生的地貌及水文地質(zhì)的總稱。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。可溶性巖石包括碳酸鹽巖、硫酸鹽巖、鹵化物等。巖溶現(xiàn)象：1、形成獨(dú)特的地貌地下形態(tài)：溶洞、溶隙、暗河。大的地貌形態(tài)及蝕

2、變：峰叢（溶蝕） 峰林（溶盆） 溶蝕平原地表形態(tài)正形態(tài)：磷、石筍、峰林、孤峰。負(fù)形態(tài)：溶溝、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。2、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。共三十九頁二、我國(guó)巖溶分布(fnb)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。我國(guó)碳酸鹽分布(fnb)面積334萬Km2 ，約占國(guó)土面積的36%，出露面積90.7Km2 ，占9.4%。川、黥、桂、湘、鄂等是我國(guó)主要的巖溶區(qū)。 我國(guó)地跨熱帶、亞熱帶和溫帶不同氣候區(qū)，形成不同氣候區(qū)獨(dú)特的巖溶類型及特征。共三十九頁三、巖溶(ynrng)工程地質(zhì)研

3、究的意義我國(guó)東部巖溶(ynrng)區(qū)，鐵路4010公里，巖溶(ynrng)塌陷376處，近十年間中斷行車1860小時(shí)，顛覆列車3次。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。2000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 因其分布面積廣，在？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。其與建設(shè)工程的關(guān)系密切。不同建筑引發(fā)不同的問題。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。充分利用巖溶洞穴作為地下工程？等。共三十九頁第二節(jié) 碳酸鹽巖的溶蝕(rn s

4、h)機(jī)理一、溶蝕(rn sh)過程 參與巖溶過程的營(yíng)力及巖溶過程很復(fù)雜。主要營(yíng)力是水。主要作用有溶蝕、侵蝕、重力坍塌、堆積沉陷等。如地表水侵蝕、剝蝕、堆積；地下水溶蝕、機(jī)械潛蝕、堆積、沉陷；重力、氣壓坍塌、沖爆、吸蝕。水的侵蝕、溶蝕作用是經(jīng)常性、緩慢的長(zhǎng)期作用過程。 碳酸鹽為難溶鹽，溶解度很低，如250C 時(shí)，溶解度為14.2mg/L，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)。溶蝕反應(yīng)由表及里，地下溶蝕優(yōu)先的復(fù)雜體之中。涉及之相體有：固、水、氣。主要九個(gè)離子平衡體系：CO2，H2CO3，HCO3，CO32，Ca2+，CaHCO3+，CaCO3，H+，

5、OH 共三十九頁溶蝕(rn sh)過程如下（以CaCO3 的溶解和沉積為例） 由及得： 上述反應(yīng)也可表示(biosh)為離子平衡式：化簡(jiǎn)為： 上述表明：CaCO3 在水中溶解的實(shí)質(zhì)是CO32 與H+ 結(jié)合生成HCO3 ，因此H+ 的濃度是溶解的關(guān)鍵。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。任何能在水中產(chǎn)生H+ 的物質(zhì)均可能使CaCO3溶解。 水中CO2主要取決于外界環(huán)境的補(bǔ)給。如大氣、土壤的生物作用等。 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。不平衡

6、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)行補(bǔ)充 CO2共三十九頁二、混合(hnh)溶蝕效應(yīng)不同成分(chng fn)或不同溫度的水混合后，其溶蝕能力有所增強(qiáng)的效應(yīng)。1.兩種不同飽和溶液的混合溶蝕效應(yīng) 指兩種或兩種以上不同飽和度水溶液，在碳酸鹽巖體內(nèi)相遇，混合后的溶液較原來的溶液溶解性增強(qiáng)。 水的溶蝕能力取決于水中侵蝕CO2的的存在情況，右圖中曲線表示平衡CO2與溶解CaCO3的關(guān)系。 兩溶液的溶解度相差越大，相混合后，侵蝕性越大。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 。2.不同溫度溶液的混合溶蝕相效應(yīng) 如果有

7、兩種溫度不同而飽和度相同的水相混合，或一種水溶液由高溫變?yōu)榈蜏?，都可以加大CO2的溶解度，從而加強(qiáng)溶液的溶蝕能力。這是因?yàn)闇囟扔筛呓档蜁r(shí)水對(duì)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 。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。共三十九頁三、其他(qt)離子的作用1.酸效應(yīng)(xioyng)2.同離子效應(yīng)3.離子強(qiáng)度效應(yīng) 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，地下水面附近；斷層交錯(cuò)等地下水下滲流匯合點(diǎn)；河谷岸坡附近；溫泉出露點(diǎn)附近等。 天然地下水中成分較復(fù)雜，大致有兩類離子：一類是與碳

8、酸鹽巖溶解產(chǎn)生的相同離子，如Ca2+ 、Mg2+ 、CO32- 等；另一類是不同的離子，如Na1- 、Cl1- 、SO42- 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？離子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。如右反應(yīng)式： 地質(zhì)上？硫酸和蝕質(zhì)的巖層滲出的地下水有較大溶蝕性。 加入Ca2+ 或CO32- 等同等離子后，減緩水對(duì)碳酸鹽的溶蝕能力。 水中增加與CaCO3不相一致的？電解離子時(shí)，它們會(huì)以較強(qiáng)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(duì)CaCO3的

9、溶解性。共三十九頁第三節(jié) 影響巖溶發(fā)育(fy)的因素凡是影響上述三個(gè)條件的因素(yn s)均是影響巖溶發(fā)育的因素(yn s)。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)育的條件共三十九頁一、碳酸鹽巖巖性的影響(yngxing) 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)。 碳酸鹽巖是指碳酸鹽礦物含量超過(chogu)50%的一類沉積巖。主要化學(xué)成分是CaCO3、 MgCO3 、sio2等。 常見的有：？巖、酚巖、酚質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r等。不同巖石，其溶解性是不同的，可用兩個(gè)指標(biāo)表示：共三十九頁標(biāo)準(zhǔn)試樣：方解石，要求試樣尺

10、寸相同(xin tn)，粉碎的粒度大小一樣，溶蝕在高濃度CO2的蒸餾水中。KV及KCV越大，說明巖石的溶蝕(rn sh)強(qiáng)度和溶蝕(rn sh)速度也越大。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。 酸不溶物含量越高， KV及KCV越小。 共三十九頁礦物(kungw)結(jié)晶越小， KV越大。一般而言，結(jié)晶粒屑亮晶。重結(jié)晶？。共三十九頁二、氣候(qhu)的影響1.降水的影響： （1）水直接參與巖溶作用，充足的降水是保證巖溶作用強(qiáng)烈進(jìn)行的必要條件。 （2）水是溶蝕(rn sh)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)

11、烈進(jìn)行。2.溫度的影響： （1）溫度升高，水中的CO2的溶解度減小，不利于巖溶作用。一般，水溫升高200 300 C，溶于水中的CO2減少一半。 （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(shí)溫度升高，化學(xué)反映速度大大加快，有利于巖溶作用。一般溫度升高100 C，化學(xué)反應(yīng)速度加快一倍。 總體上：溫度的升高有利于巖溶作用的進(jìn)行。共三十九頁溫?zé)岢睗竦臒釒?、亞熱帶地區(qū)：巖溶作用較強(qiáng)烈高寒(gohn)干旱的地區(qū)：巖溶不發(fā)育不同氣候條件下，巖溶速度、形態(tài)、類型(lixng)都明顯不同如溶蝕速度： 廣西 0.120.13mm/a ；湖北0.06mm/a ； 河北 0.020.03mm/a

12、 。我國(guó)氣候分類副熱帶亞熱帶溫 帶三大特征地區(qū)青藏高寒地區(qū)西北干旱地區(qū)南部溫?zé)岬貐^(qū)巖溶形態(tài)差別：廣西副熱帶溶蝕為主，地表地下巖溶充分強(qiáng)烈，形態(tài)諸全：湖北、湖南、四川等地 巖溶發(fā)育，以溶丘、溶？、漏斗為特征。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。共三十九頁三、地形地貌(dmo)的影響 地形地貌條件通過影響水的入滲，循環(huán)交替(jiot)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。例如： 區(qū)域地貌格局，宏觀上控制了某地區(qū)的地表水文網(wǎng)及地下水排泄基準(zhǔn)面的性狀，從而控制了地表地下水的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，進(jìn)而控制了巖溶發(fā)育的總體形式。 地形平緩地貌較之地形較

13、陡地貌，地表徑流緩慢，入滲量較大，有利于巖溶發(fā)育。 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。 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。共三十九頁四、地質(zhì)(dzh)構(gòu)造的影響1.斷裂的影響成巖、構(gòu)造、風(fēng)化、卸荷等作用形成的各種破裂面，為地下水入滲和流動(dòng)提供了通道，同時(shí)為地下水有效向深部滲入并形成深部巖溶提供了條件。由于斷裂構(gòu)造的存在，在一定程度上控制了巖溶的發(fā)育。例如，沿?cái)嗔衙鎺r溶發(fā)育強(qiáng)烈(qin li)。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。各種破裂面相互交織，使地下

14、水混合溶蝕效應(yīng)明顯，促進(jìn)巖溶發(fā)育。2.褶皺的影響褶皺的類型和部位不同，裂隙發(fā)育程度不同，巖溶強(qiáng)度不同。如核部比翼部發(fā)育，背斜比向斜發(fā)育。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。共三十九頁3.巖層(yncng)組合特征的影響（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：.包氣帶：多發(fā)育垂直(chuzh)巖溶形態(tài)，溶蝕通道 間連通性差。.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。.飽水帶：有利于形成規(guī)模大、連續(xù)性好的水平巖溶.深循環(huán)帶：由于水循環(huán)交替遲緩，巖溶發(fā)育很弱。 可溶碳酸巖與非可溶巖可能在不同地段形成十分復(fù)雜的各種組合形

15、式，因而巖石溶蝕性存在顯著差異，從而形成復(fù)雜的巖溶現(xiàn)象。如下4中類型的組合形式，巖溶發(fā)育明顯不同。共三十九頁（2）碳酸鹽巖夾非可溶性巖層 由于可溶巖的存在(cnzi)影響地下水運(yùn)動(dòng)，巖溶發(fā)育沒有（1）充分，不一定具備上述四個(gè)分帶特點(diǎn)。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。（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？，從而可能形成多層巖溶現(xiàn)象 。（4）非可溶性巖層夾碳酸鹽巖：巖溶發(fā)育極弱 非可溶巖隔水作用，地下水循環(huán)交替條件很差，巖溶發(fā)育極弱。 總之(zngzh)，巖溶發(fā)育與水的循環(huán)交替條件密

16、不可分，而這一條件又嚴(yán)格受巖層組合、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌等諸因素控制。自然界中，水循環(huán)交替條件很復(fù)雜。下表為幾種典型情況：共三十九頁 地殼的上升、下降、相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)、幅度、速度和波及(bj)范圍，控制著水循環(huán)交替條件及其變化趨勢(shì)，從而強(qiáng)烈的控制著巖溶發(fā)育的類型、規(guī)模、速度、空間分布及巖溶作用的變化趨勢(shì)。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(mngxin)，以垂直形態(tài)的巖溶為主。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

17、明顯典型。地殼下降期：常形成覆蓋型巖溶，地下水循環(huán)條件變差，巖溶作用受到抑制或停止。五、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響共三十九頁從更長(zhǎng)的地質(zhì)(dzh)歷史時(shí)期來看：（1）間歇性上升：上升 穩(wěn)定 再上升 再穩(wěn)定形成水平溶洞成層分布，高程與階地相對(duì)應(yīng)。（2）振蕩升降：巖溶作用由弱到強(qiáng)，由強(qiáng)到弱反復(fù)進(jìn)行以垂直形態(tài)的巖溶為主，水平溶洞規(guī)模(gum)不大，而且成層性不明顯。（3）間歇性下降：下降 穩(wěn)定 再下降 再穩(wěn)定巖溶多被埋于地下，規(guī)模不大，但具成層性，洞穴中有松散物充填。從層狀洞穴的分布情況及充填物的性質(zhì)，可查明巖溶發(fā)育特點(diǎn)及形成的相對(duì)年代共三十九頁第四節(jié) 巖溶(ynrng)區(qū)水庫滲漏問題一、滲漏(shn lu)

18、的形式1.按滲漏通道分類 2.按庫水漏失的特點(diǎn)分類 暫時(shí)性滲漏：飽和包氣帶的洞、隙消耗的水量一旦飽和，滲漏停止。 永久性滲漏：庫水不斷地通過巖溶通道向下伏河谷、鄰谷、低地等處流失。 在巖溶地區(qū)修建儲(chǔ)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(shí)會(huì)嚴(yán)重影響工程的 正常使用。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。這里以水庫滲漏為例介紹滲漏的一些基本問題。裂隙分散滲漏 管道集中滲漏共三十九頁二、影響滲漏(shn lu)的因素1.巖溶的影響 地下水可以沿巖溶的裂隙及斷層帶產(chǎn)生滲漏，而更主要沿巖溶空隙(kngx)如溶隙、溶洞、暗溝等滲漏。巖溶化程度高，巖溶通道的？。滲漏就

19、嚴(yán)重。 地下水能否沿通道有效滲漏，關(guān)鍵取決于巖溶通道的連通性。通常只發(fā)育溶孔、滲隙等弱巖溶化地區(qū)，通道規(guī)模小，連通概率小，滲漏量不會(huì)大；相反強(qiáng)巖溶化地區(qū)，可能出現(xiàn)？溶及地下暗河時(shí)，可能產(chǎn)生強(qiáng)烈滲漏。 影響巖溶地區(qū)水庫滲漏的因素很多，如巖溶發(fā)育的程度及規(guī)律性、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件等。實(shí)質(zhì)上決定滲漏條件的主要是兩個(gè)方面：一是滲漏通道，二是地下水位及動(dòng)態(tài)。這兩個(gè)方面也是進(jìn)行滲漏研究的重點(diǎn)。 受巖性分布，構(gòu)造影響，巖溶發(fā)育？分帶性、分層性及局部？巖溶化特征。這些也決定了巖溶滲漏的空間差異性。2.地質(zhì)構(gòu)造的影響 這里主要介紹褶皺及斷層對(duì)巖溶滲漏宏觀控制作用。由于其作用導(dǎo)致巖溶化地層與隔水層空

20、間上呈現(xiàn)不同的條件組合形態(tài)，從而使得滲漏通道復(fù)雜化。從下圖可以體會(huì)幾種典型滲漏情況。共三十九頁縱向巖，向斜(xin xi)，隔水層起到 封閉作用，庫水不會(huì)向鄰巖滲漏橫向(hn xin)巖，巖層褶皺，不利于庫區(qū)防滲，對(duì)于壩址充分利用隔水層可有效隔滲。縱向巖，背斜，地層產(chǎn)狀較緩，庫水沿巖溶通道向鄰巖滲漏?？v向巖，背斜，地層產(chǎn)狀較陡，庫水不會(huì)由巖溶通道向鄰巖滲漏?；?guī)r灰?guī)r隔水層隔水層灰?guī)r隔水層隔水層巖溶灰?guī)r共三十九頁斷層錯(cuò)動(dòng)，破壞了良好(lingho)的隔水邊界，形成間鄰谷滲漏通道。河間(h jin)地塊存在諸如侵入巖體某相對(duì)隔水層，起到較好的隔水作用。斷層錯(cuò)動(dòng)，非巖溶地層搭接形成良好隔水邊界。巖溶

21、層巖溶層非巖溶化地層共三十九頁 庫水位與兩岸地下水位相對(duì)高程(gochng)關(guān)系，直接關(guān)乎庫水能否向鄰谷滲漏，兩者關(guān)系可概括為如下圖各種情況。并可將河谷分為補(bǔ)給型、排泄型、懸托型三種類型。3.河谷(hg)區(qū)水文地質(zhì)條件的影響 1建庫前地下水位 2建庫后地下水位共三十九頁 圖a、b、c、d、e為補(bǔ)給型河谷。建庫前地下水補(bǔ)給河水。其中a、b、 d三種(sn zhn)情況下，建庫前地下水位仍高于庫水位，不產(chǎn)生滲漏； c、e建庫前，庫水位高于地下水位，產(chǎn)生滲漏。 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。 圖h是懸托型，天然地下水位位于谷底以下，建庫后肯定滲漏。共三十九頁三、巖溶滲漏(

22、shn lu)的防治措施 歸納起來有兩方面措施：一是降低巖體透水性；二是封堵滲漏通道。常用灌、鋪、堵、截等措施。 1、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(dngxu)，降低巖體的透水性，形成防滲墻，達(dá)到防滲目的。 2、鋪蓋：在地表水（如庫水）入滲地層（如壩上伏）鋪設(shè)一定高度的粘土等隔水層，阻止水體向地下入滲。 3、堵截：用塊石、混凝土等材料對(duì)規(guī)模較大的滲漏通道進(jìn)行填塞封堵，截?cái)嗨鳌?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

23、滲漏作用。對(duì)此，常常還可以采取疏導(dǎo)措施。共三十九頁第五節(jié) 巖溶地基(dj)穩(wěn)定性問題一、變形破壞的主要形式1.地表塌陷 ：地基受力層范圍內(nèi)，存在較大的空洞（如溶洞）。在自然(zrn)條件下 或建筑荷載作用下，產(chǎn)生洞體坍塌，引發(fā)地面塌陷而導(dǎo)致建筑物破壞。 2.地基承載力不足 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?；虺两挡痪鶆?qū)е陆ㄖ茐摹?3.地基滑動(dòng)：較大的溶溝、溶洞等形成鄰空面，？鄰空面產(chǎn)生的滑 動(dòng)現(xiàn)象。 在巖溶地基上進(jìn)行建設(shè)時(shí)，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。共三十九頁 地基不均勻(jnyn)沉降 地基(dj)塌陷

24、 地基滑動(dòng)共三十九頁 二、地基塌陷(txin)的成因 形成塌陷的原因很多。如潛蝕、真空吸蝕、振動(dòng)、土體軟化、建筑荷載。目前認(rèn)識(shí)尚不一致。因當(dāng)?shù)貤l件(tiojin)不同，產(chǎn)生塌陷的原因而不同，也可能是以一種原因?yàn)橹鲗?dǎo)，多種因素綜合作用的結(jié)果。 下面簡(jiǎn)要介紹潛蝕和真空吸蝕作用：1、潛蝕作用 在覆蓋型巖溶區(qū)，下伏存在溶蝕空洞，地下水經(jīng)覆蓋層的空洞滲流。在一定的水流作用下，地下水對(duì)土體或空隙中的充填物進(jìn)行沖蝕、掏空。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(kuò)大，最終引發(fā)動(dòng)洞頂塌落。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。當(dāng)土堆較薄時(shí)，土洞不能形成平衡。共三十九頁2、

25、真空吸蝕作用 在相對(duì)密封(mfng)的承壓巖溶水系統(tǒng)，當(dāng)?shù)叵滤幌陆抵粮采w層底版以下時(shí)，地下水由承壓轉(zhuǎn)為無壓，在地下水位與底版之間形成低氣壓狀態(tài)的“真空腔”，溶腔內(nèi)水如圖？一般吸蝕頂板的土顆粒，形成土洞。同時(shí)內(nèi)外壓作用，覆蓋層表面出現(xiàn)一種“沖壓”作用，從而加速土體破壞。產(chǎn)生塌陷主要與以下(yxi)條件有關(guān)：1、覆蓋層厚度：覆蓋層薄，易于塌陷且形成時(shí)間短，不易塌陷或形成時(shí)間 相對(duì)較長(zhǎng)。90%塌陷出現(xiàn)在覆蓋層厚度30m者很少產(chǎn)生塌陷。2、水的作用：常常因?yàn)榈叵滤幌陆祷蚪涤昶陂g產(chǎn)生，常出現(xiàn)于降落漏斗 中心，土體會(huì)水量達(dá)60%以上的狀態(tài)。3、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。4、覆蓋層下伏有較大的溶蝕空洞是形成塌陷的有利條件。共三十九頁三、塌陷地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 場(chǎng)地可否產(chǎn)生塌陷，在查明巖溶(ynrng)發(fā)育分布特征、覆蓋層厚度及？作用等條件后，進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。一般可根據(jù)如下情況作出定性評(píng)價(jià)：1、在地基受壓層范圍內(nèi)，當(dāng)下部基巖面？伏較大，而上部又有一定(ydng)厚度軟土層時(shí)，應(yīng)考慮地基的不均勻沉陷問題。2、基礎(chǔ)砌顯于基巖上，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。3、基礎(chǔ)底板以下土層厚度大于地基壓縮層