工程地質(zhì)巖溶(喀斯特)

1.巖溶形狀巖溶，又稱喀斯特，是指可溶性巖層，如碳酸鹽類巖層〔石灰?guī)r、白云巖〕、硫酸鹽類巖層〔石膏〕和鹵素鹽類巖層〔鹽巖〕等受水的化學(xué)和物理作用產(chǎn)生的溝槽、裂隙和空洞，以及由于空洞頂板塌落使地表產(chǎn)生陷穴、洼地等特殊的地貌形狀和水文地質(zhì)作用的總稱。巖溶是不斷流動著的地表水、地下水與可溶巖相互作用的產(chǎn)物?？扇軒r被水溶蝕、遷移、堆積的全過程稱“巖溶作用〞過程。而由巖溶作用過程所產(chǎn)生的一切地質(zhì)景象稱“巖溶景象〞。“巖溶〞這一術(shù)語是概括性的，是巖溶作用和巖溶景象的總稱。３.３巖溶〔喀斯特〕〔1〕溶溝、石芽溶溝是灰?guī)r外表上的一些溝槽狀凹地。形狀各異。在溶溝間突起狀的石脊稱石芽。石芽與溶溝的高度、深度普通不超越幾米。〔2〕巖溶漏斗巖溶漏斗是在巖溶劇烈發(fā)育區(qū)，地表經(jīng)常山現(xiàn)的一種漏斗狀凹地。平面形狀呈圓或橢圓狀，直徑數(shù)米至數(shù)十米。深度數(shù)米至十余米。〔3〕落水洞落水洞與漏斗外表形狀類似，是地表與地下巖溶地貌的過渡類型。它構(gòu)成于地下水垂直循環(huán)極為流暢的地域，是流水沿垂直裂隙進展溶蝕、沖蝕并伴隨部分崩塌作用的產(chǎn)物。巖溶的常見形狀有以下幾類：干谷為巖溶區(qū)的特有景觀。巖溶地域發(fā)育了古河谷，當(dāng)?shù)貧ど仙?，地表河流不是隨之下切，而是沿著后期在谷底上發(fā)育的巖溶孔道〔漏斗、落水洞等〕，將水吸干，谷底干涸遂構(gòu)成干谷。有些干谷在暴雨季節(jié)尚排泄部分洪水，那么稱半干谷。巖溶地域由于地表河流常發(fā)生遇落水洞或溶洞而轉(zhuǎn)為地下伏流的景象，這種河谷遇石灰?guī)r壁而忽然截斷，當(dāng)這種河谷成為干谷時，就稱盲谷?！?〕峰叢、峰林、孤峰及溶丘峰叢多分布于碳酸鹽巖山區(qū)的中部，或接近高原、山地的邊緣部分。峰林又稱石林，常與洼地、干谷地形組合出現(xiàn)。孤峰為峰林的進一步開展，呈分散的孤立山峰，分布于巖溶平原之上。溶丘為峰林與孤峰地形經(jīng)后期溶蝕—剝蝕作用開展而成，呈平緩丘陵狀?！?〕干谷、半干谷及盲谷溶蝕洼地在峰叢或峰林之間呈封鎖或半封鎖狀。平面形狀為圓形或橢圓形，長軸常沿構(gòu)造線而發(fā)育，面積約數(shù)至數(shù)十平方千米?！捌铝⒐权曇辉~來源于原南斯拉夫，意即平原，又稱溶蝕平原。它由溶蝕洼地進一步發(fā)育而成?！?〕溶洞溶洞為地下巖溶地貌的主要形狀。是地下水流沿可溶性巖層的各種構(gòu)造面〔如層面、斷裂面、節(jié)理裂隙面〕進展溶蝕及侵蝕作用所構(gòu)成的地下洞穴。洞穴中存在著溶蝕剩余堆積、石鐘乳、石筍堆積物及崩塌物等多種類別堆積?！?〕溶蝕洼地及坡立谷地面河潛入地下之后稱伏流。暗河是由地下水聚集而成的地下河道，它具有一定范圍的地下匯水流域，因此，暗河雖有出口，而無入口?！?〕巖溶湖巖溶湖分地表巖溶湖及地下巖溶湖兩種類型?！?0〕溶隙、溶孔溶隙及溶孔主要發(fā)育在虹吸管式循環(huán)亞帶及深循環(huán)帶，形狀呈細縫狀及蜂窩狀，其直徑從數(shù)毫米到數(shù)厘米，也有較大的，似小溶洞。〔8〕伏流、暗河和巖溶泉１〕石灰華巖溶泉水出口處，含碳酸鈣的水因環(huán)境變化而析出的沉淀物質(zhì)。２〕石鐘乳溶洞中自洞頂下垂的石灰質(zhì)體。是含有豐富重碳酸鈣的地下水因CO2的逸出和水分的蒸發(fā)，部分CaCO3沉淀而成。３〕石筍、石柱發(fā)育于溶洞洞底的竹筍狀突起的CaCO3沉淀，稱為石筍；當(dāng)石鐘乳與石筍銜接在一同時，稱為石柱，成因同石鐘乳。４〕剩余堆積物由不被水溶解的剩余物質(zhì)組成的堆積物。５〕其它堆積物洞穴坍塌的石灰?guī)r碎塊、水流搬運物、人類及其它動植物化石等?！?1〕巖溶堆積地貌形狀特征石灰?guī)r中的溶隙石灰?guī)r中地溶溝喀斯特別貌特點喀斯特洞穴特征喀斯特洞穴特征〔2〕喀斯特別貌及落水洞〔陷穴、坑〕喀斯特別貌剖面洞的構(gòu)成北京某洞穴中的石鐘乳地下河河地下溶洞大廳地下河出口石灰?guī)r溶蝕地貌---象鼻山桂林蘆笛巖溶洞湖南波月洞中的石柱、石塔、及地下瀑布華等堆積物峰林及喀斯特平原喀斯特平原路南石林由泉華構(gòu)成的臺地２.巖溶與工程的關(guān)系由于巖溶作用的結(jié)果，使可溶性巖體的構(gòu)造發(fā)生變化，巖石的強度大為降低，巖石的透水性明顯增大，并富含地下水，因此巖溶對工程建筑興建及運用往往呵斥不利的條件。對水工建筑的壩基穩(wěn)定及壩庫滲漏帶來嚴重要挾。在巖溶地域建筑鐵路，也會給鐵路帶來許多危害。溶洞頂板的忽然塌陷或掉塊引起建筑物的破壞或影響施工的進展，嚴重者迫使鐵路部分改線。施工中，洞穴充填巖溶水的忽然涌水也要挾著施工平安或建筑物的穩(wěn)定?？梢姡瑤r溶與工程建立事業(yè)關(guān)系非常親密，對建筑物的穩(wěn)定性、正常運用、施工方法及建筑工期和造價等都有很大影響。巖溶地面塌陷(1)具有可溶性巖層；(2)具有溶解才干(含CO2)和足夠流量的水；(3)地表水有下滲、地下水有流動的途徑。其他：氣候、地形、植被和覆蓋層等。4.巖溶發(fā)育規(guī)律〔1〕巖溶發(fā)育隨深度的變化性巖溶化程度隨著深度的添加而逐漸減弱?！?〕巖溶發(fā)育的不均一性所謂不均一性，是指巖溶發(fā)育的速度、程度及其空間分布的不一致性。巖溶的發(fā)育遭到巖性、地質(zhì)構(gòu)造和巖溶水循環(huán)交替的控制。３.巖溶發(fā)育的根本條件巖溶的發(fā)育是一個緩慢的地質(zhì)過程，和其他自然景象一樣，必有其發(fā)生、開展和消亡過程。在巖溶發(fā)育條件長期穩(wěn)定的條件下，它要經(jīng)過幼年、青年、中年期到老年期，完成一個巖溶的發(fā)育旋回。每個階段都有相應(yīng)的巖溶形狀類型。實踐上，巖溶的發(fā)育大多是多旋回的，且有些旋回在時間上有重疊。〔4〕溶洞的成層性溶洞成層的緣由在于作為巖溶水排泄基準(zhǔn)面的河流，因地殼構(gòu)造運動在上升—穩(wěn)定—再上升的交替變化過程中，河流地質(zhì)作用相應(yīng)地產(chǎn)生下蝕—旁蝕—再下蝕的交替變化，由此巖溶水的運動產(chǎn)生垂直—程度—再垂直的變化，溶洞也就具有垂直的管道和程度的溶洞交互出現(xiàn)，從而構(gòu)成相互疊置的成層溶洞?！?〕巖溶發(fā)育的階段性與多代性巖溶垂直分帶與地下水垂直分帶的關(guān)系巖溶發(fā)育的部分規(guī)律不同氣候帶內(nèi)，巖溶發(fā)育各具不同的形狀和特征。我國巖溶類型主要有熱帶、亞熱帶、溫帶三大類。此外，還有高寒氣候帶、干旱區(qū)、海岸巖溶類型等?！?〕巖溶發(fā)育的地帶性４.巖溶的類型按可溶巖的出露條件分類：〔１〕裸露型巖層大部分出露地表，低洼地帶分布有厚度不超越10cm的第四系覆蓋層，地表巖溶景觀顯露，地表水同地下水連通親密?！玻病硿\覆蓋型巖層大部份被第四系土層覆蓋，厚度普通不超越30m，少部分巖溶景觀顯露地表，地表水與地下水連通較親密?！玻场成罡采w型巖層根本被第四系土層覆蓋，土層厚度普通超越30m，幾乎沒有巖溶景觀顯露地表，地表水同地下水連通不親密。〔４〕埋藏型可溶巖層被不可溶巖層(如砂巖，頁巖等)覆蓋，沒有巖溶景觀顯露地表，地表水同地下水連通不親密。５.地基穩(wěn)定性評價和地基處置措施(1)地基穩(wěn)定性評價巖溶對地基穩(wěn)定性的影響包括以下幾個方面。①在地基主要受力層范圍內(nèi)，如有溶洞、暗河等，在附加荷載或振動作用下，溶洞頂板有能夠坍塌，使地基忽然下沉。②溶洞、溶槽、石芽、漏斗等巖溶形狀呵斥基巖面起伏較大，或者有軟土分布，使地基不均勻下沉。③根底埋置在基巖上，其附近有溶溝、豎向巖溶裂隙、落水洞等，有能夠使根底下巖層沿傾向上述臨空面的脆弱構(gòu)造面產(chǎn)生滑動。④基巖和上覆土層內(nèi)，由于巖溶地域較復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，易產(chǎn)生新的工程地質(zhì)問題，呵斥地基惡化。(2)地基處置措施巖溶地基處置措施有：挖填、跨蓋、灌注和排導(dǎo)等。①挖填：即挖除巖溶形狀中的脆弱充填物，回填碎石、灰土或素混凝土等；以加強地基的強度和完好性；或在緊縮性地基上鑿去部分突出的基巖，鋪蓋可緊縮的墊層(褥墊)，以調(diào)整地基的變形量。②跨蓋：根底下有溶洞、溶槽、漏斗、小型溶洞等，可采用鋼筋混凝土梁板跨越，或用剛性大的平板根底覆蓋