岩溶与土洞课件

1、岩溶的概念凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程为主（溶解和沉淀）、机械过程（流水侵蚀和沉积、重力崩塌和堆积）为辅的对可溶性岩石的破坏和改造作用都叫做岩溶作用。 这种作用所造成的地表形态和地下形态叫做岩溶地貌。岩溶作用及其所产生的水文现象和地貌现象统称岩溶。 岩溶形态指可溶岩被溶蚀过程中的地质表现，可分为地表岩溶形态和地下岩溶形态两类。地表岩溶形态有溶沟（槽）、石芽、漏斗、溶蚀洼地、坡立谷、溶蚀平原等；地下岩溶形态有落水洞（井）、溶洞、暗河、天生桥等， （1）岩溶的主要形态岩溶的概念凡是以地下水为主、地表水为辅，以化学过程为主（溶解 A溶沟溶槽：生成于地表岩石表面，由地表水溶蚀与冲刷形成，在

2、地表上会残留一些石芽地貌。B漏斗：由地表水的溶蚀和冲刷并伴随塌陷作用而在地表形成的漏斗状形态。 C溶蚀洼地：由许多的漏斗不断扩大汇合而成，周围常有溶蚀残丘、峰丛、峰林，底部有漏斗和落水洞。D坡立谷和溶蚀平原：坡立谷是一种大型的封闭洼地，也称溶蚀盆地；坡立谷再发展就形成溶蚀平原。在坡立谷或溶蚀平原内经常有湖泊、沼泽和湿地等。底部经常有残积洪积层或河流冲积层覆盖。 A溶沟溶槽：生成于地表岩石表面，由地表水溶蚀与冲刷形成E落水洞和竖井：由岩层裂隙受流水溶蚀、冲刷扩大或坍塌而成，是地表通向地下深处的通道，其下部多与溶洞或暗河连通。F溶洞：由地下水长期溶蚀、冲刷和塌陷作用而形成的近于水平方向发育的岩溶形

3、态，洞内常有支洞、钟乳石、石笋和石柱等岩溶产物。G暗河：为地下岩溶水汇集和排泄的主要通道。H天生桥：溶洞或暗河洞道塌陷直达地表而局部洞道顶板不发生塌陷，形成的一个横跨水流的石桥。 E落水洞和竖井：由岩层裂隙受流水溶蚀、冲刷扩大或坍塌而成，岩溶形态示意图1-石林；2-溶沟；3-漏斗；4-落水洞；5-溶洞；6-暗河；7-钟乳石；8-石笋 岩溶形态示意图1-石林；2-溶沟；3-漏斗；4-落水洞；5各种类型的岩溶地貌各种类型的岩溶地貌岩溶与土洞课件岩溶与土洞课件岩溶水的垂直分布I垂直循环带；II季节循环带；III水平循环带；IV深部循环带在岩溶地区地下水流动有垂直分带现象，因而所形成的岩溶也有垂直分带

4、的特征岩溶水的垂直分布在岩溶地区地下水流动有垂直分带现象，因而所形 岩石的透水性取决于岩石的裂隙度和孔隙度，对可溶岩的透水性来说，裂隙度比孔隙度更为重要。褶皱和断裂使岩石透水性加强，对溶岩发育具有一定的控制作用。岩体内裂隙，它们往往成为地下水流畅通的通道，是造成岩溶最发育之所在地。裂隙类型很多，而造成岩溶的裂隙以构造裂隙和层理裂隙影响最大。它是造成深处岩溶发育的必要条件之一。 二、岩石的透水性一、可溶性岩石（2）岩溶的形成条件根据岩石的溶解度，能造成岩溶的岩石可分三大组：1碳酸盐类岩石，如石灰岩、白云岩和泥灰岩；2硫酸盐类岩石，如石膏和硬石膏；3卤素岩，如岩盐。这三组岩石的溶解度低，但当水中含

5、有碳酸时，其溶解度将剧烈增加。 岩石的透水性取决于岩石的裂隙度和孔隙度，对可溶岩的纯水的溶蚀力是微弱的，只有当水中含有CO2时才具有较强的溶蚀作用，将CaCO3溶解。天然水中含有一定量的侵蚀性CO2。当含有游离CO2的水与其围岩的碳酸钙（CaCO3）作用时，碳酸钙被溶解。三、水的溶蚀性 水在可溶岩体中流动是造成岩溶的主要原因。它主要表现为水在岩体中流动，地表水或地下水不断交替。因而造成水流一方面对其围岩有溶蚀能力，另一方面造成水流对其围岩的冲刷。四、水的流动性纯水的溶蚀力是微弱的，只有当水中含有CO2时才具有较强的溶蚀 土洞主要由潜蚀作用形成。 潜蚀是指地下水流在土体中进行溶蚀和冲刷的作用。如

6、果土体内不含有可溶成分，则地下水流仅将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种现象我们称之为机械潜蚀。如果地下水流先将土中可溶成分溶解，而后将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，具有溶滤作用的潜蚀称为溶滤潜蚀。 （1）土洞的形成条件土洞因地下水或者地表水流人地下土体内，将颗粒间可溶成分溶滤，带走细小颗粒，使土体被掏空成洞穴而形成。 土洞 土洞主要由潜蚀作用形成。 潜蚀是指地下水流在 A由地表水下渗发生机械潜蚀作用形成的土洞此类土洞形成因素有三点：土层的性质、土层底部有排泄水流及土粒的良好通道、地表水流能直接渗入土层。B由岩溶水流潜蚀作用形成土洞 此类土洞发育的快慢取决于基岩面上覆土层性质、地下水的活动

7、强度、基岩面附近岩溶和裂隙发育程度。 （2）土洞的类型 A由地表水下渗发生机械潜蚀作用形成的土洞此类土洞的分布和发育示意图 1-土洞；2-裂隙；3-石灰岩；4-粘性土；5-软土或稀泥 土洞的分布和发育示意图 岩溶与土洞地区对建（构）筑物稳定性和安全性有很大影响。 A溶蚀岩石的强度大为降低。 B造成基岩面不均匀起伏。 C漏斗对地面稳定性的影响。 D对地基稳定性的影响：分布密度与发育情况、埋深情况、抽水影响。 岩溶与土洞的工程地质问题 岩溶与土洞地区对建（构）筑物稳定性和安全性有很大影响 在进行建（构）筑物布置时，应先将岩溶和土洞的位置勘察清楚，然后针对实际情况做出相应的防治措施。 A挖填：即挖除溶洞或土洞中的软弱充填物，回填以碎石、块石或混凝土等，并分层夯实，以达到改良地基的效果。对于土洞回填的碎石上设置反滤层，以防止潜蚀发生。 B跨盖：当洞埋藏较深或洞顶板不稳定时，可采用跨盖方案。如采用长梁式基础或桁架式基础或刚性大平板等方案跨越。岩溶与土洞地基的防治 在进行建（构）筑物布置时，应先将岩溶和土洞的位置勘察 C灌注：采用水泥或水泥粘土混合灌浆于岩溶裂隙中；对于土洞，可在洞体范围内的顶板打孔灌砂或砂砾。 D排导：洞中水的活动可使洞壁和洞顶溶蚀、冲刷或潜蚀，造成裂隙和洞体扩大，或洞顶坍塌。因而对自然降雨和生产用水应防止下渗，