2018岩土工程师基础考试知识点：岩溶工程地质

　　岩溶工程地质研究

　　1.溶蚀相关概念

　　岩溶：是岩溶作用及其所产生的地貌现象和水文地质现象的总称。亦称喀斯特。

　　岩溶作用：以化学溶蚀为主，同时还包括机械破碎、沉积、坍塌、搬运等作用，是一个化学-物理相结合的综合作用。

　　混合溶蚀效应：不同成分或不同温度的水混合后，其溶蚀性有所增强，这种增强的溶蚀效应叫做混合溶蚀效应。(两种分别已经饱和的溶液，不再具有溶蚀能力;但这两种溶液混合以后，可以重新具有溶蚀能力。)

　　其他离子的作用

　　(1)酸效应：氢离子能与碳酸根离子结合，从而增加碳酸钙的溶解。

　　(2)同离子效应：抑制岩溶作用。

　　(3)离子强度效应：溶液中有与碳酸钙不相关的强电解质离子时，将使碳酸钙的溶解度增大，从而促进碳酸钙的溶解。

　　2.岩溶发育的基本条件及影响因素

　　条件：

　　(1)具可溶性岩石;

　　(2)具溶蚀能力的水;

　　(3)具良好的水的循环交替条件，即具有良好的地下水的补给、径流和排泄条件。

　　影响因素：

　　一、碳酸盐岩岩性的影响：

　　方解石含量越高， KV(比溶蚀度)越大;反之白云石含量越高，Kv 越小。酸不溶物含量越高，Kv 越小。

　　二、气候的影响：

　　降水：① 水直接参与岩溶作用，充足的降水是保证岩溶作用强烈进行的必要条件。

　　② 水是溶蚀作用的介质和载体，充足的降水保证了水体的良好的循环交替条件，促进岩溶作用的强烈进行。

　　气温：① 气温升高，生物新陈代谢加快，土壤中有更多的CO2 富集，但水中的CO2 的溶解度减小，不利于岩溶作用。

　　② 气温升高，溶蚀速率增大，有利于岩溶作用。总体上：气温升高有利于岩溶作用的进行。温热潮湿的热带、亚热带地区：岩溶作用较强烈;高寒干燥的极地、寒带地区：岩溶现象不发育。

　　三、地形地貌的影响：

　　① 平坦地区：地表径流弱，入渗强烈，有利于岩溶发育。

　　② 陡峭地区：地表径流强烈，入渗弱，不利于地下岩溶发育。

　　③ 突起地区：地下水位深，包气带厚度大，垂直岩溶发育。

　　④ 低洼地区：地下水位浅，汇水地带，岩溶发育强烈，以水平岩溶为主。

　　四、地质构造的影响：

　　断裂的影响：

　　① 沿断裂面岩溶发育强烈

　　② 各组破裂面相互交织、延伸进而控制了岩溶发育的形态、规模、速度和空间分布。

　　③ 各种破裂面相互交织，使地下水混合溶蚀效应明显，促进岩溶发育。

　　褶皱的影响：

　　① 褶皱的不同部位，裂隙发育不均匀，岩溶强度不同。核部比翼部发育。

　　② 大型褶皱控制了可溶岩的空间分布和地下水汇水范围及径流条件，影响着岩溶的发育。

　　岩层组合的影响：

　　① 厚而纯的碳酸盐岩：Ⅰ. 包气带：多发育垂直岩溶形态。Ⅱ. 地下水季节变动带：两方向岩溶均发育。Ⅲ. 饱水带：规模大、连续性好的水平岩溶。Ⅳ.深循环带：岩溶不很发育。

　　② 碳酸盐岩夹非可溶性岩层。

　　③ 非可溶性岩层与碳酸盐岩互层：在同一时期，岩溶呈多层发育。

　　④ 非可溶性岩层夹碳酸盐岩：岩溶发育极弱。

　　五、新构造运动的影响：

　　地壳运动的性质、幅度、速度和波及范围，控制着水循环交替条件及其变化趋势，从而控制着岩溶发育的类型、规模、速度、空间分布及岩溶作用的变化趋势。

　　① 上升期：侵蚀基准面相对下降，地下水位逐渐下降，侧向岩溶不发育，规模小而少见，分带现象明显，以垂直形态的岩溶为主。

　　② 平稳期：侵蚀基准面相对稳定，溶蚀作用充分进行，分带现象明显，侧向岩溶规模大，岩溶地貌较明显典型。

　　③ 下降期：常形成覆盖型岩溶，地下水循环条件变差，岩溶作用受到抑制或停止。

　　④ 间歇性上升：形成水平溶洞成层分布，高程与阶地相对应。

　　⑤ 振荡升降：岩溶作用由弱到强，由强到弱反复进行，形成以垂直形态的岩溶为主，水平溶洞规模不大，而且成层性不明显。

　　⑥ 间歇性下降：岩溶多被埋于地下，规模不大，但具成层性，洞穴中有松散物充填。

　　3.岩溶渗漏的类型、影响因素及水库渗漏的研究内容

　　类型：

　　按渗漏通道分类：裂隙分散渗漏、管道集中渗漏。

　　按库水漏失的特点分类：暂时性渗漏、永久性渗漏。

　　影响因素：

　　一、岩溶的影响

　　碳酸盐岩经岩溶作用后，形成各种地下岩溶，如溶隙、溶洞、暗河等，使岩体的透水性加大，常构成水库渗漏的主要通道。岩溶发育程度是决定渗漏通道大小的根本因素。

　　二、地质构造的影响

　　渗漏通道的连通性主要决定于地质构造的特点，同时褶皱和断层对岩溶渗漏通道的影响十分复杂。

　　三、河谷区水文地质特征的影响

　　(1)补给型 两岸地下水或两岸地下水及邻谷河水均匀补给建库河流。

　　(2)排泄型 建库前河水补给地下水，建库后肯定会产生库水永久渗漏。

　　(3)悬托型 因深成岩溶发育而形成区域性地下水位不断下降，在这种河谷中修建水库时，将沿整个库底产生垂直渗漏，应尽量避免在悬托型河谷段修坝建库。

　　水库渗漏的研究内容

　　(1)查明岩溶发育、分布规律、重点查明溶洞、暗河的展布位置、规模等，进行岩溶泉水流量、高程调查，确定通道的位置及可能影响程度。

　　(2)分析地质条件

　　①岩层组合：当夹有非可溶岩地层时，可借助该层防止渗透。

　　②地质构造：

　　褶皱： 纵谷：与河流所处褶皱的部位有关。

　　横谷：修水库不刹，但充分刹用隔水层，可能防止坝区渗漏。

　　斜交谷：具体分析。

　　断层：既可有利于渗漏，又可不利于渗漏 。

　　岩体侵入：相对隔水层的分布位置。

　　(3)查明河间地块的水文地质条件

　　①补给型：渗漏与否视蓄水后库水位与地下水位的补给关系而定。若建库后仍为补给型，不永久渗漏。若建库后为排泄型，则渗漏。

　　②排泄型：建库后肯定会产生永久渗漏。

　　③悬托型：一定渗漏。