岩溶和岩溶水培训课件
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水文地质学课件 12岩溶水
12.0 概述12.1 岩溶发育机理12.2 影响岩溶发育的因素12.3 岩溶水系统的演变12.4 岩溶水的特征12.5 我国南北方岩溶水的差异12.0 概述12.0.1 岩溶与岩溶水【定义】地下水和地表水对可溶性岩石进行化学溶解，并伴随以冲蚀作用及重力崩坍，在地下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独特的地貌现象以及特殊的水文现象，上述作用及由此产生的各种现象称为“岩溶”。
赋存并运移于岩溶化岩层中的水称为“岩溶水”。
介质的可溶性以及水对介质的差异性溶蚀；岩溶水在流动过程中不断改造着自己的赋存与运动的环境，从而改造着自身的补给、径流、排泄与动态特征。
岩溶水系统是一个能够通过水与介质相互作用不断自我演化的动力系统。
（动态系统）演化初期：岩溶水系统往往与裂隙水系统没有很大的不同演化后期：岩溶水系统，管道系统发育，大范围内的水汇成一个完整的地下河系，某种程度上带有地表水的特征：空间分布极不均一，时间上变化强烈，流动迅速，排泄集中。
水量丰富的岩溶含水系统是理想的供水水源。
岩溶区的奇峰异洞与大泉是宝贵的旅游资源。
但是……12.1 岩溶发育机理溶滤作用的强度回忆1）矿物盐类的溶解度；2）岩土的空隙特征；3）水的溶蚀能力；4）水中气体成分的含量；5）水的流动状况。
12.1 岩溶发育机理岩溶发育的基本条件：1）具有可溶性岩石； 2）可溶岩必须是透水的；3）具有溶蚀能力的水；4）具有良好的水循环交替条件，即具有良好的地下水补给、径流、排泄条件。
最活跃最积极的条件是地下水的循环交替条件，它受控于气候、地形地貌、地质结构、地表非可溶岩覆盖及植被发育条件等。
12.1.1 碳酸岩盐的溶蚀过程1）与水接触的石灰岩，在偶极水分子作用下发生溶解：-++⇔2323CO Ca CaCO 2）水中存在由碳酸、有机酸、无机酸等酸类所解离的H +，与CO 32－结合成HCO 3－，使①右边的CO 32－不断减少而破坏平衡，进而促进CaCO 3的再度溶解。
地貌学04 岩溶地貌幻灯片PPT
貌 的溶蚀作用、侵蚀—溶蚀作用以及与之相伴生的堆积作用的总称。
学
貌
—
该过程是可逆的。当大气
岩
中的CO2向水中浸入时，一
溶
部分与水结合为碳酸溶解
地
固体CaCO3。当水中气态
的CO2减少时，该反应式往
左进行，CaCO3重新沉淀。
〔一〕岩溶作用的根本条件
1. 岩石的可溶性
地 主要取决于岩石成分和构造：
貌
地
喀
斯
特
—
地 貌 学
貌 岩 溶 地 2007年，在新西兰召开的第31届世界遗产大会上，贵州荔波与云南石
云岩(CaMg(CO3)2)
—
2. 岩石的透水性
岩石透水性影响着水向地下的渗流，并关系到地下喀斯特作用的进
地 展。岩石孔隙度和裂隙度对岩石透水性影响最大，而裂隙度大小与岩 貌 石的构造、纯度和厚度等有关。 学 3. 水的溶蚀力
貌
水的溶蚀力随深度增加而降低。
岩 一是深度增加，升华作用减少直至完全消失；二是水和岩石相互作 溶地 用而逐渐失去具有溶蚀性的碳酸。
3. 水平流动带〔饱水带〕
位于枯水期潜水面以下，直到谷底补给河流岩溶水的深处为止。经
地 常处于饱水状态，地下水流向近于水平方向，向河谷排泄。此带是喀斯 貌 特强烈发育地带，多为水平型喀斯特，如地下河、水平溶洞等。
学 在靠近河谷地段，水平带的下部在河底减压区，地下水由下而上运
—
貌
动，这是一种虹吸管状流动，向着谷底减压区排泄。
学 该带内水的运动以垂直下渗为主，故喀斯特地貌以垂直形态的溶
—
貌
洞为主，多漏斗、落水洞等个体小深度大的地貌。
岩 溶 2. 季节变动带〔过渡带〕 地 位于丰水期潜水面与枯水期潜水面之间。它在雨季或融冰化雪时，
岩溶课件ppt
岩溶课件
目录
• 岩溶定义与特性 • 岩溶地貌与形态 • 岩溶水文地质 • 岩溶工程地质问题 • 岩溶研究方法与技术 • 岩溶资源开发与利用
岩溶定义与特性
01
岩溶定义
01
02
03
岩溶定义
岩溶是指可溶性岩石在地 下水的作用下发生溶解、 流动和沉淀的地质作用过 程。
岩溶地貌
由岩溶作用形成的各种地 貌形态的总称，如石林、 溶洞、地下河等。
岩溶模拟
利用数值模拟技术，模拟岩溶水流、 溶蚀、沉积等过程，预测岩溶发育趋 势。
岩溶监测与预警
岩溶监测
通过长期监测岩溶区的水文、地质和环境变化，及时发现异常情况，为预警和 应对提供依据。
岩溶预警
根据监测数据和模拟结果，对可能发生的岩溶灾害进行预警，为灾害防范和应 急处置提供指导。
岩溶资源开发与利
总结词
岩溶地面塌陷是岩溶地区常见的地质灾害之一，主要由于地下洞穴的发育和岩体的不稳定性所致。
详细描述
岩溶地面塌陷通常发生在地下水位较高、岩体较破碎或存在大量溶洞的地区。在地下水位波动、地震 或人为活动等外部因素影响下，岩体容易失去稳定性，导致地面塌陷。塌陷区域通常呈圆形或椭圆形 ，深度可达数十米，对当地居民的生命财产安全和基础设施造成严重威胁。
岩溶地质灾害
总结词
岩溶地质灾害主要包括滑坡、泥石流、崩塌等，主要由岩体的不稳定性、降雨和地震等 外部因素触发。
详细描述
在岩溶地区，由于岩体的破碎、裂隙发育和地下水的侵蚀作用，岩体容易失去稳定性， 引发各种地质灾害。这些灾害不仅对当地居民的生命财产安全构成威胁，还会破坏基础 设施和生态环境。因此，加强岩溶地质灾害的监测和预警工作，采取有效的防治措施至
岩溶发育条件
目录
• 岩溶定义与特性 • 岩溶地貌与形态 • 岩溶水文地质 • 岩溶工程地质问题 • 岩溶研究方法与技术 • 岩溶资源开发与利用
岩溶定义与特性
01
岩溶定义
01
02
03
岩溶定义
岩溶是指可溶性岩石在地 下水的作用下发生溶解、 流动和沉淀的地质作用过 程。
岩溶地貌
由岩溶作用形成的各种地 貌形态的总称，如石林、 溶洞、地下河等。
岩溶模拟
利用数值模拟技术，模拟岩溶水流、 溶蚀、沉积等过程，预测岩溶发育趋 势。
岩溶监测与预警
岩溶监测
通过长期监测岩溶区的水文、地质和环境变化，及时发现异常情况，为预警和 应对提供依据。
岩溶预警
根据监测数据和模拟结果，对可能发生的岩溶灾害进行预警，为灾害防范和应 急处置提供指导。
岩溶资源开发与利
总结词
岩溶地面塌陷是岩溶地区常见的地质灾害之一，主要由于地下洞穴的发育和岩体的不稳定性所致。
详细描述
岩溶地面塌陷通常发生在地下水位较高、岩体较破碎或存在大量溶洞的地区。在地下水位波动、地震 或人为活动等外部因素影响下，岩体容易失去稳定性，导致地面塌陷。塌陷区域通常呈圆形或椭圆形 ，深度可达数十米，对当地居民的生命财产安全和基础设施造成严重威胁。
岩溶地质灾害
总结词
岩溶地质灾害主要包括滑坡、泥石流、崩塌等，主要由岩体的不稳定性、降雨和地震等 外部因素触发。
详细描述
在岩溶地区，由于岩体的破碎、裂隙发育和地下水的侵蚀作用，岩体容易失去稳定性， 引发各种地质灾害。这些灾害不仅对当地居民的生命财产安全构成威胁，还会破坏基础 设施和生态环境。因此，加强岩溶地质灾害的监测和预警工作，采取有效的防治措施至
岩溶发育条件
第10章-岩溶水
二、地面塌陷、岩溶塌陷 三、排供结合问题
（1）水害防治 （2）矿区供水
第十章 岩溶水
第一节 岩溶发育基本条件和影响 因素 第二节 岩溶含水介质的演化和分 带性 第三节 岩溶水的特征 第四节 我国岩溶充水矿井主要水 文地质问题
岩溶对大多数人来说都不陌生，岩溶现象对许多人来说 是很神密的（含部分专业人员），岩溶现象的壮观奇特，岩 溶水的神出鬼末，有着积极的一面：
• 济南泉城—世界著名：蕴育滋养了该城文明与发展 • 山西自北向南沿太行山脉的名泉：晋祠泉，娘子关泉， 洪山泉，郭庄泉，广胜寺胜泉，龙子祠泉，是山西盆地 的工农业发展的主要支柱 • 广西桂林山水甲天下，奇特岩溶景观 • 云南的路南石林，壮观与气势，让游人流涟忘返
• 溶蚀破坏与失稳破坏--• 垮塌物质部分由水流携带而走 • 大型溶洞形成中机械破坏起重要作用 岩溶洞穴形成
岩溶水系统演变过程
乙河
岩溶发育初期
甲河
乙河
甲河
局部岩溶水系统发育阶段
岩溶水系统演变过程
乙河
乙河
岩溶水系统的袭夺
甲河
甲河
统一地下河系的形成
•结果
1、介质改造愈强烈，机械破坏也愈强 2、介质改造后，地下岩体中出现各种规模洞穴 3、地表形成溶斗，落水洞以及各种规模的洼地， 汇集降水 4、介质导水能力增加，地下水位总体下降，水面 以上岩体或洞穴失去进一步发展的水动力条件 5、地下河系发生袭夺，河系归并，地下河系的流 域不断扩大
二、岩溶发育和岩溶水赋存的优势方位
1.厚层质纯灰岩分布区 2.断裂及其交汇部位 3.可溶岩与非可溶岩交接面附近 4.硫化矿床氧化带 5.河谷区深岩溶发育
二、岩溶发育和岩溶水赋存的优势方位
三、岩溶发育和岩溶水的分带性
（1）水害防治 （2）矿区供水
第十章 岩溶水
第一节 岩溶发育基本条件和影响 因素 第二节 岩溶含水介质的演化和分 带性 第三节 岩溶水的特征 第四节 我国岩溶充水矿井主要水 文地质问题
岩溶对大多数人来说都不陌生，岩溶现象对许多人来说 是很神密的（含部分专业人员），岩溶现象的壮观奇特，岩 溶水的神出鬼末，有着积极的一面：
• 济南泉城—世界著名：蕴育滋养了该城文明与发展 • 山西自北向南沿太行山脉的名泉：晋祠泉，娘子关泉， 洪山泉，郭庄泉，广胜寺胜泉，龙子祠泉，是山西盆地 的工农业发展的主要支柱 • 广西桂林山水甲天下，奇特岩溶景观 • 云南的路南石林，壮观与气势，让游人流涟忘返
• 溶蚀破坏与失稳破坏--• 垮塌物质部分由水流携带而走 • 大型溶洞形成中机械破坏起重要作用 岩溶洞穴形成
岩溶水系统演变过程
乙河
岩溶发育初期
甲河
乙河
甲河
局部岩溶水系统发育阶段
岩溶水系统演变过程
乙河
乙河
岩溶水系统的袭夺
甲河
甲河
统一地下河系的形成
•结果
1、介质改造愈强烈，机械破坏也愈强 2、介质改造后，地下岩体中出现各种规模洞穴 3、地表形成溶斗，落水洞以及各种规模的洼地， 汇集降水 4、介质导水能力增加，地下水位总体下降，水面 以上岩体或洞穴失去进一步发展的水动力条件 5、地下河系发生袭夺，河系归并，地下河系的流 域不断扩大
二、岩溶发育和岩溶水赋存的优势方位
1.厚层质纯灰岩分布区 2.断裂及其交汇部位 3.可溶岩与非可溶岩交接面附近 4.硫化矿床氧化带 5.河谷区深岩溶发育
二、岩溶发育和岩溶水赋存的优势方位
三、岩溶发育和岩溶水的分带性
岩溶及岩溶水课件 (一)
岩溶及岩溶水课件 (一)岩溶是指由于地下水的化学侵蚀作用和物理侵蚀作用而形成的一类自然地貌。
岩溶水则是指天然流经岩溶地貌地区的地下水和地表水。
岩溶及岩溶水作为地理学中一个重要分支，继承和发扬了自然地理学和动力地貌学的理论和方法，为人类认识和开发地球资源提供了重要的科学依据。
以下是有关岩溶及岩溶水课件的详细内容。
一、岩溶与其特征1、岩溶的概念：岩溶是指在地下水的化学腐蚀和物理侵蚀作用下，岩石、矿物和土壤形成的一类地貌。
2、岩溶的发育特征：（1）丰富的地表水和地下水资源；（2）地貌类型多样，形态复杂；（3）普遍存在的地下水通道与溶洞空间。
二、岩溶水及其特征1、岩溶水的概念：岩溶地貌下，由于地下水、地表水经过岩溶作用而形成自然流通的水文系统。
2、岩溶水的特征：（1）构成复杂，呈现多元化类型；（2）含水量大，水文循环速度快；（3）水文特征活跃，水质好，污染少。
三、岩溶及岩溶水在人类生产生活中的应用1、作为城市地下管网岩溶地质带地下空间多，又有不规则的裂隙和洞穴，天然的岩溶地质可以开挖形成城市道路、地下管网和地下停车场等。
2、清洗污水的补给水岩溶区容水能力强，地下水埋深深，水流速度快，水质清澈、微生物污染少。
利用岩溶区域自净能力进行地下水前期处理，如污水再生、供水一体化和河道治理等，可以达到良好的净化效果。
3、矿产资源的开发岩溶区域中泉水受到地热作用和岩溶作用的双重影响，容易形成丰富的地热矿泉水和喀斯特储水大气压、负气压等不同受力环境下各自具有的运移特性，所以岩溶带地区的矿产品颇多。
例如石漠化的治理，可将脆化石灰岩切割成不同的规格，作为建筑材料，消耗极小，符合可持续发展的需求。
总结如上所述，岩溶及岩溶水作为地理学中一个重要分支，是人们对于自然环境进行理论探讨和人工开发的重要依据，可以广泛应用于城市建设、环保治理、水利开发等多个领域，对于人类社会的可持续发展具有极其重要的意义。
岩溶及岩溶水 (2)
气候因素主要由降水量及气温决定，降水量 越大，气温越高，溶蚀量越大，溶岩 也愈 发育。另外，植物腐蚀产生的有机酸与 CO2及风化也易于被溶蚀。
（2）地层的组合、厚度及产状的影响
构造影响
岩溶的发育和分布规律
水平方向：岩溶的发育强度取决于地下水的交替 强度。在同一地区，哪里的地下水的交替强度大， 那里的岩溶就发育。 垂直方向：由于岩层裂隙随着深度增加而逐步减 少，地下水的运动也相应减弱，因而岩溶发育一 般是随着深度增加而减弱。
岩溶地区：土洞地基、石芽地基、溶洞地基
石芽地基的形成：纵横交错的溶沟之间多残留有 锥状或尖棱状的石芽，致使石灰岩基面高低不平 稳定性：石芽间的溶沟常被土充填，因此强度较 低，压缩性较高，易引起地基的不均匀下降从而 影响建筑物 措施：在石芽地基上修建建筑物时，必须查清基 岩的埋深、起伏情况、覆盖土层的压缩性及施压 的强度
岩溶水
赋存与运移于克熔岩的空隙、裂隙以及溶 洞的地下水叫岩溶水。 岩溶含水介质是多几次的空隙系统。
（1）岩溶管道 （2）各级构造裂隙 （3）成岩过程中形成的各种原生孔隙与裂隙 （4）充填溶洞的松散沉积物的孔隙
岩溶含水介质的分布
细小的孔隙，渗透性差而总容积相当大，是主要 的储水空间 大的岩溶管道及开阔的溶蚀裂隙，主要起导水通 道的作用 尺寸介于两者之间的不同级次裂隙构成裂隙网络， 兼具储水空间和导水通道的作用，联系着主要导 水通道与主要储水空间
（5）溶蚀洼地及坡立谷 溶蚀洼地：一种盆状洼地， 周围被石灰岩山丘包围， 底部常附生着漏斗。 陂立谷：宽广而平坦的谷地， 大都沿断裂带或构造带溶 蚀发育而成。宽可达数千 米，长可达数十千米，底 部平坦覆盖着溶蚀残余的 黄色、棕色或红色粘土， 有的地方还覆盖着河流冲 击层。
（2）地层的组合、厚度及产状的影响
构造影响
岩溶的发育和分布规律
水平方向：岩溶的发育强度取决于地下水的交替 强度。在同一地区，哪里的地下水的交替强度大， 那里的岩溶就发育。 垂直方向：由于岩层裂隙随着深度增加而逐步减 少，地下水的运动也相应减弱，因而岩溶发育一 般是随着深度增加而减弱。
岩溶地区：土洞地基、石芽地基、溶洞地基
石芽地基的形成：纵横交错的溶沟之间多残留有 锥状或尖棱状的石芽，致使石灰岩基面高低不平 稳定性：石芽间的溶沟常被土充填，因此强度较 低，压缩性较高，易引起地基的不均匀下降从而 影响建筑物 措施：在石芽地基上修建建筑物时，必须查清基 岩的埋深、起伏情况、覆盖土层的压缩性及施压 的强度
岩溶水
赋存与运移于克熔岩的空隙、裂隙以及溶 洞的地下水叫岩溶水。 岩溶含水介质是多几次的空隙系统。
（1）岩溶管道 （2）各级构造裂隙 （3）成岩过程中形成的各种原生孔隙与裂隙 （4）充填溶洞的松散沉积物的孔隙
岩溶含水介质的分布
细小的孔隙，渗透性差而总容积相当大，是主要 的储水空间 大的岩溶管道及开阔的溶蚀裂隙，主要起导水通 道的作用 尺寸介于两者之间的不同级次裂隙构成裂隙网络， 兼具储水空间和导水通道的作用，联系着主要导 水通道与主要储水空间
（5）溶蚀洼地及坡立谷 溶蚀洼地：一种盆状洼地， 周围被石灰岩山丘包围， 底部常附生着漏斗。 陂立谷：宽广而平坦的谷地， 大都沿断裂带或构造带溶 蚀发育而成。宽可达数千 米，长可达数十千米，底 部平坦覆盖着溶蚀残余的 黄色、棕色或红色粘土， 有的地方还覆盖着河流冲 击层。
岩溶工程地质研究培训讲义PPT(48页)
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。
淀）、
矿物结晶越小， KV越大。一般而言，泥晶>粒屑>亮晶。
二、气候的影响
1 温度的影响： （1）温度升高，水中的CO2的溶解度减小，不利 于岩溶作用。一般，水温升高200 ~300 C，溶于水 中的CO2减少一半。 （2）温度升高，生物新陈代谢加快，释放更多 的CO2带入水中。
同时温度升高，化学反映速度大大加快，有利 于岩溶作用，一般温度升高100 C，化学反应速度 加快一倍。
总体上：温度的升高有利于岩溶作用的进行。
2 .降水的影响： （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。
1.酸效应
任何酸解离出H+ 后，溶液中H+ 浓度增加，H+ 和CO32- 结合生成HCO31- ，从而
加速CaCO3 的溶解。如右反应式：
CaCO3 2H Ca2 2HCO3
地质上含硫酸的岩层渗出的地下水有较大溶蚀性。
2.同离子效应
加入Ca2+ 或CO32- 等同等离子后，减缓水对碳酸盐的溶蚀能力。
岩溶现象：
1、形成独特的地貌
大的地貌形态及蚀变：峰丛（溶洼）
峰林（溶盆）
孤峰（溶蚀平原）
地表形态 正形态：石牙、石林、峰（丛）林、孤峰。
（地表水 作用为主）
负形态：溶孔、溶槽、溶沟、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。
地下形态（地下水作用为主）：溶隙、溶洞、暗河。
2、形成独特的水文地质现象：水文地质条件复杂化；透水性增大，流态 动态及不均 匀性增大；出现伏流、地下河、岩溶泉，构成独特的水文地质系统（单元）等。
★酸不溶物含量越高， KV及KCV越小。
淀）、
矿物结晶越小， KV越大。一般而言，泥晶>粒屑>亮晶。
二、气候的影响
1 温度的影响： （1）温度升高，水中的CO2的溶解度减小，不利 于岩溶作用。一般，水温升高200 ~300 C，溶于水 中的CO2减少一半。 （2）温度升高，生物新陈代谢加快，释放更多 的CO2带入水中。
同时温度升高，化学反映速度大大加快，有利 于岩溶作用，一般温度升高100 C，化学反应速度 加快一倍。
总体上：温度的升高有利于岩溶作用的进行。
2 .降水的影响： （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。
1.酸效应
任何酸解离出H+ 后，溶液中H+ 浓度增加，H+ 和CO32- 结合生成HCO31- ，从而
加速CaCO3 的溶解。如右反应式：
CaCO3 2H Ca2 2HCO3
地质上含硫酸的岩层渗出的地下水有较大溶蚀性。
2.同离子效应
加入Ca2+ 或CO32- 等同等离子后，减缓水对碳酸盐的溶蚀能力。
岩溶现象：
1、形成独特的地貌
大的地貌形态及蚀变：峰丛（溶洼）
峰林（溶盆）
孤峰（溶蚀平原）
地表形态 正形态：石牙、石林、峰（丛）林、孤峰。
（地表水 作用为主）
负形态：溶孔、溶槽、溶沟、溶水洞、漏斗、洼地、溶盆、溶原。
地下形态（地下水作用为主）：溶隙、溶洞、暗河。
2、形成独特的水文地质现象：水文地质条件复杂化；透水性增大，流态 动态及不均 匀性增大；出现伏流、地下河、岩溶泉，构成独特的水文地质系统（单元）等。
地质课件-岩溶水
構造裂隙往往密集、短小而均勻，有利於形成溶蝕比較均勻的岩溶 含水層。
巨厚的純灰岩形成的構造裂隙往往比較稀疏、寬而長，有利於 形成大型岩溶洞穴，岩溶發育不均勻。
碳酸鹽岩由不同比例的方解石和白雲石組成，並含有泥質、矽 質等雜質。實驗表明，純方解石的溶解速度約為白雲石的兩倍，故 純灰岩要比白雲岩容易溶蝕，矽質與泥質灰岩最難溶蝕。
➢ 具有侵蝕能力的水；
➢ 水是流動的。
（一） 岩溶發育的基本條件
➢可溶性岩石
鹵化物岩(岩鹽、鉀鹽、鎂鹽)，硫酸鹽岩(石膏等)：分佈不廣，岩體較小 碳酸鹽岩(石灰岩、白雲岩、大理岩等) 。分佈廣、岩體大，有普遍意義。
❖岩石成分對其溶解的影響 泥質含量比較高的岩石往往表現出較強的塑性，形成的裂隙張
開寬度比較小，延伸性也比較差，不利於岩溶的發育。 成份不很純的岩層一般沉積間斷比較多，多呈中厚層至中薄層，
地下喀斯特水的垂直分帶
1.垂直滲透帶；2.季節變動帶；3.水準流動帶；4.深部 滯流帶
水經過相當長的流程以後，仍可具有一定的溶解能力。
➢ 地下水徑流強度 岩溶發育的一個必要條件是水的流動。 在水流停滯的條件下，隨著水中的侵蝕性CO2不斷消耗，
最終完全喪失其侵蝕能力，溶蝕作用便告終止。只有當地下 水不斷流動，富含CO2的滲入水不斷得到補充更新，水才能 經常保持侵蝕性，溶蝕作用才能持續進行。因此，地下水的 徑流條件是控制岩溶發育最活躍最關鍵的因素。
四 川 黃 龍 的 鈣 華 堤 壩
地表鈣華沉積 岷山南麓黃龍一帶河谷中的瀑布華
黃龍寺鈣華
黃龍寺鈣華
二、地下喀斯特
蝕空形態
1.溶洞
溶洞:是地下水沿著可溶性岩石的層面、節理或 斷層進行溶蝕和侵蝕而成的地下孔道。
2.地下河(暗河、伏流)
巨厚的純灰岩形成的構造裂隙往往比較稀疏、寬而長，有利於 形成大型岩溶洞穴，岩溶發育不均勻。
碳酸鹽岩由不同比例的方解石和白雲石組成，並含有泥質、矽 質等雜質。實驗表明，純方解石的溶解速度約為白雲石的兩倍，故 純灰岩要比白雲岩容易溶蝕，矽質與泥質灰岩最難溶蝕。
➢ 具有侵蝕能力的水；
➢ 水是流動的。
（一） 岩溶發育的基本條件
➢可溶性岩石
鹵化物岩(岩鹽、鉀鹽、鎂鹽)，硫酸鹽岩(石膏等)：分佈不廣，岩體較小 碳酸鹽岩(石灰岩、白雲岩、大理岩等) 。分佈廣、岩體大，有普遍意義。
❖岩石成分對其溶解的影響 泥質含量比較高的岩石往往表現出較強的塑性，形成的裂隙張
開寬度比較小，延伸性也比較差，不利於岩溶的發育。 成份不很純的岩層一般沉積間斷比較多，多呈中厚層至中薄層，
地下喀斯特水的垂直分帶
1.垂直滲透帶；2.季節變動帶；3.水準流動帶；4.深部 滯流帶
水經過相當長的流程以後，仍可具有一定的溶解能力。
➢ 地下水徑流強度 岩溶發育的一個必要條件是水的流動。 在水流停滯的條件下，隨著水中的侵蝕性CO2不斷消耗，
最終完全喪失其侵蝕能力，溶蝕作用便告終止。只有當地下 水不斷流動，富含CO2的滲入水不斷得到補充更新，水才能 經常保持侵蝕性，溶蝕作用才能持續進行。因此，地下水的 徑流條件是控制岩溶發育最活躍最關鍵的因素。
四 川 黃 龍 的 鈣 華 堤 壩
地表鈣華沉積 岷山南麓黃龍一帶河谷中的瀑布華
黃龍寺鈣華
黃龍寺鈣華
二、地下喀斯特
蝕空形態
1.溶洞
溶洞:是地下水沿著可溶性岩石的層面、節理或 斷層進行溶蝕和侵蝕而成的地下孔道。
2.地下河(暗河、伏流)
常见工程地质现象之岩溶 ppt课件
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4
❖ 岩性以灰岩为主，局部为白云质灰岩、大 理岩等，地层年代多属于泥盆系和石岩系。 岩溶发育程度不均匀，以肇庆地区最为发 育，溶洞形态十分复杂，千姿百态，局部 构成一座座复杂离奇的地下迷宫，著名的 肇庆七星岩、封开旅游区，即是由岩溶地 貌构成。近年来，广东省建设的广（州） 肇（庆）高速公路、广（州）梧（州）高 速公路、广（州）清（远）高速公路、广 （州）佛（山）高速公路等大型工程均不 同程度地位于岩溶地区。
❖ 岩溶地区地下 沿溶洞流动的 河流称为地下 暗河，其规模 大小不一。
落水洞
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暗河中的鱼
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三、岩溶发育条件
❖ 岩溶发育的基本条件有三个，即可溶性的岩 石、具有溶蚀能力的水和良好的地下水循环 交替条件。
具有溶蚀能力的水
可溶性的岩石 岩溶
良好的地下水循环交替条件
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(1)石林、石芽
❖ 水沿可溶蚀 岩石的节理、 裂隙进行溶 蚀和冲蚀所 形成的沟槽 间突起与沟 槽形态，浅 者为溶沟， 深者为溶槽。
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❖ 沟槽间的突 起称石芽， 其底部往往 被土及碎石 充填。在质 纯层厚的石 灰岩区，可 形成巨大的 貌似林立的 石芽，称为 石林。如云 南石林。
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1、可溶性岩石
❖ 这是岩溶发育的物质基础。自然界中的水溶 性岩石主要有石灰岩、白云岩、石膏和岩盐 等。在这几种可溶性岩石中，以岩盐的溶解 度为最大，石膏次之，石灰岩和白云岩的最 小。但是就分布面积来看，石灰岩和白云岩 的分布极为广泛，而石膏和岩盐则极小，岩 溶主要也分布在石灰岩和白云岩地层中。因 此，一般情况下岩溶主要是指由石灰岩和白 云岩构成的地层中的发育的岩溶。
岩溶PPT课件
岩溶
一、岩溶及其形态特征 二、岩溶的形成条件及发育规律 三、岩溶地区工程地质问题 四、岩溶的防治措施
一、岩溶及其形态特征
（一）概 念
岩溶，又称喀斯特(karst)，是指可溶性岩石， 在漫长的地质年代里受地表水和地下水以化学溶 蚀为主，机械侵蚀和崩塌为辅的地质营力的综合 作用和由此产生的各种现象的统称。
总之，和岩溶有关的工程地质问题是多方面的， 而且影响因素较为复杂，往往受各种因素的综合影响。
四、岩溶的防治措施
（一）岩溶地基的处理方法
1．挖填： 挖除岩溶形态 中的软弱充填物或 凿出局部的岩石露 头，回填碎石、混 凝土和各种可压缩 性材料以达到改良 地基的目的；
2.跨盖：采用梁式基础
或拱形结构等跨越溶洞、 沟槽等，或用刚性大的平 板基础覆盖沟槽、溶洞等；
1．岩层产状的影响
可溶岩和非可溶岩的相对位置及产状对可溶岩中 是否发育有岩溶有很大影响。
2．地质构造的影响
褶曲、节理和断层等地质构造控制着地下水的流 动通道，地质构造不同，岩溶发育的形态、部位和程 度河流的侵蚀作用受侵蚀基准面 的控制一样，地下水对可溶岩的溶蚀作用 同样受侵蚀基准面的控制。而侵蚀基准面 的改变则是由于地壳升降运动所决定的。
三、岩溶地区工程地质问题
随着社会建设的日益发展，必然会有更多的工程建 筑物在岩溶地区兴建，因而碰到一些较复杂的地质问题， 且导致的工程地质问题也是多方面的，它对各项工程建 筑均有不同程度的影响及危害。概括起来，与岩溶有关 的工程地质问题有：
1．可溶岩石强度的降低对地基稳定性的影响；可溶 性岩石均匀性溶蚀及非均匀性溶蚀对地基的影响问题；
石林
2．漏斗和落水洞
昆明郊区这些洞穴学名叫做“落水洞”，是石灰岩岩层上的一种独特的景观。
一、岩溶及其形态特征 二、岩溶的形成条件及发育规律 三、岩溶地区工程地质问题 四、岩溶的防治措施
一、岩溶及其形态特征
（一）概 念
岩溶，又称喀斯特(karst)，是指可溶性岩石， 在漫长的地质年代里受地表水和地下水以化学溶 蚀为主，机械侵蚀和崩塌为辅的地质营力的综合 作用和由此产生的各种现象的统称。
总之，和岩溶有关的工程地质问题是多方面的， 而且影响因素较为复杂，往往受各种因素的综合影响。
四、岩溶的防治措施
（一）岩溶地基的处理方法
1．挖填： 挖除岩溶形态 中的软弱充填物或 凿出局部的岩石露 头，回填碎石、混 凝土和各种可压缩 性材料以达到改良 地基的目的；
2.跨盖：采用梁式基础
或拱形结构等跨越溶洞、 沟槽等，或用刚性大的平 板基础覆盖沟槽、溶洞等；
1．岩层产状的影响
可溶岩和非可溶岩的相对位置及产状对可溶岩中 是否发育有岩溶有很大影响。
2．地质构造的影响
褶曲、节理和断层等地质构造控制着地下水的流 动通道，地质构造不同，岩溶发育的形态、部位和程 度河流的侵蚀作用受侵蚀基准面 的控制一样，地下水对可溶岩的溶蚀作用 同样受侵蚀基准面的控制。而侵蚀基准面 的改变则是由于地壳升降运动所决定的。
三、岩溶地区工程地质问题
随着社会建设的日益发展，必然会有更多的工程建 筑物在岩溶地区兴建，因而碰到一些较复杂的地质问题， 且导致的工程地质问题也是多方面的，它对各项工程建 筑均有不同程度的影响及危害。概括起来，与岩溶有关 的工程地质问题有：
1．可溶岩石强度的降低对地基稳定性的影响；可溶 性岩石均匀性溶蚀及非均匀性溶蚀对地基的影响问题；
石林
2．漏斗和落水洞
昆明郊区这些洞穴学名叫做“落水洞”，是石灰岩岩层上的一种独特的景观。
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另外，地表附近吗，由于风化裂隙增多，所以 岩溶一般比较发育。
——裂隙发育（初始裂隙）→岩溶系统
——断层发育决定了溶洞的形成
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岩溶和岩溶水
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水的溶蚀性
水对碳酸盐类岩石的溶解能力，主要取决于 水含中量侵越蚀多性，水CO的2的溶含蚀量能。力水也中越侵强蚀。性其C化O学2的方 程式：CaCO2+H2O+CO2==Ca2++2HCO3-
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岩溶和岩溶水
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岩溶的发育和分布规律： 1水平方向 2垂直方向： ①垂直循环带 ②水平循环带 ③过渡循环带 ④深部循环带
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岩溶和岩溶水
13
Ⅰ-垂直循环带；Ⅱ -过渡循环带；
Ⅲ-水平循环带；Ⅳ -深部循环带
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岩溶和岩溶水
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岩溶水
存与运移于可溶岩的空隙、裂隙以及溶 洞中的地下水叫岩溶水。岩溶含水介质是 多级次的空隙系统。一般情况下，包含下 列尺寸不等的空隙：①岩溶管道，通常直 径数十厘米到数米，其中还包括体积十分 巨大的溶洞；②各级构造裂隙；③成岩过 程中形成的各种原生孔隙与裂隙； 充填溶 洞的松散沉积物。
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岩溶和岩溶水
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实践中，对溶洞顶板安全厚度的确定常 采用以下方法
• a.对洞顶完整的溶洞，顶板安全厚度采用厚跨比法确定。 认为当溶洞顶板厚度h与建筑物跨过溶洞的长度L之比 h/L>0.5时，溶洞顶板安全。
• b.对顶板不完整、洞顶坍塌的溶洞，顶板安全厚度洞顶板 坍塌堵塞计算法。所需塌落高度(H)按下式计算：
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岩溶和岩溶水
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溶洞地基
• 溶洞地基的稳定性取决于溶洞的规模、埋深及充
填情况。当溶洞的规模大、埋深浅、溶洞顶板承 受不了建筑物的荷载时，就会使溶洞顶板坍塌、 地基失稳。当建筑物地基直接遇到溶洞时，可视 溶洞的规模及充填物情况，进行适当处理。规模 小，可采用清除或堵塞，或盖板跨越；规模大， 则不宜作为建筑物的地基。为了确保溶洞地基的 稳定性，必须根据溶洞的规模、溶洞顶板岩层的 性质确定洞穴离地面的安全深度，即溶洞顶板的 安全厚度
❖ 在岩溶地区，由于存在大量的地下空洞，进行 水库修建是要注意防止渗漏问题，在开挖隧道 和建设矿井时要注意涌水排水问题，在建筑铁 路、桥梁和厂房时要注意地基的塌陷问题。
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喀 斯 特 地 貌
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岩溶和岩溶水
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❖又称喀斯特(Karst)。19世纪末，南斯拉夫学者J.
Cvijic研究了南斯拉夫喀斯特高原的这种地貌，故得
名。
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岩溶和岩溶水
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❖ 可溶性岩石在世界上分布很广，占全球面积的 10.2％。在我国裸露的可溶性岩(碳酸盐类)面 积为90.7万／km2，占全国面积的9.4％，主 要分布于广西、云南及贵州等地，是世界上喀 斯特地貌最发育的地区之一，如桂林山水和路 南石林皆著名于世。
岩石的可溶性按岩性成分可分为三类 ①易溶的卤素盐类，如岩盐 ② 中等溶度的硫酸盐类，如石膏和硬石膏 ③难溶的碳酸盐类，如石灰岩、白云岩、泥灰岩
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岩溶和岩溶水
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岩石的透水性
岩溶要发展，岩石必须具有透水性。
一般在断层破碎带、裂隙密集带和褶皱轴部附 近，因为岩石裂隙发育且连通性好，有利于地下 水的运动，从而促进了岩溶的发育，并且往往沿 此方向发育着溶洞、地下河等。
学习要求
1、岩溶的形成条件和影响因素 2、岩溶地貌类型 3、对工程影响及处理措施
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岩溶和岩溶水
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岩溶作用
基本概念与研究意义
❖凡是以地下水为主，地表水为辅，以化学过程（溶 解与沉淀）为主，机械过程（流水侵蚀和冲积、重力 崩塌和堆积）为辅的 对可溶性岩石的破坏和改造作用 都叫岩溶作用。这种作用改造成的地表形态和地下形 态就叫岩溶地貌。岩溶作用及其新产生的水文现象和 地貌现象统称岩溶。
减 的 碳 淀该少C酸作反O，含用应2就或量。是要者减可向水 少逆相中，的反游这反的离时应方CC，aO向当C2转减O空3化少气就，时中要使，的发水化C生O中合沉2
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岩溶和岩溶水
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水的流动性
地下水的循环交替式岩溶发育的充分必 要条件
水的流动性反映了水在可溶岩层中的交 替程度。
只有水循环交替条件好，水的流动速度 快，才能将溶解物质带走，同时又促使含 有大量CO2的水源源不断地得到补充，则岩 溶发育速度就快。反之，岩溶发育就慢， 甚至处于停滞状态。
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岩溶和岩溶水
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岩溶发育的基本条件和影响因素
岩溶发育的基本条件： ①可溶岩层的存在
②可溶岩层必须是透水的 ③ 具有侵蚀能力的水 ④ 水是流动性的
影响岩溶发育的因素： ①气候 ②地层的组合、厚度及产状的影响 ③构造的影响
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岩石的可溶性
可溶性岩层时发生溶蚀作用的必要前 提，它必 须具有一定的透水性，使水能进入岩层内部进行 溶蚀
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岩溶区的主要工程问题
由于岩溶的发育致使建筑物和地基的工 程地质条件大为恶化，因此在岩溶地区修 建各类工程建筑物时必须对岩溶进行工程 地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的 各种工程地质问题。归结起来，岩溶区的 工程地质问题主要有两类。
1地基稳定性及塌陷问题
2 渗漏和突水问题
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岩溶地貌
岩溶地貌根据它们出露的情况分为地表岩溶地貌、地下岩溶地貌 以及它们的组合地貌。 1 地表岩溶地貌：石芽与溶沟；漏斗；竖井；落水洞；溶蚀洼地 ；坡立谷；干谷和盲谷 2 地下岩溶地貌：溶洞；地下河 3 落水洞、竖井、地下通道组合；河谷和暗河组合；塌陷与地下 通道组合；溶洞与地下通道组合；溶洞与阶地组合；分水岭风口 与溶洞组合
•
H=H0/(K-1)
• 式中 H0——洞体最大高度（m）；
•
K——岩体松散（涨余）系数，石灰岩K=1.2，粘土
K=1.05。
• c.若溶洞顶板不完整，裂隙、节理发育，则可按裂隙节理 分布特征采用受力的梁（板）计算弯矩，根据弯矩和岩体 应力求洞顶板的厚度。
——裂隙发育（初始裂隙）→岩溶系统
——断层发育决定了溶洞的形成
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水的溶蚀性
水对碳酸盐类岩石的溶解能力，主要取决于 水含中量侵越蚀多性，水CO的2的溶含蚀量能。力水也中越侵强蚀。性其C化O学2的方 程式：CaCO2+H2O+CO2==Ca2++2HCO3-
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岩溶的发育和分布规律： 1水平方向 2垂直方向： ①垂直循环带 ②水平循环带 ③过渡循环带 ④深部循环带
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Ⅰ-垂直循环带；Ⅱ -过渡循环带；
Ⅲ-水平循环带；Ⅳ -深部循环带
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岩溶水
存与运移于可溶岩的空隙、裂隙以及溶 洞中的地下水叫岩溶水。岩溶含水介质是 多级次的空隙系统。一般情况下，包含下 列尺寸不等的空隙：①岩溶管道，通常直 径数十厘米到数米，其中还包括体积十分 巨大的溶洞；②各级构造裂隙；③成岩过 程中形成的各种原生孔隙与裂隙； 充填溶 洞的松散沉积物。
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实践中，对溶洞顶板安全厚度的确定常 采用以下方法
• a.对洞顶完整的溶洞，顶板安全厚度采用厚跨比法确定。 认为当溶洞顶板厚度h与建筑物跨过溶洞的长度L之比 h/L>0.5时，溶洞顶板安全。
• b.对顶板不完整、洞顶坍塌的溶洞，顶板安全厚度洞顶板 坍塌堵塞计算法。所需塌落高度(H)按下式计算：
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溶洞地基
• 溶洞地基的稳定性取决于溶洞的规模、埋深及充
填情况。当溶洞的规模大、埋深浅、溶洞顶板承 受不了建筑物的荷载时，就会使溶洞顶板坍塌、 地基失稳。当建筑物地基直接遇到溶洞时，可视 溶洞的规模及充填物情况，进行适当处理。规模 小，可采用清除或堵塞，或盖板跨越；规模大， 则不宜作为建筑物的地基。为了确保溶洞地基的 稳定性，必须根据溶洞的规模、溶洞顶板岩层的 性质确定洞穴离地面的安全深度，即溶洞顶板的 安全厚度
❖ 在岩溶地区，由于存在大量的地下空洞，进行 水库修建是要注意防止渗漏问题，在开挖隧道 和建设矿井时要注意涌水排水问题，在建筑铁 路、桥梁和厂房时要注意地基的塌陷问题。
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喀 斯 特 地 貌
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❖又称喀斯特(Karst)。19世纪末，南斯拉夫学者J.
Cvijic研究了南斯拉夫喀斯特高原的这种地貌，故得
名。
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❖ 可溶性岩石在世界上分布很广，占全球面积的 10.2％。在我国裸露的可溶性岩(碳酸盐类)面 积为90.7万／km2，占全国面积的9.4％，主 要分布于广西、云南及贵州等地，是世界上喀 斯特地貌最发育的地区之一，如桂林山水和路 南石林皆著名于世。
岩石的可溶性按岩性成分可分为三类 ①易溶的卤素盐类，如岩盐 ② 中等溶度的硫酸盐类，如石膏和硬石膏 ③难溶的碳酸盐类，如石灰岩、白云岩、泥灰岩
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岩石的透水性
岩溶要发展，岩石必须具有透水性。
一般在断层破碎带、裂隙密集带和褶皱轴部附 近，因为岩石裂隙发育且连通性好，有利于地下 水的运动，从而促进了岩溶的发育，并且往往沿 此方向发育着溶洞、地下河等。
学习要求
1、岩溶的形成条件和影响因素 2、岩溶地貌类型 3、对工程影响及处理措施
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岩溶作用
基本概念与研究意义
❖凡是以地下水为主，地表水为辅，以化学过程（溶 解与沉淀）为主，机械过程（流水侵蚀和冲积、重力 崩塌和堆积）为辅的 对可溶性岩石的破坏和改造作用 都叫岩溶作用。这种作用改造成的地表形态和地下形 态就叫岩溶地貌。岩溶作用及其新产生的水文现象和 地貌现象统称岩溶。
减 的 碳 淀该少C酸作反O，含用应2就或量。是要者减可向水 少逆相中，的反游这反的离时应方CC，aO向当C2转减O空3化少气就，时中要使，的发水化C生O中合沉2
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水的流动性
地下水的循环交替式岩溶发育的充分必 要条件
水的流动性反映了水在可溶岩层中的交 替程度。
只有水循环交替条件好，水的流动速度 快，才能将溶解物质带走，同时又促使含 有大量CO2的水源源不断地得到补充，则岩 溶发育速度就快。反之，岩溶发育就慢， 甚至处于停滞状态。
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岩溶发育的基本条件和影响因素
岩溶发育的基本条件： ①可溶岩层的存在
②可溶岩层必须是透水的 ③ 具有侵蚀能力的水 ④ 水是流动性的
影响岩溶发育的因素： ①气候 ②地层的组合、厚度及产状的影响 ③构造的影响
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岩石的可溶性
可溶性岩层时发生溶蚀作用的必要前 提，它必 须具有一定的透水性，使水能进入岩层内部进行 溶蚀
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岩溶区的主要工程问题
由于岩溶的发育致使建筑物和地基的工 程地质条件大为恶化，因此在岩溶地区修 建各类工程建筑物时必须对岩溶进行工程 地质研究，以预测和解决因岩溶而引起的 各种工程地质问题。归结起来，岩溶区的 工程地质问题主要有两类。
1地基稳定性及塌陷问题
2 渗漏和突水问题
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岩溶地貌
岩溶地貌根据它们出露的情况分为地表岩溶地貌、地下岩溶地貌 以及它们的组合地貌。 1 地表岩溶地貌：石芽与溶沟；漏斗；竖井；落水洞；溶蚀洼地 ；坡立谷；干谷和盲谷 2 地下岩溶地貌：溶洞；地下河 3 落水洞、竖井、地下通道组合；河谷和暗河组合；塌陷与地下 通道组合；溶洞与地下通道组合；溶洞与阶地组合；分水岭风口 与溶洞组合
•
H=H0/(K-1)
• 式中 H0——洞体最大高度（m）；
•
K——岩体松散（涨余）系数，石灰岩K=1.2，粘土
K=1.05。
• c.若溶洞顶板不完整，裂隙、节理发育，则可按裂隙节理 分布特征采用受力的梁（板）计算弯矩，根据弯矩和岩体 应力求洞顶板的厚度。