不良地质作用和地质灾害课程课件

土木工程学院《岩土工程勘察》课程
§4.1岩溶
4.1.1岩溶及岩溶作用的概念
岩溶与工程建设关系密切。 在修建水工建筑物时，岩溶造成的库水渗漏，轻则造成水资源或水能 损失，重则使水库完全不能蓄水而失效。 在岩溶地区开挖隧道，常遇到溶洞充填物坍塌，暗河和溶洞封存水突 然涌入，溶洞充填物不均匀沉降导致衬砌开裂等问题。当遇到大型溶洞时 ，洞中高填方或桥跨施工因难，造价昂贵，不仅延误工期，有时甚至需改 变线路方案。如天生桥隧道开挖到山体内部，遇到一个高100 m(路基下高 度大于50 m)、宽120 m、长90m的大洞穴，建筑物悬空，技术上很难处理 ，被迫加设弯道统避。 此外，岩溶地面塌陷，风化表土不均匀沉降或岩溶漏斗覆盖土潜移， 也对工程建筑造成危害。因此，充分认识岩溶作用及岩溶现象，对岩溶地 区修建工程建筑有着重要意义。
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第4章不良地质作用和地质灾害
§4.1 岩溶 §4.2 滑坡 §4.3 危岩和崩塌 §4.4 泥石流 §4.5 采空区 §4.6 地面沉降 §4.7 场地和地基的地震效应 §4.8 活动断裂
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第4章不良地质作用和地质灾害
不良地质现象通常也叫地质灾害，是指自然地质作用和人类活动造 成的恶化地质环境、降低环境质量，直接或间接危害人类安全，并给社 会和经济建设造成损失的地质事件。
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§4.1岩溶
4.1.2岩溶发育规律
4.1.2.1岩溶与岩性的关系 可溶岩可分为易溶的卤素盐类(如岩盐)、中等溶解度的硫酸盐类( 如石膏、硬石膏、芒硝)和难溶的碳酸盐类(如石灰岩、白云岩)。卤素盐 类及硫酸盐虽易溶解，但分布面积有限，对岩溶的影响远远不如分布广 泛的碳酸盐类岩石。 碳酸盐岩常由不同比例的方解石、白云石组成，并含有泥质、硅 质、有机质等杂质。纯方解石的溶解速度约为纯白云石的两倍，故纯石 灰岩地区岩溶发育，当含白云石时次之。当含硅质、有机质等杂质时， 岩石溶解减慢，岩溶发育程度降低。当含黄铁矿或石膏时，SO42-离子 形成的酸效应能促进岩石溶解，加速岩溶发育。当含粘土杂质时，由于 粘土颗粒包裹方解石、白云石矿物，减少了岩石有效溶蚀表面，降低岩 溶速度。但如地下水具有一定流速，冲刷并带走粘土颗粒，则加快了整 个岩溶过程，使岩溶发育大于无杂质岩区。当含生物碎屑时，因孔隙度 增加，导致岩溶发育。
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§在因素和外界条件。形成岩溶一般 同时具备三个条件：①地区要具有可溶性的岩层，岩性不同，溶蚀强度不 一；②要具有溶解可溶岩层能力的溶蚀体，在自然界中主要是co2和足够 流量的水；③要有溶蚀水体能够沿着岩土裂隙、节理等孔隙而渗入可溶岩 体上，进行侵蚀作用的通道。
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§4.1岩溶
4.1.2岩溶发育规律
4.1.2.2岩溶与地质构造的关系 3.断层：正断层属张性断裂，断层破碎带受张拉作用，断层角砾岩 结构松散，张性裂隙发育，有利于地下水渗透溶解，是岩溶强烈发育地 带。其两侧断层影响带，节理裂隙发育，也是岩溶发育地带。 逆断层属压性断裂，断层破碎带受挤压作用，断层角砾岩挤压紧 密，有的甚至挤压成糜棱岩或断层泥，地下水不易流通，所以岩溶发育 较差。在逆断层主动盘的断层影响带内，节理裂隙发育，并受下伏断层 破碎带隔水的影响，该影响带内地下水富集，岩溶发育。扭性断层为张 扭性时，岩溶发育强烈；为压扭性时，岩溶发育差。 4.岩层产状：当岩层产状水平或倾斜时，溶洞发育，当岩层产状直 立时，漏斗、落水洞发育。 5.可溶性岩与非可溶性岩接触带或不整合面岩溶往往发育。
我国是地质灾害较多的同家，每年因地质灾害造成的经济损失约为 200亿~500亿元，给人类生命财产造成了极大危害，其中主要是崩塌、 滑坡、泥石流、岩溶、地震造成的损失。随着国民经济的发展，特别是 西部大开发战略的实施，人类工程活动的数量、速度及规模越来越大， 由人类工程诱发的地质灾害的损失已超过自然地质灾害，因此研究人类 工程诱发的地质灾害及防治具有重要意义
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§4.1岩溶
4.1.2岩溶发育规律
4.1.2.2岩溶与地质构造的关系 1.节理裂隙：岩溶发育与可溶岩节理裂隙的分布有关。所以，岩溶 与地质构造关系密切，常沿地质构造节理裂隙发育部位呈带状分布。 2.褶皱：背斜核部承受张应力，垂直张节理发育，地下水沿张节理 垂直下渗，然后向两翼运动。沿背斜轴部，岩溶多以漏斗、落水洞、竖 井等垂直洞穴为主。背斜倾伏端，节理裂隙发育，岩溶也发育。 向斜核部为地下水汇集地点，当向斜轴与沟谷一致时，地表水和 地下水共同向轴部汇集，并沿轴向流通，或向河流排泄，所以向斜轴部 岩溶以水平溶洞或暗河为主。同时，向斜轴部也发育有各种垂直裂隙， 也会形成溶洞、漏斗、落水洞等垂直岩溶形态。向斜仰起端节理裂隙发 育，岩溶也发育。 褶曲翼部，岩层倾斜，是地下水的径流通道，岩溶也发育。但褶 曲节理裂隙由核部向翼部逐渐减弱，所以翼部岩溶没有核部发育，岩溶 从核部向翼部逐渐减弱。
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§4.1岩溶
4.1.1岩溶及岩溶作用的概念
岩溶是指地表水和地下水对可溶岩以溶蚀为主的长期地质作用及其形 成的各种岩溶现象的总称。
南斯拉夫的喀斯特高原是岩溶现象的典型地区，国际上最早在此开展 全面研究，并用此地名代表岩溶现象，称为喀斯特。我国在1966年第二届 全国岩溶会议上，按成因确定用岩溶一词取代喀斯特。
可溶岩中以碳酸盐岩分布最为广泛。在我国广西(有13.9万km2)、贵州 (有15.6万km2)、云南(有24.1万km2)、四川(有36.0万km2)、湖南(有11.3万 km2)、湖北(有7.8万km2)等地，都有大面积连续分布的碳酸盐岩，如贵州 面积的51％，广西面积的33％，都是出露的碳酸盐岩。这些都是著名的岩 溶地区。此外，在我国华南、华东、华北以及青海(有19.0万km2)、西藏( 有86.3万km2)等地，也有大量碳酸盐岩分布，因此，我国是一个岩溶发育 的国家。全国陆地碳酸盐岩分布面积344.3万km2，出露面积90.7万km2。