岩土工程勘察 word文档 郭超英主编 9第八章 不良地质作用和地质灾害的勘察

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1、岩土工程勘察word文档郭超英主编9第八章不良地质作用和地质灾害的勘察第八章不良地质作用和地质灾害的勘察本章重点：本章介绍了不良地质作用和地质灾害的基本知识，包括岩溶与土洞、崩塌和滑坡、泥石流、场地和地基的地震效应。重点为不良地质作用和地质灾害的勘察要求。学习要求：通过学习，要明确不良地质作用和地质灾害的形成条件、类型和特点,掌握勘察要点及方法，并结合实际预测其危害并提出预防和处理的措施，保证工程建筑和生命财产的安全。第一节岩溶与土洞一、概述岩溶又称喀斯特（Karst），指地表中可溶性岩石（主要是石灰岩）受水的溶解而发生溶蚀、沉淀、崩塌、陷落、堆积等现象形

2、成各种特殊的地貌，如石芽、石林、溶洞等，这些现象就总称为岩溶地貌。喀斯特是南斯拉夫西北部一个石灰岩高原的地名，19世纪末，南斯拉夫学者司威杰(J.Cvijic)首先对该地区进行研究，并借用喀斯特一词作为石灰岩地区一系列作用过程的现象的总称，到1966年我国第二次喀斯特学术会建议将“喀斯特”一词改为“岩溶”。所以，喀斯特地貌亦称岩溶地貌。岩溶地形的地面往往是石骨嶙峋、奇峰林立，地表崎岖不平，地下洞穴交错，地下河发达，有特殊的水文网。我国石灰岩分布面积约有130万平方公里，广西、贵州等省都有典型的岩溶地貌。我国的岩溶无论是分布地域还是气候带，以及形成时代上都有

3、相当大的跨度，使得不同地区岩溶发育各具特征。但无论是何种类型岩溶，其共同点是：由于岩溶作用形成了地下架空结构，破坏了岩体完整性，降低了岩体强度，增加了岩石渗透性，也使得地表面强烈地参差不齐，以及碳酸盐岩极不规则的基岩面上发育各具特征的地表风化产物～红粘土，这种由岩溶作用所形成的复杂地基常常会由于下伏溶洞顶板坍塌、土洞发育大规模地面塌陷、岩溶地下水的突袭、不均匀地基沉降等，对工程建设产生重要影响。在岩溶地貌地区，地表水系比较缺乏，影响农业生产。近年来，我国岩溶地貌的许多地方开辟为旅游胜地，如广西的桂林山水、云南的路南石林甘肃武都的万象洞等都很有名。土洞是岩溶

4、地区的一种特殊的不良地质现象，是覆盖型岩溶区在特定的水文地质条件作用下，基岩面以上的部分土体随水流迁移携失而形成的土洞和洞内塌落堆积物，并引起地面变形破坏的作用和现象。土洞对地面工程设施的不良影响，主要是土洞的不断发展而导致地面塌陷，对场地和地基都造成危害。由于土洞较之岩溶洞穴来说，具有发育速度快，分布密度大的特点，所以它往往较溶洞危害大得多。土洞及由此引起的地面塌陷严重危害工程建设安全，是覆盖型岩溶区的一大岩土工程问题。岩溶场地可能发生的岩土工程问题有如下几个方面：(1)地基主要受压层范围内，若有溶洞、暗河等存在，在附加荷载或振动作用下，溶洞顶板坍塌引起

5、地基突然陷落。(2)地基主要受压层范围内，下部基岩面起伏较大，上部又有软弱土体分布时，引起地基不均匀下沉。(3)覆盖型岩溶区由于地下水活动产生的土洞，逐渐发展导致地表塌陷，造成对场地和地基稳定的影响。(4)在岩溶岩体中开挖地下洞室时，突然发生大量涌水及洞穴泥石流灾害。从更广泛的意义上，还包括有其特殊性的水库诱发地震、水库渗漏、矿坑突水、工程中遇到的溶洞稳定、旱涝灾害、石漠化等一系列工程地质和环境地质问题。二、溶蚀作用（一）溶蚀作用机理溶蚀作用是指水通过化学作用对矿物和岩石的破坏作用。化学作用主要有溶解、水解、水合、碳酸化及氧化等。其中水对可溶岩的溶解和水解

6、十分普遍，即使在纯水中，一部分水分子也常离解成H离子和OH离子，使-水具有酸性或碱性反应，其化学活动性很强。OH离子很容易夺取盐类矿物中的K+，Na+，Ca+和Mg+等阳离子，促使矿物结构破坏，分解为单个离子或分子扩散于水中。实际上自然界中的各种水体如雨水、河、湖或地下水都不是纯水，而是含有酸类如碳酸、硫酸、硝酸等的水溶液，它们都会加速岩石的破坏，特别是碳酸对石灰岩的碳酸化作用就更为普遍。原因是大气中的CO2与水化合后即成为碳酸：CO2＋H2O→H2CO3（8-1）-+碳酸电离后产生H和HCO3离子即：-H2CO3→H+＋HCO3（8-2）当H+与石灰岩（

7、CaCO3）作用时，H+从CaCO3中离解出CO2-3，结合成HCO-3，从而分解出Ca2+，CaCO3也就溶解于水即：-CaCO3＋CO2＋H2O→Ca2+＋2HCO3（8-3）可溶岩的溶蚀结果：一是所有组分全部溶解，即称为“全溶解”，例如对质纯的石灰岩溶解；二是只有部分组分溶解，称为“不全溶解”，如对含有杂质的石灰岩溶解，包括泥质石灰岩、硅质石灰岩和铁质石灰岩等。不溶或难溶的物质会残留在岩石表面或裂隙中，阻碍溶解作用。此外，由硫化铁氧化时产生的硫酸，生物活动或死亡后分解而产生的有机酸，闪电时产生的二氧化氮溶入水后形成的硝酸等强酸类，对石灰岩都会产生强烈

8、的溶蚀，如式：①CaCO3＋H2SO4→CaS4＋CO2↑＋H2O