范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程

范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程

ID:9254737

大小:1.58 MB

页数:31页

时间:2018-04-25

范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程_第1页
范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程_第2页
范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程_第3页
范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程_第4页
范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程_第5页
资源描述:

《范世凯在铁四院的讲座-岩溶与工程》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

1、岩溶与工程一、岩溶地质现象的基本理论知识(一)定义、类型、成因定义:岩溶(喀斯特)是指碳酸盐类可溶岩岩石(石灰岩、白云岩、大理岩、碳酸盐质砂岩或砾岩等)在地表、地下水的作用下,在漫长的地质历史中形成(溶解CaCO3及冲蚀)各种形态的沟槽、溶隙、空洞、管道等的地质现象。大型溶洞的形成还伴随崩塌作用。类型:地表——溶沟、溶槽、石芽、石林、溶蚀洼地地下垂直类型——落水洞、天然井、漏斗、天坑等水平类型——溶洞、管道、地下河、钟乳石、石笋等成因:有节理、裂隙的岩体本身含有一定数量的CaCO3和水中含有的CO2和H+离子是产生溶解作用的主

2、因。碳酸盐岩的溶解作用1、(主要是水中的CO2,在水中导出H+离子)CaCO3在CO2水溶液中的电离CaCO3+CO2+H2ODCa2++2HCO3-(1)(Ca离子被溶解、分离→溶蚀)2、CaCO3在水中分离:CaCO3DCa2++CO32-(2)CO2溶入水形成碳酸后电离:CO2+H2ODH2CO3DH++HCO3-(3)3、(1)式可写作:Ca2++CO32-+H++HCO3-DCa2++2HCO3-其本质是CO2的作用在水中导出H+离子后才造成碳酸盐的溶解。所以,水中H+增加(PH值减小),CaCO3的溶解度也相应增大

3、。31理论研究表明:PH<6.36时,水具强侵蚀性;PH值从6.36→8.33时,水侵蚀性由强变弱;PH接近或>10时,水中H+已减少,渐失对CaCO3的侵蚀能力。CO2是岩溶的主要因素,H+离子源(其他)也要考虑。4、溶解作用中的影响因素(1)温度效应:碳酸盐岩在不同温度时,溶解度是不同的白云岩溶解速度有一部分在60°C时最大,另一部分在40°C最大;石灰岩、大理岩在40°C时溶速最大;高温(80°C)或低温(0.5°C)溶速较低,可见40~60°C岩溶发育最有利。统计表明,温带区碳酸盐溶解最强;白云岩溶解需要更高温度(因为

4、CaCO3与MgCO3)——温带区白云岩岩溶差。湿热带CO2含量高,所以溶蚀快;极寒带、高山区CO2含量低,所以溶蚀慢;(2)流速和浓度梯度岩、水界面处首先溶解,饱和后如不散开即形成保护膜,所以流速大小决定溶速,流速小时,浓度梯度起作用。(3)离子效应:a、在同一容积溶液中加入相同离子盐时(在HCO3-中加入白云岩,CaCO3析出,CaCO3的溶解度降低)——同离子效应;b、溶液中加入不同离子盐(FS2或SO42-)溶解更强烈,所以黄铁矿含量高时岩溶发育强烈(如乌江渡三叠系深岩溶相邻砂页岩含黄铁矿)——异离子效应。总之,温度、

5、流速、离子等因素相互消长的复杂作用要综合分析。(一)岩溶发育的基本规律(岩性、构造、水循环)1、岩性:(易溶性)随CaO增加而提高,随MgO增加而降低(当CaO>20%时呈线性)CaO/MgO比值愈大,愈易溶。31如北方奥陶系马家沟组灰岩CaO达50%,方解石占95%~100%,最易溶。2、构造:因为地下水在裂隙内流动过程也是岩溶作用过程——裂隙溶蚀扩大(1)沿断裂——张、张扭、充填隔水,或断层一盘地层阻水。(2)沿褶皱轴——背斜纵向张性带(管道),向斜横张带发育倒虹吸状管道。(3)沿层面和非可熔岩界面3、河流排水基准面:(现

6、代河)(1)成层性——阶地对应,如:乌江干流五级阶地对应5层水平洞,湖北恩施腾龙洞上下两层地下河(为河流下切过程中形成的);南盘江的纳贡暗河(19km),三个出口(440m、473m、520m)对应三个相对稳定期,大溶洞(深140m)有5个台阶(对应5级阶地侵蚀基准面),湖北恩施清江腾龙洞有两层,上层干涸,下层水洞。(2)深岩溶——随河流纵剖面中地下水比降,比降大,水动压大、水循环深、则岩溶深;(乌江渡电站左岸深岩溶在河床下230m——长江中下游则相反)4宏观不均一性(相对概念)相对均一:(1)溶隙密布地段;(2)发育十分强烈

7、地段,各种溶隙、管道密布,形成网络状不均一:其他情况如透水性不均(K值相差很大)即强、弱岩溶蚀密布5、岩溶水运动规模的基本类型(1)溶隙型——溶隙5cm以上,延续好,近似达西定律;(2)脉管型——溶隙5~20cm,不符合达西定律;(3)管道型——溶隙大于20cm,汇流面为非渗流,不符合达西定律;6、岩溶率及发育强度划分岩溶率31:是指一定范围内岩溶空间的规模和密度。岩溶率在一定程度上反映岩溶发育的强度及方式,分为:①点岩溶率:单位面积内岩溶空间形态的个数;②线岩溶率:单位长度上岩溶空间形态的百分比;③面岩溶率:单位面积上岩溶空

8、间形态面积的百分比;④体岩溶率:孔洞体积占测量可溶岩体积之百分比⑤钻孔岩溶揭露率:在一定深度或层位的条件下,揭露到孔洞的钻孔占勘探钻孔总数的百分比。以上5种岩溶率指标,主要适用于高原或高山峡谷区、岩层大部分裸露、溶洞形态可见或可进入的岩溶区。而对于第四系下的隐伏岩溶,②、⑤两

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。