凡是影响上述三个条件的因素均是影响岩溶发育 的因素。
岩溶工程地质研究
2.道路工程
路基、站场、桥梁 地基稳定性、地基 塌陷 我国东部岩溶区， 铁路4010公里，岩 溶塌陷376处，近十 年间中断车1860小 时，颠覆列车3次。
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3.地下工程
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4.工民建
地基稳定性、塌陷问题
自1977年至今，武汉地区先后发生6次岩溶地面塌陷： • 1977年，汉阳中南轧钢常堆料场塌陷； • 1988年，武昌陆家街塌陷和阮家巷塌陷； • 1999年，毛坦村小学塌陷； • 2000年2月，武昌司法学校塌陷； • 2000年4月，青菱乡烽火村塌陷
上述反应也可表示为离子平衡式：
Ca2 CO32 H HCO3 Ca2 2HCO3
化简为： CO32 H HCO3
上述表明：CaCO3 在水中溶解的实质是CO32— 与H+ 结合生成HCO3— ， 因此H+ 的浓度是溶解的关键。天然水中， H+ 浓度很低，故CaCO3 在天然纯 水中溶解很少，形成岩溶主要是因为水中含有过量的CO2 ，与水结合电离 H+ ，促使CaCO3溶解。任何能在水中产生H+ 的物质均可能使CaCO3溶解。 H+含量多少用PH表示，当PH小于6.36时，具强烈侵蚀性； PH=10以上时，
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：
CaCO 3
Ca 2
CO
2 3
地质上含硫酸的岩层渗出的地下水有较大溶蚀性。
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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。
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
增大等。
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三、岩溶工程地质研究的意义
• 岩溶区水库渗漏问题； • 岩溶区修建隧道、地下洞库和开采矿
产等突水问题； • 岩溶地基塌陷问题。39个 岩溶山地县统 计，在已建的 260座大水库 中，有明显渗 漏的（设计效 益与实际效益 相比低于80％ 者）有92座。
不具侵蚀性。
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二、混合溶蚀效应
不同成分或不同温度的水混合后，其 溶蚀能力有所增强的效应。 1.两种不同饱和溶液的混合溶蚀效应 指两种或两种以上不同饱和度水溶液， 在碳酸盐岩体内相遇，混合后的溶液 较原来的溶液溶解性增强。 水的溶蚀能力取决于水中侵蚀CO2的 的存在情况，右图中曲线表示平衡 CO2与溶解CaCO3的关系。 两溶液的溶解度相差越大，相混合后，侵蚀性越大。实际上，自然界中 溶液大都比较接近，相混合一般能再溶解1% - 2%的CaCO3 。
主要作用有溶蚀、侵蚀、重力坍塌、堆积、 沉陷等。如地表水—侵蚀、剥蚀、堆积；地下 水—溶蚀、机械潜蚀、堆积、沉陷；重力、气 压—坍塌、冲爆、吸蚀。
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一、溶蚀过程
碳酸盐为难溶盐，溶解 度很低，如250C 时，溶解 度为14.2mg/L，由于水的化 学成分复杂，且随环境条件 而变化，使得碳酸盐岩石处 于长期、多变、多种溶蚀效 应。
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。
可溶性岩石包括碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤化物等。
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岩溶现象：
1、形成独特的地貌 大的地貌形态及蚀变：峰丛（溶蚀）；峰林（溶盆）； 溶蚀平原 地表形态 正形态：石林、石笋、峰林、孤峰。 负形态：溶沟、溶孔、溶槽、溶水洞、漏斗、 洼地、溶盆、溶原。 地下形态：溶洞、溶隙、暗河。
在地质条件特殊的部位，因上述原因，常使岩溶作用较 之其他地方强烈。如，地下水面附近；断层交错等地下水下 渗流汇合点；河谷岸坡附近；温泉出露点附近等。
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三、其他离子的作用
天然地下水中成分较复杂，大致有两类离子：一类是与 碳酸盐岩溶解产生的相同离子，如Ca2+ 、Mg2+ 、CO32- 等； 另一类是不同的离子，如Na- 、Cl- 、SO42- 等。这些离子对 溶液的溶解性都有一定影响，即产生离子效应，如下：
1988年5月10日，武昌陆家街地面塌陷，圆形塌坑，直径 22M，深10余米，十间民房、大树、电线杆等塌入坑中，引 起附近工厂、学校、住宅墙体、地坪变形、开裂。
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第二节 碳酸盐岩的溶蚀机理
参与岩溶过程的营力及岩溶过程很复杂。主 要营力是水,水的侵蚀、溶蚀作用是经常性、缓 慢的长期作用过程。
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2. 不同温度溶液的混合溶蚀相效应
如果有两种温度不同而饱和度相同的水相混合，或一种 水溶液由高温变为低温，都可以加大CO2的溶解度，从而加强 溶液的溶蚀能力。这是因为温度由高降低时水对CO2吸收系数 增大，以及用于饱和CaCO3所需的平衡CO2减少，多余的CO2 转化为游离CO2 。实际上，温度降低同时又限制了溶液中分 子的游动和扩散，减缓了溶解反应的速度。
3. 离子强度效应
水中增加与CaCO3不相一致的强电解离子时，它们会以较 强的吸引力吸引Ca2+ 及CO32- 离子，从而降低Ca2+ 与CO32的引力，从而增大水对CaCO3的溶解性。
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第三节 影响岩溶发育的因素
岩溶发育的条件
具有可溶性岩石 具有溶蚀能力的水 具有良好的水循环交替条件
第五章 岩溶工程地质研究
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提要
❖概 述 ❖ 碳酸盐岩的溶蚀机理 ❖ 影响岩溶发育的因素 ❖ 岩溶区水库渗漏问题 ❖ 岩溶地基稳定性问题
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第一节 概述
岩溶：水（包括地表水和地下水）对可溶性岩石进 行的以化学溶蚀作用为主的改造和破坏地质作用以 及由此产生的地貌及水文地质现象的总称。
涉及三相体系：固、水、 气。
主要九个离子平衡体系：
CO2，H2CO3，HCO3—，CO32—，岩溶C工a程2+地，质研C究aHCO3+，CaCO3，H+，OH-
溶蚀过程如下：
CaCO3 Ca2 CO32-
CO2 H2O H2CO3 H HCO3
CaCO3 CO2 H2O Ca2 2HCO3