1本章知識(shí)點(diǎn)【知識(shí)點(diǎn)】地震的震級(jí)、烈度、近震、遠(yuǎn)震及地震波的傳播等基本概念；斷裂活動(dòng)和地震的關(guān)系，活動(dòng)斷裂的分類和識(shí)別及對(duì)工程的影響；滑坡、崩塌、巖溶、土洞、塌陷、泥石流，采空區(qū)、地面沉降等不良地質(zhì)現(xiàn)象的成因、發(fā)育過(guò)程和規(guī)律及其對(duì)工程的影響?！局攸c(diǎn)】斷裂活動(dòng)與地震的關(guān)系；滑坡、崩塌及泥石流災(zāi)害的形成條件及防治對(duì)策；巖溶地區(qū)的主要地質(zhì)問(wèn)題?！倦y點(diǎn)】地震誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害特征；采空區(qū)地表變形的影響因素?！緦?dǎo)讀問(wèn)題】哪些地質(zhì)作用不是“良民”？地質(zhì)災(zāi)害大家庭里哪位是“溫柔的殺手”，讓你感受不到的災(zāi)害？

不良地質(zhì)作用及防治7.5巖溶與土洞巖溶（Karst）：可溶性巖石以被水溶解為主的化學(xué)溶蝕作用，并伴隨以機(jī)械作用而形成溝槽、裂隙、洞穴，以及由于洞頂塌落而使地表產(chǎn)生陷穴等一系列現(xiàn)象和作用的總稱。土洞：巖溶地層上覆蓋的土層被地表水沖蝕或地下水潛蝕所形成的洞穴。進(jìn)一步發(fā)育形成地表塌陷。巖溶作用的概念凡是水對(duì)可溶性巖石以化學(xué)過(guò)程（溶解和沉淀）為主，機(jī)械作用（流水侵蝕與沉積，以及重力崩塌和堆積等）為輔的破壞和改造作用（不僅發(fā)生在地表，更多的是在地下）。巖溶作用的化學(xué)過(guò)程

CaCO3+CO2+H2O2HCO3-+Ca2+

以上反應(yīng)為可逆過(guò)程，當(dāng)大氣中的CO2向水中浸入時(shí)，一部分與水結(jié)合為碳酸溶解固體CaCO3，另一部分保持氣體狀態(tài)。當(dāng)水中氣態(tài)的CO2減少或空氣中CO2含量降低，該反應(yīng)式往左發(fā)展以補(bǔ)充CO2

，則發(fā)生CaCO3的重新沉淀。7.5.1巖溶1）巖石的可溶性(成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造)巖石的成分對(duì)溶蝕率的影響，可溶性巖石有三類：巖石的可溶性是發(fā)生巖溶作用的必要條件。碳酸鹽類巖石如石灰?guī)r、白云巖和泥灰?guī)r等；硫酸鹽類巖石如石膏、硬石膏和芒硝等；鹵素巖類巖石如巖鹽和鉀鹽等。

白云巖白云質(zhì)灰?guī)r灰?guī)r礦物

白云石白云石+方解石方解石Ca/Mg1.2~2.22.2~10.0>10.0相對(duì)溶解度

0.35~0.820.8~0.99≈1

巖溶化程度小中大1巖溶發(fā)育的基本條件7.5.1巖溶巖石的結(jié)構(gòu)1）巖石的可溶性(成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造)結(jié)晶顆粒大?。壕ЯＳ。芙舛扔?；隱晶質(zhì)和細(xì)晶質(zhì)的巖石溶解度較粗晶質(zhì)高；結(jié)構(gòu)類型：不等粒比等粒結(jié)構(gòu)溶解度更大。鮞狀結(jié)構(gòu)溶解速度較大7.5.1巖溶巖石透水性：空隙度高低；裂隙發(fā)育（更為重要）裂隙密集帶（通常是斷層帶）巖溶異常發(fā)育?？扇苄詭r石的空隙度一般很小，但介殼灰?guī)r、礁灰?guī)r等空隙度高，灰質(zhì)白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r中，其空隙度也要高一些。使水與可溶巖石廣泛接觸；使巖溶不僅限于巖石表面，還能向深部發(fā)展。2）巖石的透水性礁灰?guī)r介殼灰?guī)r7.5.1巖溶水流中的游離性CO2,一部分→H2CO3→Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2→CO2(重新分解)，實(shí)際僅起平衡作用；另一部分則溶蝕CaCO3，使碳酸鹽巖中形成空洞稱侵蝕性CO2。水的溶蝕能力與侵蝕性CO2的含量呈正比CO2含于空氣中，也生成于土壤上層強(qiáng)烈的生物化學(xué)作用。隨深度增加，侵蝕性CO2含量逐漸減少，水的溶蝕能力逐漸下降。水中CO2的含量受氣壓與溫度的影響。3）水的溶蝕能力PCO2=0.0003atm時(shí)水中的CO2含量及CaCO3溶解度表T（℃）CO2含量（%）CaCO3溶解度（mg/l）01.181100.7070200.5260300.39497.5.1巖溶4）水的流動(dòng)性滯流的水，由于不能及時(shí)補(bǔ)給CO2，其溶解力是有限的，很容易被CaCO3所飽和。流動(dòng)的水，由于水溫、水量及氣壓條件的不斷改變，可保持水的溶解性能，特別是不同CO2濃度地下水混合，會(huì)大大提高水的溶解力。取決于降水量、水位差和透水條件。降水量和地下暗河上下游的水位差越大，水流動(dòng)就越快。地下水的流動(dòng)形式有隙流、管流、脈流和網(wǎng)流。7.5.1巖溶2巖溶地貌形態(tài)及發(fā)育規(guī)律1)地貌形態(tài)地表地下-溶洞（石鐘乳、石筍、石幔、石柱等）正地形：峰叢、峰林、孤峰、殘丘、喀斯特

(突出地表)丘陵和石芽

負(fù)地形：落水洞、漏斗、豎井、干谷、盲谷、（凹陷于地表）喀斯特洼地、坡立谷、喀斯特平原、喀斯特峽谷、溶溝和溶隙所在位置7.5.1巖溶石芽地埋藏石芽熱帶土壤空氣CO2含量高，地下水有較多的碳酸，可溶蝕土層下的石灰?guī)r形成石芽和溶溝，但因在地下未受雨水沖刷，故石芽外形圓滑，溶溝深度不大（如圖）。7.5.1巖溶溶蝕洼地這是一種面積較大的橢圓形封閉洼地，四周多被低山丘陵、峰林等圍繞。底部堆積著2-3m厚的紅土層（較平坦），上面常有耕地和村落分布，雨季時(shí)常積澇為害，旱季時(shí)因地下水位下降而干旱，當(dāng)洼地底部排水系統(tǒng)堵塞后（發(fā)育后期）積水成湖。7.5.1巖溶沿?cái)嗔褞Оl(fā)育的溶蝕谷地，兩側(cè)為峰叢夾峙（福建永安）溶蝕谷地發(fā)育受構(gòu)造影響很大：如有些谷地發(fā)育于向斜或背斜軸部，有些沿?cái)嘞菖璧鼗驍嗔褞Оl(fā)育，還有些則沿可溶性巖與非可溶性巖得接觸帶發(fā)育。7.5.1巖溶干谷、盲谷和地下河1、干谷喀斯特區(qū)往昔的河谷（今已無(wú)水或僅洪水期有水）。

2、盲谷和地下河

盲谷是死胡同式河谷，前方常被陡崖所擋，河水從崖下落水洞潛入地下，變成地下河。盲谷前端的落水洞還會(huì)向上游遷移，表示地下河不斷向河流上游襲奪。7.5.1巖溶峰叢峰叢頂部山峰分散，基部連成一體，地勢(shì)較高，侵蝕較輕微，是位于垂直滲透帶上的峰林集合體。桂林峰叢越南下龍灣峰叢7.5.1巖溶峰叢、峰林與孤峰峰林基部微微相連成群簇生的石灰?guī)r山峰，是峰叢進(jìn)一步溶蝕發(fā)展的結(jié)果。峰林常分布在石灰?guī)r山區(qū)的邊沿部分桂林陽(yáng)朔萬(wàn)峰林7.5.1巖溶孤峰孤立的石灰?guī)r山峰，是峰林進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果，常分布在坡立谷底部和其它溶蝕平原上。質(zhì)純、層厚、產(chǎn)狀水平的石灰?guī)r，孤峰峭拔挺立，形若石筍。如廣西厚層及塊狀質(zhì)純的上石碳統(tǒng)馬平灰?guī)r形成的孤峰，基部大，頂部小，如圓錐狀。傾斜地層中，則形成不對(duì)稱的單面丘式的孤峰。若垂直裂隙發(fā)育，孤峰邊坡陡峭堅(jiān)硬。7.5.1巖溶越南下龍灣孤峰泰國(guó)攀牙灣的“白菜”黃布倒影：三者聯(lián)系時(shí)間上：發(fā)育早期→中期→晚期（峰叢→峰林→孤峰）空間上：中間→邊緣→外緣（峰叢→峰林→孤峰）峰叢、峰林與孤峰分布剖面示意圖7.5.1巖溶大型地下管道，多沿層面裂隙、斷層或其他構(gòu)造裂隙發(fā)育，水平循環(huán)帶產(chǎn)物，地下暗河的水平通道。溶洞

7.5.1巖溶石柱石鐘乳與石筍相對(duì)增長(zhǎng)，直至兩者連成石柱，由洞頂下滲的水溶液，繼續(xù)沿石柱表面堆積，使石柱加粗。

石柱石筍石鐘乳圖片來(lái)源：貴州人民政府網(wǎng)站7.5.1巖溶流石：洞內(nèi)流水所形成的方解石及其他礦物沉積。邊石：是地下水流過(guò)洞底積水塘?xí)r，在其邊緣形成的碳酸鈣沉積。石幔：為飽含碳酸鈣的薄層水，從洞頂或洞壁裂隙流出，沉積的波狀或褶狀的流石。7.5.1巖溶2）發(fā)育規(guī)律1）與可溶性巖層的成分有關(guān)2）與水（地表水、地下水）的徑流條件和水質(zhì)有關(guān)3）與地質(zhì)構(gòu)造和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)有關(guān)7.5.1巖溶巖溶地區(qū)地下水流動(dòng)有垂直分帶現(xiàn)象7.5.1巖溶（1）垂直滲透帶位于地面以下～豐水期潛水面以上，平時(shí)少水，僅雨季或融雪季節(jié)才有大量水流。厚度取決于潛水面的位置。該帶常發(fā)育垂直性洞穴。（2）季節(jié)變動(dòng)帶位于豐水期潛水面與枯水期潛水面之間，受季節(jié)性水位影響明顯。雨季潛水面上升，該帶水運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗?，平時(shí)少水，潛水面下降，水流沿著重力方向運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)變化，有利于垂直、水平和傾斜的地下溶洞發(fā)育。7.5.1巖溶（3）水平流動(dòng)帶位于枯水期潛水面以下，直到谷底補(bǔ)給河流巖溶水的深處為止。該帶地下水常年存在，水流總是排入河谷，流動(dòng)的方向接近水平，且有自由水面。但在谷底深處，地下會(huì)有承壓性，故水流向上。這里有活躍的水質(zhì)交替和混合，故溶解力較強(qiáng)，可呈大規(guī)模的水平溶洞。

（4）深部滯流帶水流極緩慢，甚至停滯，水質(zhì)交替很弱，水流有承壓性，水流方向不受主河谷影響，而向遠(yuǎn)處構(gòu)造盆地或減壓帶排泄，如果近海則從海底涌出，該帶僅見數(shù)量不多的蜂窩狀小洞穴。7.5.1巖溶土洞：土洞主要是地表或地下水流在土體中進(jìn)行溶蝕和沖刷的作用而形成的。7.5.2土洞(a)土洞未形成前；(b)土洞初步形成；(c)土洞向上發(fā)育；(d)地面塌陷；(e)地面呈碟形洼地。土洞的形成與發(fā)育條件土洞發(fā)育的快慢主要取決于：1）基巖面上覆土層的性質(zhì)：含碎石的砂質(zhì)粉土層；2）地下水的活動(dòng)強(qiáng)度；3）基巖面附近巖溶和裂隙發(fā)育程度。7.5.2土洞7.5.3巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)問(wèn)題(1)大為降低溶蝕巖石的強(qiáng)度：孔洞，結(jié)構(gòu)疏松(2)造成基巖面的不均勻起伏：石芽、溶溝、溶槽(3)漏斗威脅地面穩(wěn)定性(4)構(gòu)成洞穴(溶洞、土洞)地基1洞穴地基穩(wěn)定性問(wèn)題洞頂板穩(wěn)定性驗(yàn)算頂板按梁板受力情況計(jì)算H適用范圍：頂板巖層均較完整，強(qiáng)度較高，層理厚，且已知頂板厚度和裂隙切割情況當(dāng)跨中有裂縫，頂板兩端支座處的巖石堅(jiān)固完整時(shí)若裂縫位于支座處，頂板較完整時(shí)

若支座和頂板巖層均較完整時(shí)兩端固定梁簡(jiǎn)支梁懸臂梁7.5.3巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)問(wèn)題2巖溶地基問(wèn)題7.5.3巖溶地區(qū)的工程地質(zhì)問(wèn)題不良地質(zhì)作用及防治巖溶滲漏處理思路：地變?nèi)瞬蛔?，人變地不變，人與地均變，協(xié)調(diào)統(tǒng)一達(dá)到人地和諧7.5.4巖溶與土洞的災(zāi)害防治4．排導(dǎo)5．特殊基礎(chǔ)形式7.6地面沉降與地面塌陷7.6.1地面沉降地面沉降的廣泛涵義是指地殼表面在自然營(yíng)力作用下或人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)影響下，在一定區(qū)域內(nèi)，產(chǎn)生的具有一定規(guī)模和分布規(guī)律的地表高程損失的地質(zhì)現(xiàn)象地面沉降分類基于主導(dǎo)因素的地面沉降分類：按照沉陷規(guī)模分類：土體固結(jié)（壓密）型地面沉降非土體固結(jié)（壓密）型地面沉降巨型地面沉降大型地面沉降中型地面沉降小型地面沉降沉降面積累積沉降量對(duì)環(huán)境的危害，如潮水越堤上岸、地面積水等。對(duì)建筑工程的危害，如橋墩下沉，橋下凈空減小，碼頭、倉(cāng)庫(kù)地坪下沉，地下管道坡度改變，深井管和樁基建筑物的勒腳相對(duì)上升，建筑物傾斜等。7.6.1地面沉降地面沉降的主要工程危害地面沉降導(dǎo)致基礎(chǔ)脫開地面沉降的原因地下水的超采引起的沉降地基土欠固結(jié)引起的沉降以及高層建筑群附加荷載交通荷載等動(dòng)荷載振動(dòng)引起的沉降7.6.1地面沉降對(duì)地面沉降的監(jiān)測(cè)地面沉降量觀測(cè)地下水觀測(cè)地面沉降范圍內(nèi)已有建筑物的調(diào)查地面沉降現(xiàn)狀的分析繪制不同時(shí)間的地面沉降等值線圖，分析地面沉降中心的變遷動(dòng)態(tài)及其與地下水位下降漏斗的關(guān)系以及地面回彈與地下水位反漏斗的關(guān)系。分析地面沉降在不同時(shí)間、不同地點(diǎn)及地下水開采、回灌的不同情況下的變化規(guī)律。繪制以地面沉降為主要特征的專門工程地質(zhì)分區(qū)圖，根據(jù)累計(jì)沉降量和年沉降速度綜合地質(zhì)條件進(jìn)行分區(qū)。7.6.2地面塌陷地面塌陷是指地表巖土體在自然或人為因素作用下，向下陷落，并在地面形成凹陷、坑洞的一種動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象由于地下地質(zhì)環(huán)境中存在著天然洞穴或人工采掘活動(dòng)所留下的礦洞、巷道或采空區(qū)而引起的，其地面表現(xiàn)形式是局部范圍內(nèi)地表巖土體的開裂、不均勻下沉和突然陷落地面塌陷的原因地面塌陷的分類按主導(dǎo)因素分類溶巖地面塌陷采空地面塌陷其他地面塌陷按地面塌陷規(guī)模分類巨型地面塌陷大型地面塌陷中型地面塌陷小型地面塌陷塌陷坑直徑影響范圍中國(guó)巖溶地面塌陷石灰?guī)r分布面積占國(guó)土面積的13.5%我國(guó)喀斯特地貌分布廣、面積大、發(fā)育也很典型，主要分布在石灰?guī)r出露地區(qū)，約占全國(guó)總面積的13.5%，以桂、黔、滇東為大（例如：桂林山水、路南石林）。7.6.3地面塌陷的危害破壞城鎮(zhèn)建筑設(shè)施，危害人民生命財(cái)產(chǎn)影響交通和安全運(yùn)輸影響對(duì)自然資源的開發(fā)利用，包括塒地表水、巖溶地下水和礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用引起水庫(kù)滲漏，影響