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泥灰质岩石岩溶是岩溶研究一个薄弱环节,将工程稳定性与岩溶作用相结合是岩溶地区地质灾害评价和治理所面临的新课题。三峡地区巴东组（T2b）泥灰质岩石的岩溶问题是新近发现的重大工程地质问题。由于构造破碎和河流切割引起岩石卸荷与松动,使岩石有利于水的渗入和岩溶作用。水是岩溶的溶剂,在峡谷斜坡地带,雨水是地表水和地下水的主要水源,地处亚热带的三峡地区雨水丰沛。通过对15个不同类型水样的化学成分测试和计算表明,雨水呈酸性,方解石的饱和指数（SI）低,具有强烈的溶蚀性,在地表和地下运移的过程中对泥灰质岩石产生了强烈的溶蚀作用。不同的地貌位置和构造层位具有不同的地表水和地下水状态,从而产生不同强度和不同形式的地表和地下岩溶。地质历史时期,岩溶作用使岩石发生成分和结构的一系列变化,从而导致岩石力学强度降低,岩体发生不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷。测试和计算还表明,不仅雨水及其转化成的地表水和地下水,而且江水和自来水均有一定的溶蚀性。将来,水的岩溶作用和水的诱发作用可能导致地基不均匀沉降、地裂缝、滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷,从而破坏工程稳定性。防治三峡地区地质灾害的关键在于防止水向地基的入渗。建议对三峡地区泥灰质岩石斜坡带岩溶进行深入研究。 相似文献
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岩溶化裂隙岩体是普遍发育于自然界中具有初始损伤的岩体。为了研究岩溶化裂隙岩体损伤破坏特征,本文以贵州某地赋存的溶蚀岩体为研究对象,运用损伤力学理论构建岩溶化裂隙岩体在单轴压缩条件下的损伤演化模型,并建立岩溶化裂隙岩体损伤演化方程。采用颗粒流数值软件进行单轴压缩数值试验,进一步研究岩溶化裂隙岩体试件在单轴压缩条件下的损伤演化特征,分析岩溶化裂隙岩体的微观损伤特征。结果表明:岩溶化裂隙岩体的初始损伤主要包括溶蚀损伤和裂隙损伤。岩溶化裂隙岩体的初始损伤随着溶蚀率的增加而增加,最终增加速率趋于平缓;岩溶化裂隙岩体的损伤演化曲线均呈“S”型变化,先缓慢增加,再迅速增加,最后缓慢增加至损伤值1;岩溶化裂隙岩体存在异构特征,导致破坏裂隙起源于具有初始损伤的溶蚀孔洞和裂隙处,随后裂隙经历萌发、扩张和剪切作用、数量和长度增加以及裂隙贯通4个阶段后发生宏观破坏。 相似文献
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《水文地质工程地质》2020,(4)
三峡工程库区175 m试验性蓄水10多年后,峡谷区岩溶岸坡水位变动带岩体劣化强烈,新生或加速形成了大量地质灾害,引起研究人员和政府的广泛关注。文章从微细观到宏观、由点到面,采用野外调查、室内试验分析了三峡库区岩溶岸坡岩体劣化及其灾变效应。野外调查显示,溶蚀岩体劣化集中发育于三峡、大宁河等干支流峡谷区域,其中以巫峡共约10 km长的岸坡最为典型。溶蚀岩体劣化机制包括以机械搬运为主的物理机制、以溶蚀/溶解为主的化学机制和以应力腐蚀断裂为主的力学机制。岩体劣化导致溶蚀岩体结构降级,岸坡局部持续形变。岩体劣化、岩溶水动力作用、岸坡形变相互促进,推动了岸坡灾变的发生。大量案例表明,岩溶岸坡岩体劣化引起灾变效应早期,破坏浅表层、岸坡不断后退。岩体劣化影响下岩溶岸坡破坏模式包括崩塌、滑移和倾倒3种主要类型。库水位长期变动导致的溶蚀岩体劣化带来了前所未有的高陡岸坡灾变威胁,可能将三峡库区地质灾害带入新的发育阶段。本研究将为三峡库区岩溶地质灾害隐患点识别与防灾减灾提供技术支撑。 相似文献
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碳酸盐岩往往含有较多泥质夹层，多发育浅部岩溶裂隙，影响工程基础稳定性。文章依托广西合山市溯河矿区某道路浅部岩溶调查成果，分析了薄层灰岩岩溶宏观形态和垂直分布特征，按照溶蚀程度将其分为碎屑残留带、表层岩溶带和下部包气带；通过室内溶蚀试验，分析了矿物组成、CO2及水动力条件影响下的溶蚀规律；对比分析了薄层和厚层岩溶发育特征。结果表明:（1）薄层灰岩浅部岩溶发育程度与微地貌有关，通常在山谷和地下水强径流带溶蚀作用更为强烈；（2）薄层灰岩溶蚀优先开始于方解石，在岩石表面形成溶孔、粗糙程度增加，提供了侵蚀性溶液流动通道；（3）薄层灰岩岩溶较厚层灰岩岩溶规模小，分布较为均匀，由地表土体渗入地下岩体的地下水含有较多侵蚀性CO2水溶液，会促进岩溶作用的进行；（4）薄层灰岩浅部岩溶发育分布模型为:发育均匀的微小溶蚀裂隙在溶蚀下渗过程中遇到软弱夹层时会沿水平向扩展并随进一步溶蚀作用被充填，垂向深部发展时溶蚀作用逐步消散。 相似文献
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三峡水库峡谷区矗立着大量岩溶不稳定库岸，危及长江黄金水道安全。采用野外勘查和力学分析，对三峡库区碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏关系进行深入研究。野外勘查发现，三峡库区碳酸盐岩库岸存在许多与溶洞、溶隙、溶蚀带、溶槽、溶沟等表层岩溶作用有关的斜坡不稳定现象。巫峡段库岸内共发育岩溶地质灾害及隐患点186处，其中滑坡隐患点37处，大型以上危岩体6个。岩体力学分析表明:强降雨、蓄水和岩体劣化会因为有效应力减少、强度下降而造成破裂的节理/裂隙逐渐扩大。同时，水位变动带岩体劣化的裂缝扩展速率比三峡的平均溶蚀率高出约1 300倍，极大地加快了已经进入屈服状态的不稳定岩体的演化进程。溶蚀作用是岩溶岸坡中最基本的作用，库水长期波动加快了岩溶岸坡演化。本次研究将为三峡库区峡谷段不稳定库岸识别和防灾减灾提供技术支撑。 相似文献
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塔里木盆地轮南地区奥陶系潜山古岩溶及其所控制的储层非均质性 总被引：37，自引：4，他引：37
低孔低渗的碳酸盐岩通过长期的地表风化淋滤、溶蚀之后可能会成为较好的油气储集岩体。本文通过钻井、测井及岩心等资料探讨轮南地区奥陶系灰岩中的古岩溶及其对储集的控制作用。研究表明,区内古岩溶主要形成于早石炭世,岩溶作用所形成的角砾岩相是重要的储集岩类,无论是在横向上或垂向上这种储集岩体均表现出强烈的非均质性。 相似文献
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鄂尔多斯盆地塔巴庙地区奥陶系古岩溶发育特征及储层意义 总被引：3，自引：1，他引：2
通过钻井岩心、铸体薄片观察及测井资料分析,塔巴庙地区有地表残积相、基岩溶蚀相、洞穴垮塌相、暗河充填相及基岩破裂相 5 种岩溶产物.据暗河充填相可将岩溶作用划分为两个旋回,据水动力特征将岩溶作用分为地表溶蚀带、垂直渗流带、水平径流带及深部溶蚀带 4 个岩溶带,并阐述其岩石学及测井响应特征.结合层序地层法、印模法及残厚法对研究区岩溶古地貌进行半定量恢复,划分出岩溶高地、岩溶斜坡和岩溶盆地 3 种 2 级单元及岩溶台地、孤峰、岩溶坡地、岩溶洼地、溶丘、落水洞和沟槽等 7 种 3 级地貌单元.勘探实践表明,岩溶斜坡及 2 级地貌单元间过渡带有利于储层发育,见气体显示,为有利勘探区. 相似文献
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龙门石窟潜溪寺凝结水定量测试研究 总被引：3，自引：1，他引：2
龙门石窟雕琢于碳酸盐岩体之中,受水的侵蚀破坏十分严重,而凝结水病害是水侵蚀中不容忽视的一个问题。潜溪寺是龙门石窟凝结水病害比较典型的一个石窟。凝结水的定量测试是评价凝结水病害和分析其形成机理的重要手段。采用专门的测试设备在龙门石窟潜溪寺现场测定凝结水的凝结速率和凝结水量,主要包括试验仪器的率定试验和凝结水的定量采集试验,通过率定试验得到了试验时间和试验仪器误差的曲线关系,定量采集试验得到不同时间段的凝结速率。结合现场监测的凝结面积和生成凝结水的时间计算凝结水量。试验结果表明,试验仪器误差水量与时间可以拟合为线性关系;2010年潜溪寺的凝结水生成总量为200.68 kg,其量相当可观;潜溪寺内凝结水的生成速率上午最大,晚上最小;结合笔者前期研究成果分析,潜溪寺2006—2010年期间的年生成凝结水量呈波动状态,凝结水量的波动与年度的气候变化有关;2008年以来,潜溪寺的凝结水量有增多的趋势。位于南方的大足石刻凝结水的生成速率最高,位于北方的云冈石窟的凝结水生成速率最低,龙门石窟的凝结水生成速率介于二者之间,这与3个石窟的自然地理位置和气候条件相关。 相似文献
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川东邻水-渝北地区石炭系古岩溶储层稀土元素地球化学特征 总被引：3，自引：0，他引：3
石炭系黄龙组岩溶岩系是川东邻水-渝北地区天然气藏最重要的储层类型之一,依据岩溶岩的结构特征,将黄龙组岩溶岩系划分为弱溶蚀岩溶岩、中等溶蚀多孔状岩溶岩、强溶蚀角砾状岩溶岩和强溶蚀交代次生灰质岩溶岩等4种类型.岩溶岩中发育有淡水方解石和淡水白云石2种胶结物类型,以及再埋藏期沉淀的热液异形白云石.稀土元素分析结果表明,不同岩石结构、成分和不同溶蚀强度的岩溶岩及其胶结物的地球化学特征有显著差异,证明稀土元素的迁移、配分、富集和异常效应不仅可以判别岩溶过程中的流体性质和古水文条件,同时也可作为评价和预测古岩溶储层的重要标志之一. 相似文献
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敦煌莫高窟洞窟围岩渗透特性研究 总被引：4，自引：0，他引：4
敦煌莫高窟壁画受自身材质和自然环境等的影响,已经保存了1000多年的壁画产生起甲、酥碱、空鼓、壁画大面积脱落等多种病害。多项研究已经证明,这些病害主要是由于水盐运移导致的,水汽在岩体内的运移促使盐分在壁画表面富集是造成石窟病害主要原因之一。通过石窟围岩的渗透性研究可以解释水汽运移的规律,研究壁画病害形成的机制。在研究中应用原位定水位渗透试验测得了莫高窟洞窟围岩不同地层岩组的渗透系数,并通过高密度电阻率法监测原位渗透试验、X射线CT计算岩石孔隙比等多种方法和手段研究莫高窟围岩的渗透性,认为敦煌莫高窟围岩不同地层具有不同的渗透性,因此,即便处于同一地层岩组,渗透系数也有较大差别;在莫高窟围岩中存在渗透性好的地层,使水汽通过这些地层岩组向洞窟内运移成为可能;鉴于文物的特殊性等原因,在无法直接测得围岩渗透性的情况下,高密度电阻率法和X射线CT扫描是了解围岩渗透特性有效的办法。 相似文献
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研究区岩溶形态有溶沟、溶槽、溶斗、落水洞、溶蚀洼地以及大量的溶洞;影响岩溶发育主要因素有地层岩性、地质构造以及地貌。坝址区岩溶具有分带性特点;河床地带有利于岩溶的发育,坝址右岸和左岸岩溶发育存在差异。 相似文献
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云冈石窟危岩发育的成因分析 总被引：1，自引：1，他引：0
云冈石窟发育危岩,在国内砂岩石窟中具有代表性;对云冈石窟危岩发育的成因分析,可指导砂岩类石窟危岩的防治。采用工程地质的研究方法,从内在环境条件和外在环境条件两个层面,对云冈石窟区域危岩的发育条件进行系统分析。箱形向斜和断裂是云冈石窟区域危岩发育的宏观构造成因,近东西向的张裂隙和北东向剪切裂隙直接控制石窟区域内危岩的发育。石窟陡崖的高差直接控制岩坡卸荷带的发育规模,也决定着危岩体的致灾能量。软硬相间的岩层差异风化形成陡崖和岩腔,构成危岩体形态。裂隙水及降雨直接影响岩体稳定性。冻融、温差、干湿交替长期作用于岩体,导致危岩体稳定性不断劣化。人工开凿洞窟破坏崖壁应力状态,是危岩失稳的影响因素。云冈石窟危岩体成因分析结果为指导危岩体防治提供了重要依据,对危岩体稳定性分析具有重要意义。 相似文献
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根据龙门石窟的工程与水文地质条件,结合3个试验洞窟(潜溪寺、皇甫公窟和路洞)的地质病害调查结果,分析了石窟内渗水的形成机理和破坏作用,并重点论述了治理措施。将龙门石窟的破坏作用系统地分为力学作用、化学作用、生物作用3类,认为化学作用对文物的损害最为直接和明显;提出了“堵”与“疏”相结合的治理方案,并进一步将治理方法细分为堵来源、堵出口、外部疏导和内部疏导4种。根据调查结果,指出对于渗水严重的洞窟不宜仅采取堵出口的方法,宜先采取外部封堵、外部疏导和内部疏导等措施,待渗水量明显降低之后再采取内部封堵的办法。 相似文献
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龙门石窟碳酸盐岩体文物风化作用模拟试验研究 总被引：3，自引：1，他引：2
为了研究凝结水对龙门石窟碳酸盐岩表面的风化作用机理,在现场进行凝结水观测、CO2浓度监测的基础上,利用自行研制、能模拟现场温湿度环境、能提供CO2外部来源,并能对反应过程进行监控的室内模拟试验装置系统对石窟碳酸盐岩风化作用进行模拟实验。实验结果表明,凝结水会造成碳酸盐岩表面的溶解,在CO2加入的条件下风化效果加剧,岩石的质量损失和孔隙率同时增大。经过78次的模拟试验后,灰岩岩样质量损失率为0.077%～0.088%,孔隙率由实验前的0.39%～0.40%增长到0.71%～0.74%;白云岩岩样的质量损失率为0.032%～0.038%,孔隙率由实验前的0.61%～0.68%增长为0.77%～0.85%;灰岩和白云岩的平均溶蚀深度分别为89.475μm和36.865μm,溶蚀速度分别为0.0956μm/h和0.0575μm/h,风化溶蚀作用对龙门石窟文物的影响破坏较大。 相似文献
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大龙潭水电站坝址位于碳酸盐岩地区,岩溶发育受岩性和构造控制:在奥陶系南津关组第一段(O1n1)页岩夹灰岩、第二段第一层(O1n2-1)泥质条带灰岩及寒武系第四段第二层硅质条带灰岩(∈34m-2)中岩溶不发育,其他地层的灰岩中岩溶发育;岩溶发育方向主要沿岩层层面和顺河向的断层发育,形成岩溶通道。因此水库渗漏主要沿岩溶发育的断层产生,防渗帷幕设计以奥陶系底部18.8m页岩为防渗依托,并重点加大断层部位的工程量。后期地下水长期观测分析表明,帷幕防渗效果良好,不存在大的库水渗漏,仅在局部断层构造发育部位渗漏量略大。大龙潭水电站防渗帷幕工程成功的范例为碳酸盐岩地区其他工程的防渗优化设计提供了很好的借鉴意义。 相似文献
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龙游石窟结构的力学思想 总被引：3，自引：2，他引：1
龙游大型地下石窟群埋藏浅、跨度大,且位于软岩中。千年以来保持稳定的重要原因,除了岩体的完整性较好和洞体内所充满的水对洞顶的支撑作用以外,就是采用了比较特殊的结构形式。石窟在纵向分别利用了斜顶结构,在横向采用了拱状结构,加大柱纵向支撑长度的鱼尾形柱结构和扩大柱端头的柱帽结构。将这些结构形式与现代结构力学原理相比较发现,它们完全符合现代结构力学的原理,是科学的。它们体现了古人的结构力学思想,折射出了我国古人的智慧和创造力。通过发掘和研究石窟蕴涵的结构力学思想,可以做到古为今用,指导目前越来越多的地下工程建设。 相似文献