在可溶性岩石地区,地下水和地表水对可溶岩进行化学溶蚀作用、机械侵蚀作用及与之伴生的迁移、堆积作用,总称为岩溶作用;在岩溶作用下所产生的地貌形态,称为岩溶地貌。在岩溶作用地区所产生的特殊地质、地貌和水文特征,称为岩溶现象。岩溶即岩溶作用及其所产生的一切岩溶现象的总称。岩溶又称为“喀斯特”(Karst)。
可溶性岩石包括碳酸盐类岩石、硫酸盐类岩石和岩盐类岩石,后两种岩石在地表的分布范围不广。从工程建设角度看,岩溶的研究重点应放在石灰岩、白云岩广泛分布地区。
岩溶是碳酸盐类岩石与水作用的结果。只有碳酸盐类岩石分布的地区,才有岩溶。我国碳酸盐类岩石分布面积很大,出露地表的约有1.2×10 6 km 2 ,约占全国面积的1/8,埋藏在地下的更为广泛,主要分布在我国广西、贵州和云南东部,其中以广西的出露面积最大,约有1.2×10 5 km 2 ,占自治区面积的60%左右。此外,在湖南、湖北西部及广东的西部和北部岩溶也很发育。华北地区的岩溶主要分布在山西与河北的太行山、太岳山、吕梁山和燕山一带,其中尤以山西境内较发育。
岩溶与工程建设的关系很密切。在水利水电建设中,岩溶造成的库水渗漏是水工建设中主要的工程地质问题。在岩溶地区修建隧洞,一旦揭穿高压岩溶管道水,就会造成大量突水,有时还夹有泥沙喷射,会给施工带来严重困难,甚至淹没坑道,造成机毁人亡的事故。在地下洞室施工中遇到巨大溶洞时,洞中高填方或桥跨施工困难,造价昂贵,有时不得不另辟新道,因而延误工期。在岩溶地区修筑公路时,由于地下岩溶水的活动,常导致路基基底冒水、水淹路基、水冲路基及隧道涌水等。
1—石芽、石林;2—溶蚀洼地;3—漏斗;4—落水洞;5—溶沟、溶槽;6—溶洞;7—暗河;8—溶蚀裂隙;9—钟乳石
在可溶性岩石分布地区,溶蚀作用在地表和地下形成了一系列溶蚀现象,称为岩溶的形态特征。这些形态既是岩溶区所特有的,使该地区地表形态奇特,景致优美别致,常被开发为旅游景点,如广西桂林山水和云南路南石林;同时,这些形态,尤其是地下洞穴、暗河,也是造成工程地质问题的根源。图4.40所示为部分岩溶形态示意。