可溶岩化学溶蚀试验方法研究综述

发布时间：2024-07-01 20:29

　　可溶岩中存在大量的溶洞、溶隙、溶孔、管道等溶蚀现象,易造成山体崩滑、地面塌陷、洪涝等灾害,因此研究可溶岩的化学溶蚀速率可以预测岩溶的发展趋势,为岩溶地质灾害早期识别与安全评价提供保障。文章在大量文献调研的基础上,综合分析国内外学者围绕可溶岩化学溶蚀试验方法取得的成果,得到以下认识:(1)可溶岩化学溶蚀试验方法不断成熟和完善,研究深度和应用范围逐步拓展。(2)可溶岩化学溶蚀的测定方法很多,根据试验开展的条件主要分为室内溶蚀试验和野外溶蚀试验,其中标准溶蚀试片法以其操作简单被广泛采用。(3)现有的可溶岩化学溶蚀测定方法的原理及适用性不同,需要综合运用多种试验手段得出相对可靠的试验结果。根据这一科学问题的研究现状,下一步应着重开展大尺寸可溶岩室内溶蚀试验研究,建立模型试验系统真实模拟野外可溶岩的溶蚀过程,并加强从微观角度刻画可溶岩的溶蚀过程。另外需要综合运用多种野外试验方法开展研究,避免或降低单一试验方法可能带来的较大误差,建立野外溶蚀试验和室内溶蚀试验的关联,以期通过室内短期的试验研究推测野外长时间尺度下的溶蚀状态。

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【部分图文】：

图1碳酸盐岩的化学溶蚀过程[4]

碳酸盐岩溶蚀的本质就是溶于水的CO2在水的参与下与难溶于水的CaCO3电离出的微量Ca2+反应生成易溶于水的Ca(HCO3)2，促使反应正向进行。当然溶液中还会发生H2O和CaCO3自身的电离，但电离量较为微弱。流水相对静止的地方，受溶蚀的碳酸盐岩量相对较少就可以使反应达到平衡，....

图2直接溶蚀试验示意图

经过大量的室内溶蚀试验研究，取得了以下重要认识:(1)岩性不同，溶蚀速率差异很大，例如白云岩的溶解速率低于灰岩的溶解速率，这和岩石的孔隙度、渗透率、力学强度、化学性质和所含矿物关系密切。(2)CO2分压越高，在水中HCO3-达到饱和之前，CO2与水结合后就可电离出更多的H+，从而....

图3不同温度和CO2分压条件下水中CO2含量(据文献[1]修改)

水化学径流法的原理是通过测量流域出口(如泉口或地下河出口)的流量(Q)及水中所携带的溶质量(浓度T)，计算岩溶流域的总溶出量:即从径流中所含溶质浓度测算一个区域的总溶出量，进而间接推算该区域的平均溶蚀强度[44]。

图4标准溶蚀试片法野外布置(据文献[50]修改)

溶蚀试片的野外布置基本如图4所示，分别将不同类型的溶蚀试片和标准溶蚀试片放置在空中、地面以及地下不同深度处，以此来测定以下溶蚀内容:(1)悬挂在空中的可溶岩试片，可以测定不同气候条件对溶蚀的影响作用;(2)放置于岩石或者草上的可溶岩试片可以测定裸露可溶岩试片的溶蚀速率;(3)将可....

本文编号：3999142