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第1章 绪论1

1.1 国内外研究现状及发展动态分析1

1.1.1 岩溶隧道涌水突泥地质灾害治理的技术现状1

1.1.2 关于岩溶及地下水预报技术2

1.1.3 关于岩溶及地下水作用机理研究4

1.1.4 关于岩溶形态的研究5

1.1.5 研究技术分析小结6

1.2 主要研究内容及其创新性6

1.3 应用前景分析7

第2章 典型地区隧道岩溶动力学系统的环境影响因素分析9

2.1 我国岩溶区域划分概况9

2.2 不同地区岩溶隧道统计及岩溶发育情况10

2.3 典型地区隧道岩溶动力学系统划分17

2.3.1 岩溶动力学系统的基本理论概述17

2.3.2 北方地区岩溶动力学系统划分18

2.3.3 南方地区岩溶动力学系统划分20

2.4 典型地区岩溶隧道施工地质灾害统计及其环境影响因素21

第3章 岩溶隧道地下水动力学及水化学动力学特征29

3.1 岩溶发育的地下水动力条件及岩溶垂直剖面分带29

3.1.1 岩溶发育的地下水动力条件29

3.1.2 岩溶地下水动力条件作用下的岩溶垂直剖面分带30

3.2 岩溶地下水的水文地球化学简化模型33

3.3 典型地区岩溶隧道地下水化学成分的变化特征及水化学动力学特征40

3.3.1 典型地区岩溶隧道地下水化学成分的变化特征40

3.3.2 岩溶地下水的水化学动力学特征44

第4章 隧道开挖揭露岩溶形态及其分形特征50

4.1 隧道地表及洞内开挖揭露的岩溶形态50

4.1.1 隧道地表岩溶形态50

4.1.2 隧道洞内开挖揭露的岩溶形态50

4.1.3 岩溶填充物的多样性51

4.2 应用分形理论开展岩溶研究的可行性51

4.3 岩溶形态的宏观规律与微观规律研究的辩证关系54

4.4 隧道开挖揭露岩溶形态的分形计算方法54

4.4.1 岩溶元概念54

4.4.2 岩溶分形维数计算方法55

4.4.3 岩溶分形维数计算实例56

4.5 岩溶发育程度的分形指数评价方法72

4.5.1 岩溶发育程度的分形评价指数72

4.5.2 岩溶发育程度分形指数评价方法73

第5章 隧道开挖条件下岩溶溶蚀作用机理实验研究75

5.1 溶蚀实验研究技术现状75

5.2 溶蚀实验方案设计77

5.2.1 实验目的、内容及预期目标77

5.2.2 实验原理及装置设计77

5.2.3 实验方法及步骤设计78

5.3 溶蚀实验的具体实施82

5.3.1 实验装置及水样选取82

5.3.2 实验步骤83

5.3.3 实际工作量统计85

5.4 实验结果初步分析与讨论85

5.4.1 不同pH、温度与流速状态下的溶蚀量85

5.4.2 不同pH、温度与流态下的微观结构分析88

5.4.3 不同pH、温度与流速状态下的水化学成分89

5.4.4 实验小结93

第6章 岩溶形态分形特征与水化学动力学特征的相关性研究95

6.1 溶蚀磨片的微观岩溶分形特征研究95

6.1.1 溶蚀磨片微观分析工作简述95

6.1.2 电镜实验结果分析95

6.1.3 偏光显微镜实验结果分析105

6.2 岩溶地下水的水化学动力学参数及水化学分形特征118

6.2.1 溶蚀液水化学三线图118

6.2.2 溶蚀液的水化学动力学参数特征121

6.2.3 溶蚀液的水化学分形特征127

6.2.4 岩溶地下水的水化学动力学参数及水化学分形特征136

6.3 微观岩溶分形特征与水化学分形特征的相关性研究142

6.3.1 水化学成分及水化学动力学特征与岩溶发育程度的相关性142

6.3.2 岩溶水水化学动力学参数与岩溶发育程度分形指数的相关性143

6.3.3 水化学分形指数与微观岩溶分形指数的相关性147

第7章 岩溶发育程度的水化学动力学-分形指数评价技术150

7.1 岩溶发育程度评价的指标体系150

7.1.1 岩溶发育程度的概念150

7.1.2 岩溶发育程度评价的定性指标153

7.1.3 岩溶发育程度评价的定量指标155

7.1.4 岩溶发育程度的综合评价指标156

7.2 基于水化学动力学-分形指数的岩溶发育程度评价模型及评价标准157

7.2.1 基于水化学动力学-分形指数的岩溶发育程度评价模型157

7.2.2 基于水化学动力学-分形指数的岩溶发育程度评价标准158

7.3 岩溶发育程度评价技术的工程实践158

参考文献164