地质探洞详细讲解：不良地质作用--土洞

三、土洞与潜蚀

土洞因地下水或者地表水流入地下土体内，将颗粒间可溶成分溶滤，带走细小颗粒，使土体被掏空成洞穴而形成。这种地质作用的过程称为潜蚀。当土洞发展到一定程度时，上部上层发生塌陷，破坏地表原来形态，危害建（构）筑物的安全和使用。

（一）土洞的形成条件

土洞的形成主要是潜蚀作用导致的。潜蚀是指地下水流在土体中进行溶蚀和冲刷的作用。如果土体内不含有可溶成分，则地下水流仅将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，这种现象我们称之为机械潜蚀。其实机械潜蚀也是冲刷作用之一，所不同者是它发生于土体内部，因而也称内部冲刷。如果土体内含有可溶成分，例如黄土，含碳酸盐、硫酸盐或氯化物的砂质土和粘质土等、地下水流先将土中可溶成分溶解，而后将细小颗粒从大颗粒间的孔隙中带走，因而这种具有溶滤作用的潜蚀称之为溶滤潜蚀。溶滤潜蚀主要是因溶解土中可溶物而使土中颗粒间的联结性减弱和破坏，从而使颗粒分离和散开，为机械潜蚀创造条件。

（二）土洞的类型

根据我国土洞的生长特点和水的作用形式，土洞可分为由地表水下渗发生机械潜蚀作用形成的土洞和岩溶水流潜蚀作用形成的土洞。

1.由地表水下渗发生机械潜蚀作用形成的土洞，这种土洞的主要形成因素有三点：

（1）土层的性质

土层的性质是造成土洞发育的根据。最易发育成土洞的土层性质和条件是含碎石的亚砂土层内。这样给地表水有向下渗入到碎石亚砂上层中，造成潜蚀的良好条件。

（2）土层底部必须有排泄水流和土粒的良好通道

在这种情况下，可使水流挟带土粒向底部排泄和流失。上部覆盖有上层的岩溶地区，上层底部岩溶发育是造成水流和土粒排泄的最好通道。在这些地区土洞发育一般较为剧烈。

（3）地表水流能直接渗入土层中

地表水渗入土层内有三种方式：第一种是利用上中孔隙渗入；第二种是沿土中的裂隙渗入；第三种是沿一些洞穴或管道流入。其中以第二种渗人水流造成土洞发育的最主要方式。

2.由岩溶水流潜蚀作用形成土洞

这类土洞与岩溶水有水力联系，它分布于岩溶地区基岩面与上复的土层（一般是饱水的松软土层）接触处。

这类土洞的生成是由于岩溶地区的基岩面与上复上层接触处分布有一层饱水程度较高的软塑至半流动状态的软上层，而在基岩表面有溶沟、裂隙、落水洞等发育。这样，基岩透水性很强。当地下水在岩溶的基岩表面附近活动时，水位的升降可使软土层软化，地下水的流动能在上层中产生潜蚀和冲刷可将软上层的上粒带走，于是在基岩表面处被冲刷成洞穴，这就是土洞形成过程。当土洞不断地被潜蚀和冲刷，土洞逐渐扩大，致顶板不能负担上部压力时，地表就发生下沉或整块塌落，使地表呈蝶形的，盆形的，深槽的和竖井状的洼地。参见图8-1。

本类土洞发育的快慢主要取决于基岩面上复土层性质：如为软土或高含水量的稀泥则基岩面上容易被水流潜蚀和冲刷，如果基岩面上土层为不透水的和很坚实的粘土层，则土洞发育缓慢。

地下水的活动强度：水位变化大，容易产生土洞。地下水位以下土洞的发育速度较快，土洞形状多呈上面小，下面大的形状。而当地下水位在上层以下时，上洞的发育主要由于渗入水的作用，发育较缓，土洞多呈竖井状 （参见图8-1）。

基岩面附近岩溶和裂隙发育程度：当基岩面与土层接触面附近，如裂隙和溶洞溶沟溶槽等岩溶现象发育较好时，则地下水活动加强，造成潜蚀的有利条件。故在这些地下水活动强的基岩面上，土洞一般发育都较快。