岩溶不仅是资源的赋存空间,同时是灾害的发生场所,其不均一性和复杂性给资源的开发利用和与之有关的工程建设带来了诸多困难,而借助溶蚀扩展模型模拟重现岩溶发育过程是解决这类问题的有效手段,溶蚀扩展模型参数的选取尤其是溶蚀速率方程参数的选取对于岩溶系统的模拟至关重要。为确定更符合实际的流水条件下碳酸盐岩溶蚀作用的主要控制因素和参数,本文基于碳酸盐岩溶蚀扩展的相关理论,设计并研制了碳酸盐岩单裂隙溶蚀扩展和碳酸盐岩裂隙网络溶蚀扩展的实体模型,开展了开放系统下碳酸盐岩单隙面渗流-溶液耦合试验和封闭系统下碳酸盐岩通道与口形裂隙交叉的裂隙渗流-溶解耦合试验,得出了如下结论:开放系统下流经碳酸盐岩表面单裂隙水膜厚度δ越大,起始溶蚀量越大、平均溶蚀速率越大。水膜厚度δ变化约1.5倍,起始溶蚀量变化约1.5倍、平均溶蚀速率变化1.43².04倍。水流中CO₂浓度越高,碳酸盐岩溶解速率越大。过饱和CO₂水流对比蒸馏水水流平均溶蚀速率变化约1.84².36倍。水流中Ca²⁺浓度对溶蚀扩展有一定抑制作用,一定范围内Ca²⁺浓度越高,碳酸盐岩溶解速率越小,且含Ca²⁺水流的碳酸盐岩溶蚀曲线趋势与蒸馏水不同。封闭系统下碳酸盐岩网络裂隙溶蚀扩展中水流流速越大,起始瞬时溶蚀量越低,裂隙的平均溶蚀扩展速率就越快,对总溶解量无明显影响。裂隙网络中渗流水的水头差变化2倍,起始瞬时溶蚀量变化0.6倍,平均溶蚀扩展速率变化1.48倍。裂隙网络水流中CO₂分压越高,碳酸盐岩溶蚀扩展速率越高。对比蒸馏水渗流,过饱和CO₂水流起始瞬时溶解量变化约3倍、总溶解量变化约2.62倍。裂隙网络中渗流水流Ca²⁺浓度越高,溶解总量越小。水流Ca²⁺浓度变化2倍,溶解总量变化0.63倍。根据碳酸盐岩表面单裂隙溶蚀扩展试验和裂隙网络溶蚀扩展试验得到的碳酸盐岩溶蚀速率方程都呈现了低级的快速溶解反应阶段。通过试验结果,可计算得到碳酸盐岩溶蚀速率方程中快速溶解反应阶段的参数取值,其中,c₁与c_eq的关系,c₁=0.4c_eq,以及k₀的取值,k₀≈1×10^-7m/s。