苏州市金庭镇蒋东岩溶塌陷地质条件及形成机理研究

通过野外地质调查、钻探、岩土样品测试等手段,研究了苏州市金庭镇蒋东岩溶塌陷的地质条件及形成机理。蒋东碳酸盐岩质纯、层厚、岩溶发育程度高,第四系覆盖层较薄且遇水后力学强度大幅降低,这是塌陷形成的内在地质条件,矿山开采是塌陷形成的外在诱发因素。该塌陷模式可概化为真空吸蚀-重力致塌,致塌力主要为溶洞管道内重力水流、水位快速下降产生的真空负压吸蚀力和覆盖层土体自重。根据塌陷区地质条件和诱发因素,建立了基于极限平衡理论的真空吸蚀-重力致塌力学模型。模型计算结果表明,在真空吸蚀作用形成过程中,塌陷体的稳定系数K>1.0,必然产生剪切变形破坏,模型计算结果符合岩溶塌陷的实际情况。     

2019年湖南攸县7·15大型岩溶地面塌陷的发育分布规律及形成机理

2019年7月15日,湖南株洲市攸县樟井村发生大规模岩溶地面塌陷,严重威胁当地人民群众的生命和财产安全。为查明7·15大型岩溶地面塌陷的形成机理,通过地球物理勘探、水文地质工程地质钻探、地下水监测、水化学分析等多种手段对岩溶地面塌陷区开展了详细的调查研究,分析了该岩溶地面塌陷的发育规律及致灾因素。结果表明：7·15大型岩溶地面塌陷是由降雨主导,在地表覆盖层软化减强、岩溶气爆和渗流潜蚀效应等多种不良因素共同作用诱发的自然塌陷;地面塌陷位于断层、褶皱等构造密集发育的可溶性碳酸盐岩区域,区内岩溶强烈,广泛发育的溶洞、落水洞、泉、地下暗河等岩溶形迹为地面塌陷的形成提供了条件;7·15大型岩溶地面塌陷的形成演化可分为降雨诱发的地表覆盖层土体软化减强和封盖增荷、降雨导致地下水水位上升引发的岩溶气爆、地下水渗流潜蚀加速顶板垮塌形成土洞、土洞扩大及顶板失稳4个阶段。该研究结果可为类似地质条件地区的岩溶地面塌陷预测预报与防治提供科学依据。     

广州市大坦沙岛岩溶塌陷成因分析及防治对策

大坦沙岛是近年来对广州市城市规划和建设影响较大的岩溶塌陷区之一。通过详细的地质灾害综合勘查,在查明大坦沙岛地质环境条件和地质灾害诱发因素的基础上,分析岛上岩溶及岩溶塌陷的发育特征,并探讨了岩溶塌陷地质灾害形成的原因,进而提出具体的防治对策。结果表明:岛上可溶岩广泛分布,其内岩溶发育强烈,覆盖层土体结构松散、透水性好,其中土洞发育普遍,同时岛上断裂带切割地层,形成地下水渗流运移的良好通道;工程建设抽排地下水造成的地下水水位变化和基础工程施工机械贯穿隔水层直接诱发了岩溶塌陷,并伴生多处地面沉降;要做好施工前的地质勘查工作和施工过程中地面变形和地下水位的监测预警工作,减少抽排水量,以防治岩溶地面塌陷。     

覆盖型岩溶塌陷动态演化数值模型研究

预测不同水动力环境下岩溶覆盖层土洞发育规模和极限规模尺寸对于评价覆盖层稳定性意义重大.以武汉市烽火村覆盖型岩溶塌陷为实例,利用弹塑性理论和变饱和渗流理论建立了渗流-应力单向耦合控制方程,结合土洞剥蚀判据提出覆盖型岩溶塌陷动态演化数值模型,并以此模型预测在不同孔隙水位与岩溶水位之差△H水动力环境下覆盖层中潜在土洞的发育规...     

江西景德镇城区岩溶塌陷地质特征及防治建议

通过1∶5万区域水文地质和环境地质调查,利用物探、钻探等手段研究江西景德镇城区岩溶塌陷地质特征及其发育规律。景德镇城区覆盖型碳酸盐岩基岩面起伏大,浅部岩溶发育,土洞较多,第四系岩性结构复杂,覆盖层厚度一般<20m,地下水埋藏浅。通过分析该区岩溶塌陷分布特征、形成条件和诱发控制因素,确定抽排地下水是该区岩溶塌陷的主要诱发因素。在预测岩溶塌陷发展趋势的基础上,对可能发生岩溶塌陷的区域进行初步预测,并针对性提出相应的保护和防治措施,为城市工程建设和环境保护提供参考。     

衢南高速江山四都镇路基段隐伏岩溶发育特征及塌陷成因分析

浙江省衢南高速江山四都镇段隐伏岩溶发育,2010年曾发生过路基塌陷,为了保障高速公路安全运营,需要对重点路段进行隐伏岩溶发育情况的详细调查,进而在此基础上分析塌陷机理并设计相应的监测方案,以降低塌陷危险性。本文基于详细的野外地质调查以及大量的勘探工程,概述了研究区内的地质环境条件,分析了隐伏岩溶的空间发育与分布特征以及塌陷的影响因素,并以研究区内某塌陷案例为基础,分析了塌陷的演变过程和成因机理。结果表明:研究区的塌陷以潜蚀成因的土洞塌陷为主,地下水流场的变化是诱发塌陷最主要的影响因素。在此基础上,提出了重点路段的监测方案与建议,可为浙西北隐伏岩溶区高速公路路基塌陷的调查及防治工作提供参考。     

广州从化岭南村岩溶塌陷成因机制分析

广州市从化区岭南村步美社农田中,在不到1km2的范围内短时间先后出现47处岩溶塌陷。发生塌陷的区域位于人口密集的城镇附近,安全隐患极大。为尽快查明塌陷成因,应用水文地质、地球物理和钻探的综合方法对塌陷区进行了实地调查,查明了塌陷形成的原因。同时对塌陷的成因机制进行分析总结。研究表明:塌陷区构造上处于向斜核部、可溶性灰岩与非可溶性花岗岩接触带,地层属于强岩溶发育区,8~15m的土层厚度以及由粘土和中砂组合而成的多样的土体结构是岩溶塌陷形成的内在因素;地下水的循环抽取与补给,周边的机械振动是形成岩溶塌陷的外在因素。通过本次调查工作,为该地区岩溶塌陷的防治和城镇建设的规划提供了决策依据。     

裂隙对雾龙洞岩溶发育及地下径流的影响分析

尝试利用裂隙测量结果探究区域岩溶发育规律。采用统计窗口法对湖北鄂西地区雾龙洞岩溶流域的碳酸盐岩地层进行了大量的裂隙测量,分析了流域内裂隙发育的情况,研究了裂隙的几何参数——倾向、倾角、隙宽、线密度、面裂隙率等在不同层位、不同裂隙分组内的变化情况;结合构造、岩溶洼地发育方向、洞穴野外探测结果,综合分析了裂隙发育对本区岩溶发育的影响;运用渗透张量理论对岩溶流域裂隙的各向异性和非均质性进行了研究,并分析了雾龙洞岩溶流域地下水的主要渗流方向形成的原因,对查明雾龙洞岩溶流域岩溶发育规律以及地下水的运移、赋存规律具有一定的指导作用。     

柳州三都地区岩溶塌陷易发性评价

柳州三都镇近年持续发生岩溶塌陷,现已形成1处塌陷群和4处塌陷坑,制约了三都镇的城镇发展。在获取三都地区地质背景条件资料的基础上,对该地区岩溶塌陷易发性影响因素进行了分析,并据此选择基岩、覆盖层、自然条件下地下水活动、人类工程活动、岩溶塌陷现状作为评价因素类,在这5类评价因素类下选定岩溶发育程度、土层厚度、土洞密度、地下水水位年变幅、地下水渗流强度、抽水强度、地面附加荷载、塌陷坑密度8项子因素作为评价因子,采用模糊综合评价方法对该地区岩溶塌陷易发性进行了评价与分区,其中利用AHP方法进行因子权重计算,利用GIS空间分析平台进行空间叠加分析和评价结果输出。评价结果表明:研究区可分为岩溶塌陷高易发区、中等易发区和不易发区,面积分别为1.18km~2、2.56km~2、0.26km~2,各区分布与实际情况基本相符,具有较高的可信度。     

鲁中南岩溶塌陷区岩溶水污染途径研究

在鲁中南岩溶发育区,由于过量开采岩溶地下水,岩溶塌陷频繁发生,岩溶地下水也受到不同程度的污染。在岩溶塌陷区,岩溶地下水污染与岩溶塌陷有着密切联系。岩溶塌陷的条件、规模、频度、塌陷的时空阶段性等都直接影响岩溶地下水的污染程度。根据岩溶水的补给途径,岩溶水污染途径主要有四种:面状垂直渗透污染、带状侧向渗漏污染、点状塌陷坑灌入污染和超采岩溶水激发越流污染,不同的污染途径其污染源也不相同。要防止岩溶水污染,必须从根本上解决岩溶塌陷问题,切断污染途径,加强岩溶塌陷的防治和监测,从而保证岩溶水资源可持续发展。     

岩溶区地下水位下降致塌的数值模拟研究

文章运用三维数值模拟的方法对复杂的岩溶塌陷机理及过程进行了系统性研究,探讨了Flac3D三维数值模拟应用于岩溶塌陷的模拟技术及方法,为岩溶塌陷的客观评价及预测开辟了有效途径。在研究中成功地应用数值模拟的方法时地下水面以上的土洞塌陷机制进行了模拟,并对岩溶区的典型地质概化模型的致塌机理进行验证。     

阿油槽岩溶塌陷浅析

文章阐述分析了阿油槽地区岩溶塌陷的水文地质背景,对该地区产生岩溶塌陷的基本条件、诱发因素及形成过程进行了分析,并针对其具体情况提出了岩溶防治及治理的措施.     

斗笠山煤矿区地质构造与岩溶塌陷分布的关系研究

湘中地区分布许多含煤向斜盆地,煤田开采过程中由于突水及疏排地下水引起岩溶塌陷,产生了一系列环境地质问题。斗笠山矿区为一不规则的三角形复式向斜汇水盆地,水文地质务件复杂,本区构成了五个塌陷带。文章对五个塌陷带的地质构造进行了研究,早二叠世末期的东吴运动,在区内对古岩溶的控制十分明显。地质构造复杂地段,往往是岩溶异常发育地带。斗笠山向斜西南翼处于斗笠山向斜转折端,岩溶塌陷发育,斗笠山煤矿泉塘一带,既是多条断裂交汇处,又是次级背斜轴部和倾伏端,密集的构造使岩层破碎和裂隙发育,岩溶塌陷发育强烈。     

基于水动力-力学耦合方法的岩溶塌陷预测

岩溶塌陷是危害性较大的地质灾害之一,预测岩溶塌陷是目前公认的难题。基于Terzaghi固结理论和GMS软件建立了地下水动力学-岩土力学耦合数值模型,并利用该模型对武汉市青菱乡塌陷区的某地块土-岩交界处溶洞塌陷进行了数值模拟分析与预测,分析了地下水位升降及降雨入渗作用对岩溶塌陷的影响。结果表明:地下水位快速升降时,大气降雨加速了土洞破坏,引起地面塌陷的范围最大;孔隙水位、岩溶水位同时下降时,地表沉降的幅度最大。基于地下水流场的力学耦合方法用于典型岩溶工程问题岩溶塌陷的空间预测与定量分析,其预测结果客观可靠,可为同类工程地质问题提供借鉴。     

矩形独立承台受柱冲切模型在岩溶塌陷计算中的应用

结合"湘中岩溶塌陷调查项目"成果及认识,将岩溶塌陷划分为土洞发育、地面塌陷、坑壁趋稳三个阶段;通过引入基础工程学领域的矩形独立承台受柱冲切计算模型,经一定推导得出岩溶地面塌陷阶段的计算公式,并对该公式的力学意义进行了简要分析;最后以湘中典型地区岩溶塌陷为实例,对该岩溶地面塌陷计算公式进行了验证。结果表明:公式计算结果与实际情况基本相符,表明该公式可以应用于岩溶地面塌陷的预测,但需进一步验证公式的适用性和正确性,以期为岩溶塌陷灾害的防治提供依据。     

贵州盘县平关镇仙人洞测量及成因探讨

实地测量了贵州盘县平关镇仙人洞双层水平洞穴系统,绘制了洞穴三相图,洞穴Ⅰ和洞穴Ⅱ长度为123m和85m。依据测量结果及区域地貌对该洞穴系统的成因及演化过程进行了综合分析,认为在岩层裂隙和节理不发育的情况下,岩溶水相对孤立,不存在统一的地下水面,岩层走向控制岩溶洞穴走向的发育。该水平洞穴系统不是早期小河的通道,其排泄区位于北部的沈家河,区域内早期未发生河流袭夺现象。依据洞穴通道特征认为该洞穴系统发育经历了深潜时期、渗流时期、干燥时期。     

唐山市典型岩溶塌陷概述

本文在分析唐山市区几个典型岩溶塌陷(凤凰山公园荷花池塌陷、唐山十中塌陷、体育场岩溶塌陷)的分布规律、形成条件及影响因素的基础上,提出了综合防治措施。     

江西某核电站选址地质灾害研究及防治对策

本文通过对江西某核电站选址及附近详细的地质灾害调查,结合拟选场地的地质环境条件分析,对地质灾害发育特征进行了仔细的研究,并进行了地质灾害预测;重点是覆盖岩溶区地面塌陷的易发性研究,根据岩溶地面塌陷产生的地质条件和诱发影响因素,采用了定性～半定量判别法评价岩溶地面塌陷的易发性;并针对核电站工程建设布局提出了相应的防治对策建议;为工程建设选址提供地质科学依据.     

某水利枢纽坝区构造特征及其对岩溶发育规律的影响

某水利枢纽区构造基本格局形成于早白垩世的燕山运动,此时构造应力场以NE向为最大主应力方向,形成了规模较大的NE向百兴向斜;渐新世以来,区域表现为大面积的间歇性隆升,构造应力场转变以NW向为最大主应力方向,形成坝区占统治地位的NE向构造,在坚硬的岩层中形成大量节理裂隙,软弱岩层中则表现为塑性变形。这种构造特征对岩溶的发育具有控制性作用:(1)构造发育史控制了岩溶发育演化史,(2)构造运动的间歇性导致岩溶的多层性及继承性,(3)褶皱限制了岩溶呈NE向带状分布,(4)不同岩层内构造特征相异导致岩溶仅在某些岩层内较发育,(5)节理裂隙控制了岩溶发育的部位及形态规模。     

基于钻孔内地下水流速和流向的岩溶裂隙介质渗透性研究

岩溶裂隙介质的非均质性和各向异性是研究岩溶裂隙介质渗透性需要考虑的主要问题之一。以三峡秭归岩溶地区一个水文地质钻孔为例,通过对该钻孔内地下水流速和流向的测量,并结合钻孔岩心编录、超声波测井和钻孔成像所得到的岩体裂隙特征,分析了该岩溶地区岩溶裂隙介质在垂向上的非均质性和水平方向上的各向异性,得到该钻孔内岩体渗透性在垂向上的分布特征以及地下水在水平方向上的主要渗透方向。结果表明:覃家庙组地层的岩溶和裂隙发育程度较石龙洞组地层高,其中66～71m、112～116m和129.7～131.0m段岩体的渗透性好,是主要的出水段,55.5～57.0m和133.1～137.5m段岩体的渗透性差,其他段岩体的渗透性一般,反映了岩溶裂隙介质的垂向非均质性;岩溶裂隙介质岩体渗透性在水平方向具有各向异性,该钻孔内地下水的主要渗流方向为52°左右。