广西岩溶塌陷类型、影响因素、成因机制及其防治措施

岩溶塌陷是覆盖型岩溶区最突出的地质灾害问题,是广西重要的地质灾害之一,对经济建设和人民的生活构成严重危害。文章从塌陷的物质组成及成因上讨论了广西岩溶塌陷的类型,分析了其危害、影响因素及其形成机制。在此基础上,提出了岩溶塌陷防治的对策建议。     

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。     

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。     

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。     

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...     

滦县地面塌陷成因类型及稳定性分区

地面塌陷是滦县地质灾害的主要类型之一,地面塌陷灾害孕灾环境复杂,致灾因子多样,承灾体脆弱,灾害后果严重。人为因素是地面塌陷的主要诱发因素。本文通过对滦县地区由开采铁矿和岩溶作用引起的塌陷现状进行了深入的调查分析,并在此基础上进行了地面塌陷的稳定性区划,为滦县地区地面塌陷灾害的综合防治提供了科学的依据。     

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.     

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。     

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。     

基于层次分析法的杭长高速岩溶塌陷易发性评价

浙江省岩溶以覆盖型为主,近年来越来越多的高速公路穿越浙西北岩溶地区,由于岩溶地质灾害的隐蔽性和突发性,出现了一系列工程技术难题,给高速公路的勘察、施工与运营管理带来了较多困难。以浙西北在建杭长高速公路为例,在对线路穿越段基础地质及水文地质条件调查认知、勘察成果资料收集整理和总结分析的基础上,考虑公路工程建设对岩溶地质环境扰动的特殊性,构建了有针对性的评价指标体系,并运用层次分析法(AHP)建立了岩溶塌陷易发性评价模型,对在建杭长高速公路的岩溶塌陷易发性进行了评价。结果表明:该路段全长30.42km,累计分别有1.978 3km、0.404 0km和0.382 4km穿越岩溶塌陷高易发区、中易发区和低易发区,需在高速公路建设过程中有针对性地采取进一步的预防及治理工程措施。本研究成果可为浙江省及临近省份覆盖型岩溶区高速公路工程的规划、建设与防灾减灾管理提供参考。     

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.     

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。     

城市岩溶塌陷灾害风险评估方法--以贵州六盘水市为例

岩溶塌陷是我国岩溶区主要地质灾害,它和崩塌、滑坡、泥石流以及地面沉降、地裂缝等构成我国六大地质灾害类型.随着我国"地质灾害防治管理办法"颁布和实施,不同灾种的风险评估已成为地质灾害防治管理的重要内容.针对城市岩溶塌陷风险评估问题,中国地质科学院岩溶地质研究所塌陷项目组结合多年岩溶塌陷研究的经验,研制开发了基于GIS技术的岩溶塌陷灾害管理与风险评估系统(GMRS).本文以水城盆地为例,全面介绍运用GMRS进行岩溶塌陷风险评估的内容、方法和步骤,最后,对风险评估的结果作了详细讨论.     

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。     

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。     

基于逻辑回归模型的来宾市岩溶塌陷敏感性评价

岩溶塌陷是长期困扰广西的地质灾害现象。本文针对广西来宾市岩溶塌陷地质灾害,采用二分类变量非线性逻辑回归模型作为岩溶塌陷敏感性评价模型,借助于ArcGIS和SPSS软件工具,选取地形、地层岩性、断裂带、地下水位变幅、地下水位埋深、土壤渗透率、覆盖层厚度7个影响因子,将各因子归一化处理后借助于SPSS统计软件进行逻辑回归方法运算,计算每个影响因子的逻辑回归系数值,并根据逻辑回归模型得到研究区各单元的岩溶塌陷灾害敏感性概率,在ArcGIS中绘制研究区岩溶塌陷地质灾害敏感性分区图。经过模型验证和实地调查,表明逻辑回归模型模拟效果较好,可以用于指导研究区岩溶塌陷地质灾害防治。     

武汉市江夏区武嘉高速桩基施工岩溶塌陷形成条件及机理研究

岩溶塌陷是我国主要的地质灾害之一,给当地人们的生活及经济建设带来巨大的安全隐患和损失。从第四系覆盖层、岩溶发育程度、水动力条件、人类工程建设等方面,分析了武汉市江夏区境内金水河两岸岩溶地面塌陷的形成条件、形成演化过程、形成机理和致塌模式。结果表明:塌陷区覆盖层"上黏下砂"的河流相二元结构为岩溶塌陷的形成提供了物质基础,区域岩溶发育为岩溶塌陷提供了物质运移通道和存储空间,北东向构造裂隙及层间裂隙控制着岩溶塌陷的分布,同时塌陷区覆盖层孔隙承压水与下伏基岩裂隙岩溶水具有一定的水力联系,且随长江水位的升降而波动,并贯穿于整个塌陷过程,桩基施工为岩溶塌陷产生的人为诱发因素;该岩溶塌陷为人为因素诱发的上覆土体破坏陷落的大型土层塌陷,其形成演化过程大致分为原始稳定阶段、自然因素作用阶段、自然和人为共同作用阶段、塌陷阶段4个阶段;岩溶塌陷的致塌模式可概括为潜蚀、机械振动—岩层顶板破坏—渗流液化致塌模式,其他多处后续岩溶塌陷概括为潜蚀—水击—渗流液化致塌模式。     

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。     

潞安矿区地面塌陷发育特征与危险性评价

为全面了解潞安矿区地面塌陷的现状及特征,并为地质灾害的防治工作提供理论依据,依据野外调查的资料分析结果,指出了该矿区地面塌陷的发育特征,并在分析地面塌陷形成机制和影响因素的基础上,依据模糊综合评价的理论与方法,建立了矿区地面塌陷危险性评价模型,得出的评价结果与实际情况基本吻合。