高密度电法在岩溶勘察中的应用

随着高速公路建设的快速发展,岩溶作为一种典型的不良地质现象在施工建设中的危害越来越明显.该文简要介绍了高密度电阻率法所基于的静电场理论和工作特点,应用该方法在某高速公路建设中的岩溶勘察进行了探测,获得了测区部位的视电阻率二维成像图;通过对视电阻率二维成像图异常形态、高低阻等特征的分析,推断出地下岩溶、溶洞的分布范围、大小和埋深.经钻探资料证实,推断结果与实际情况相吻合.     

三维直流并行高密度电法与瞬变电磁法在某玻璃管拟建场地勘察中的应用

为了查明拟建场地的岩溶空洞详细情况,结合该地区的工程地质水文状况,采用三维直流并行高密度电法与瞬变电磁法两种物探手段相结合的方法,利用上述两种方法的各自优势作出解释和推断,结果与钻探资料揭示吻合程度很高,证明这种联合物探方法在岩溶勘探中有良好的应用效果。     

高密度电阻率法和探地雷达在昆明长水国际机场岩溶勘查中的应用

随着机场、铁路等基础设施建设快速发展,岩溶区不良地质现象给工程建设、安全生产和人民群众的生命财产带来了不同程度的威胁。但岩溶发育的不确定性和多样化,使得准确圈定岩溶位置成为解决岩溶的难题之一。近年来,在岩溶勘查中主要采用的物探方法是高密度电阻率法,但在裂隙节理发育地区,岩溶多发育溶蚀带及溶洞,岩溶体积小,高密度电阻率法推断的岩溶体顶、底板埋深存在一定误差。通过高密度电阻率法和探地雷达相结合,在工区先进行高密度电阻率法,在高密度电阻率法异常部位再采用探地雷达进行探测,两种方法各自发挥优点,在勘查中取得了明显的效果。     

运用激电中梯测量探测覆盖型岩溶发育程度

运用激电中梯测量方法,进行岩溶塌陷地质灾害调查,研究了覆盖型岩溶的发育程度。首先研究了不同地层岩性的视电阻率和视极化率特征,得出了岩溶裂隙发育的主要地球物理特征;再根据研究区的激电中梯测量成果,划分了4个异常区;结合地质构造条件,推断解释认为Ⅰ区和Ⅲ区中的局部高阻区为岩溶裂隙发育区;最后通过布设电阻率垂向测深剖面,进行推断反演,并利用钻孔进行验证,发现了1.6 m深溶洞。研究成果表明,激电中梯测量方法在探测覆盖型岩溶的发育程度方面,取得了较好的效果。     

公路岩溶隧道精细勘察模式及在沾会高速灰岩地区的应用

为了实现对岩溶区公路隧道隐伏岩溶发育情况进行准确的勘察,从而为后期处治设计提供可靠依据,有效减少开挖时产生的突水突泥等事故,通过建立科学的勘察模式,可以有效攻克岩溶发育的隐蔽性、复杂性等难点,达到对隧道岩溶发育进行精细勘察的目的。通过研究调绘、物探、钻探、孔内三维扫描以及水文地质实验相结合的综合勘察模式,并在云南沾会高速德泽隧道的岩溶勘察中进行应用,结果表明:调绘工作先行,可以对工区岩溶发育情况进行宏观判断;隧道贯通物探,可以对具体岩溶发育形态及范围进行圈定,对钻探位置的选择具有指导性左右;钻探工作可以对物探异常进行验证,能准确判断岩溶发育的位置及规模;孔内三维扫描能对岩溶发育形态进行精确直观成像;水文地质实验可以判断场地岩体性质;通过多种手段、层层递进的方式,能有效精确的对隧道岩溶发育情况进行勘察。可见新的隧道岩溶精细勘察模式在实际应用中行之有效,可以在类似工区推广使用。     

考虑煤矿采空区和岩溶影响的某拟建场地适宜性研究

选取受到煤矿采空区与岩溶双重影响的河北省唐山市某建筑场地为研究对象,借助详细地面调查、钻探、物探、气体检测等综合手段,分析了场地工程地质条件与工程地质问题,研究结果表明,场地位于开滦集团赵各庄矿西翼及地方煤矿老采空区上,地表移动明显,另外还存在煤自燃现象与岩溶,因此场地属于建筑抗震不利地段,场地的整体稳定性差,适宜性差,建议采用加注氮气灭火、注浆加固裂隙带、封堵钻孔等措施进行不良地质现象的治理。     

浅析平朔安太堡矿区采空区瞬变电磁异常特征

应用瞬变电磁勘探方法对平朔煤矿采空区进行勘查,介绍了瞬变电磁法野外数据采集技术,并对采空区的瞬变电磁法视电阻率异常特征进行了分析,推断了采空区平面分布范围并经钻探验证。通过对瞬变电磁资料、地调资料、钻探资料综合解译,分析了平朔煤矿安太堡矿区不充水采空区瞬变电磁法呈现低电阻率异常特征的原因。     

溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征及其解释推断

为研究溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征,对江西省南昌—上栗高速公路沿线岩溶地层进行勘察,并建立相应的数值模型进行正演。在已勘明的溶洞中,分别选取大跨度空溶洞、大跨度填充溶洞、小跨度空溶洞及小跨度填充溶洞,观察其成像特征,分析得到不同厚跨比及填充情况下的溶洞在电阻率层析成像图中的成像特征,从而建立溶洞成像特征树图。模拟均匀空间中同时存在高阻介质和低阻介质的情况,并与勘察结果对比。最后在工程实际中应用溶洞成像特征树图,进行电阻率层析成像图的解释推断,同时结合钻探成果验证该方法的正确性。结果表明:高阻异常和低阻异常主要出现于大跨度空溶洞和大跨度填充溶洞,而在小跨度空溶洞和小跨度填充溶洞中并不明显;等值线弯折必然存在于填充型溶洞,且经常伴随低阻异常出现。数值模拟发现,等值线总是倾向于向低阻介质聚集,从而产生等值线弯折的现象;与此同时,由于电阻率等值线聚集于低阻介质附近,延伸受到很大限制,从而产生低阻屏蔽效应。在溶洞跨度较大的情况下,成像特征主要表现为高阻异常和低阻异常,解释推断较为简单;但在溶洞跨度较小的情况下,由于低阻屏蔽效应,小跨度空溶洞或较薄的溶洞顶板等高阻介质经常被遮盖,为解释推断带来较大困难。     

浅层岩溶和采空区综合探测方法与模型试验

岩溶和采空区已经成为高速公路建设中面临的热点、难点问题。为了准确探测高速公路地基下伏岩层中岩溶和采空区的几何形态和空间分布,提出了地质雷达先验信息的高密度电阻率约束反演方法。采用常规高密度电阻率反演方法、地质雷达和携带先验信息的高密度电阻率约束反演方法,对常见的岩溶和采空区地电模型进行数值模拟,分析岩溶和采空区不同方法的成像规律。结果表明,与常规高密度电阻率反演和地质雷达正演结果相比,携带先验信息约束的高密度电阻率法反演的异常体的空间形态更接近于真实地电模型,对边界的识别更加准确。随后,通过对山东章丘地区岩溶和采空区的模型试验,探明了岩溶和采空区的分布情况,验证了该综合预报方法对岩溶和采空区的探测效果,为高速公路地基下岩溶和采空区的治理方案提供了依据。     

电磁波CT揭露重大工程岩溶发育特征--以某地铁岩溶勘察为例

灰岩地区岩溶发育程度严重影响重大工程建设,以钻探为主的城市岩溶勘察,很难充分查明地下岩溶发育特征及规模,而高密度电法、浅层地震反射等其余地球物理方法因场地条件限制和干扰因素较多,在城市岩溶探测中很难实施。鉴于此,本文采用井间电磁波CT层析技术对某地铁进行岩溶探测,应用联合迭代重建技术（simultaneous iterative reconstruction technique 简称SIRT）进行反演,获取电磁波CT吸收系数等值线图,并通过吸收系数判断岩溶发育状态。研究结果表明：电磁波CT层析技术可较好揭露地下岩溶发育规模和特征,探测结果与钻孔资料揭露岩溶信息高度吻合。该方法的成功引入为重大工程岩溶探测提供了新思路,其探测成果结合钻孔信息可作为重大工程建设可靠的地质参考依据,具有较好的科学意义和推广价值。     

唐山市岩溶塌陷的神经网络预测模型

唐山市多次发生岩溶地面塌陷，造成建筑物破坏。岩溶塌陷是一种危害性很大的地质灾害，发生在城市的岩溶塌陷不仅破坏人类的生存环境，毁坏建筑物，而且危及人民的生命安全。岩溶塌陷的产生受多种因素影响，塌陷预测的关键是找到各种影响因素与岩溶塌陷的关联关系。应用人工神经网络方法建立了岩溶塌陷预测模型。分析了计算结果，并对城市规划建设提出了几点建议。     

试论河北省的岩溶地质灾害

河北省的岩溶地质灾害具有频度高、强度大、灾情重的特点,它分布在太行山、燕山的山前地带和第四系复盖的可溶性碳酸盐岩区,对煤矿、铁矿资源和城市建筑具有较大的威胁,秦皇岛市水源地报废,开滦范各庄煤矿和峰峰煤矿等矿区的经济效益遭受巨大损失,唐山市体育场训练中断,多座水库、坝基几乎建成就报废等等。皆因岩溶地面塌陷、岩溶陷落柱突水、岩溶裂隙渗漏所致,为此,人们应对岩溶地质灾害加深认识,提高防灾意识。     

贵阳市高层建筑岩溶地基的勘察与评价

本文通过贵阳市高层建筑岩溶地基的勘察实例,来探讨其地基的特点,所应采用的合理勘察方法和试验方法,在此基础上论述了高层建筑基础类型选择和地基承载力确定等问题。     

大坪山隧址区地质构造对岩溶发育规律的影响

在野外地质调查的基础上,运用自然历史分析法和统计学对隧址区的地质构造和岩溶发育特征进行了研究。研究表明地质构造对隧址区岩溶发育的影响主要表现为:1推覆构造演化过程中,地层经历的抬升和稳定使得区内岩溶发育呈现多期性,垂直、水平溶蚀形态交替分布;2区内地质构造通过控制岩溶水的循环通道,从而控制区内岩溶发育的方向和规模;3区内大型岩溶形态发育的向深性和方向性受断层控制,同时发育规模也由节理裂隙密度决定;4褶皱核部及转折部位多形成张拉裂隙,岩溶发育强烈,翼部径流作用有利于岩溶发育。     

洞穴形成的水动力学因素

本文根据流体运动的最小阻力原理，阐述了地下径流在洞穴形成中的作用，并分别就紊流液态下的有压管流和具有自由水面的重力流做了证明。在岩溶通过的汇合，分叉与交叉处所形成的夹角不是随机的，它对应于水流通过该处时水头损失的最小值。一般这个夹角有向直角演变的趋势。其结果都是以扩大岩溶通道的空间体积来实现的，在这里往往会形成一个大的地下厅，最小阻力原理控制下的地下径流的侵蚀扩容作用，是岩溶分异发育的最基本的水动力学条件。图４，参８。     

重庆武隆喀斯特地貌及其演化

重庆武隆喀斯特是亚热带喀斯特中山峡谷喀斯特的典型代表.由分水岭到乌江河谷地势高差达2 000 m,在新构造持续抬升和大河强烈下切的背景下,各地貌单元的响应存在着时间和空间上的巨大差异,形成各自不同的喀斯特地貌类型和组合特点,因而出现了不同发育阶段地貌并存的局面:河谷地带对构造响应迅速,因溯源侵蚀作用,普遍发育峡谷地貌,两岸常形成多级洞穴层;高分水岭地区,地貌回春影响小,地面以常态的面状侵蚀作用为主;中间过度地带喀斯特化程度最高,总体上具有喀斯特地貌发育青年期阶段的特点.武隆喀斯特不仅完美地展现出多样性的中山峡谷喀斯特地貌发育特点,更是研究流域喀斯特系统演化规律的良好场所.     

热带亚热带喀斯特森林树种的水分生理研究进展

热带亚热带喀斯特地区具有丰富且独特的自然资源,是我国重要的生态功能区,但也面临严重的石漠化问题。水分是影响该地区天然林结构功能和石漠化植被修复的关键环境因素。基于树木水分生理的研究有助于深入地了解喀斯特树种干旱适应策略,可为气候变化背景下喀斯特地区森林(天然林和人工林)的可持续发展提供理论依据。本文从水分来源、木质部水力结构以及蒸腾耗水等方面总结了近年来该区域喀斯特天然林树种在水分适应策略方面的研究进展,发现典型喀斯特树种能够稳定地利用岩溶水,其蒸腾耗水量的季节动态较小,且其茎木质部的抗栓塞能力强,在极端干旱时期可通过脆弱性分割维持水力安全。另外,基于树木水分生理的研究还能够为石漠化生态恢复适宜树种的筛选和人工林的经营管理提供科学依据。部分抗性强、耗水少的珍贵用材树种兼顾生态和经济效益,可用于石漠化地区的植被修复。建议今后的研究结合控制实验平台,长期监测树种生长和水分动态变化,基于多重机制系统阐明喀斯特森林树种的生态适应策略。     

红层岩溶发育特征与地面塌陷形成机理-以咸宁地区为例

通过收集整理前人研究资料、实地踏勘以及现场灰质砾岩取样、磨片及显微镜观测等方法手段,分析了红层岩溶发育特征与灰质砾岩溶蚀机理,同时,结合咸宁地区实际地质条件,建立了岩溶地面塌陷室内物理模型,通过监测抽(排)水与降雨两种情况下土压力、孔隙水压力以及土体位移变化情况,分析了抽(排)水和降雨对岩溶地面塌陷的影响机制。模型试验结果表明研究区岩溶地面塌陷形成机制主要为潜蚀作用,真空吸蚀作用次之。降雨对地表土体产生冲刷,地下水渗流作用造成土体潜蚀、运移;抽(排)水时水位发生骤变,水力梯度变大,加速了泥沙带出,导致含砂砾黏土层逐渐被潜蚀、掏空,加之真空负压的吸蚀叠加作用,促进土体破坏导致失稳,最终发生地面塌陷。由此可知,咸宁地区红层岩溶地面塌陷的形成机制主要是潜蚀作用与真空吸蚀作用交互反应,抽水是其诱发岩溶地面塌陷的主要外因。     

高速铁路隧道岩溶突水发生机理研究

针对高速铁路隧道经过岩溶发育段频频发生突水、突泥的现状,以油坊坪隧道岩溶突水为研究背景,对其突水机理展开了理论及数值计算研究,建立了油坊坪隧道岩溶突水的两类力学模型,对两类模型的力学失稳机理展开了理论推导,将理论推导结果应用于油坊坪隧道岩溶突水现场,理论计算结果与隧道现场突水情况相一致。通过快速拉格朗日Flac3D程序对岩溶突水的机理及相关规律进行了数值分析计算,计算结果表明,隧道未开挖时,隧道的左拱顶沿岩溶管道方向渗流矢量强烈,表明左拱顶附近将是地下水的重要渗流通道;隧道开挖后,岩溶通道彻底打开,岩溶管道渗流朝管道临空面,隧道环向渗流矢量均朝隧道中心;对岩溶管道进行注浆处治并施加衬砌后,孔隙水压力发生明显降低,岩溶通道的一定范围外的左下侧、右侧易沿矢量集中位置形成渗流通道,可以将该范围视为需注浆加固处治区域。