栖霞中桥地区岩溶塌陷时空分布规律及成因分析

岩溶塌陷是岩溶地区一种特有的地质灾害,在时间上具有突发性,空间上具有隐蔽性.栖霞中桥地区位于山东省胶东半岛中北部,区内分布岩溶地层,岩溶发育较为强烈,近年来随着周边人类工程活动强度增大,加之一些自然因素影响,先后发生多次岩溶塌陷,给区内人民群众生产和生活带来了较大影响.以栖霞中桥地区作为研究区,通过收集资料、实地勘查、地球物理勘探、钻探、抽水试验、水位监测等工作方法取得本区岩溶塌陷、地层、降水、水位等翔实资料,研究分析了本区岩溶塌陷的时空分布规律:时间上主要发生于枯水期与丰枯交替时期,空间上多发生于覆盖型岩溶区岩溶水径流通道的两翼且地下水水力坡度急剧变化地段,均为断裂构造上盘区,第四系厚度多小于25 m,为黏性土与砂土互层的多层结构,与基岩面接触的岩性为粉质黏土及碎石土.在此基础上,分析了该区地下水位、降水变化对岩溶塌陷的影响机理:塌陷发生期间,区内地下水水位呈持续下降、骤然上升或上下起伏变化,已形成的土洞负压与高压相互交替,对土洞顶板产生吸力与压力,剪应力快速降低,岩溶地层上覆土体无法承受自身重力条件下引发岩溶塌陷,是潜蚀、真空、气爆及重力作用相互作用的结果,以潜蚀、真空效应为主.为栖霞市各级政府及相关主管部门开展岩溶塌陷地质灾害防治、地区规划建设等提供地质科学依据,为胶东半岛岩溶塌陷后续相关分析研究工作提供翔实的理论基础.     

新密市双洎河河道地面塌陷发生机理分析及治理措施

根据多种勘察方法取得资料分析,本研究的塌陷区属于覆盖型岩溶区,覆盖在岩溶地层之上的土体属级配不良的土体,在长期的地下水潜蚀演化过程中,土体中的细粒不断被渗流携走,使土体形成隐伏"土洞"地层,土体抗剪强度逐渐降低,在巨大的暴雨洪水水动力作用下隐伏的"土洞"地层突然坍塌,松散的土体被洪水携带流入下伏灰岩岩溶地层,最终造成河道地面塌陷.对地面塌陷区应采取水平防渗铺盖、垂直灌浆、强夯密实等工程措施进行治理.     

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。     

岩溶地段桥梁桩基础施工的防护措施

桥梁桩基施工过程中,在溶洞的部位易产生漏浆、偏锤等现象,溶洞顶板被击穿后,在上部孔隙潜水与下部岩溶水间水头差的作用下,钻孔桩附近地下水位会发生急剧变化,上部砂层极易在很短时间内漏失到溶腔内,并在上部覆盖层内形成土洞,引发桩孔附近地表塌陷。当桩孔附近地下水位发生较大变化时,因地下岩溶及部分地段土洞发育,当溶洞之间连通性好时,在地下水降落漏斗影响半径范围内的周边地表极易引发塌陷,危及地表建筑物安全。     

列车振动对岩溶区覆盖层内土洞稳定性影响机制

岩溶区覆盖层内土洞大量发育,土洞的失稳将威胁穿越该岩溶区的铁路交通正常运行,开展列车振动对既有土洞稳定性影响机制研究以提出有效监测建议对其防灾减灾有重要工程意义。依托武汉市江夏区乌龙泉岩溶塌陷实例,开展物理模型试验,探究列车振动荷载对土洞稳定性的影响机制,并用数值模拟分析其应力应变特征,据此提出有效监测建议。研究表明：覆盖层浅层的土压力动力响应较中深层更为敏感;在临界塌陷阶段,土洞背离路基侧较靠近侧具有更大的土压力波动;土洞破坏模式为：顶板弯折破坏,洞肩剪切破坏。据此提出以土洞顶板水平土压力减小和土洞背离路基侧洞肩土压力增大的重点监测部位和监测指标建议。     

景德镇市城区岩溶塌陷发育特征与评价

景德镇碳酸盐岩地层分布面积较小,主要为石炭系上统、二叠系下统、二叠系上统长兴组,以覆盖型为主。但碳酸盐岩岩溶发育较强,塌陷时有发生,威胁城市建设安全。通过野外调查和室内岩石化学分析,研究岩溶塌陷发育特征,进行塌陷危险性评价。景德镇市城区岩溶地面塌陷主要由于过量抽取岩溶地下水引起,塌陷均位于覆盖型灰岩条带中,北东侧比南西侧岩溶地面塌陷更发育。虽然在景德镇市采取的限采岩溶地下水和回填塌陷措施后,塌陷已趋缓或停止发展,但覆盖型灰岩条带存在发生地面塌陷的地质环境和地球化学条件,发生地面塌陷灾害的可能性较大。     

贵州省德江县大顶上岩溶塌陷成因及防治措施

岩溶塌陷在喀斯特地区常见的一种地质灾害,对生活在岩溶塌陷易发区的居民来说是一个较大的安全隐患。本文从贵州省德江县大顶上岩溶塌陷区的地质环境条件出发,分析了该区岩溶塌陷的形成原因。认为该区产生岩溶塌陷的基本条件为岩溶发育,有一定厚度松散堆积层,断层破碎带发育,地下水水位大幅度下降。诱发原因为人类采矿工程活动,其主要形成机制有深浅部隐伏岩溶连通效应,机械潜蚀效应和降水入渗效应。在分析岩溶塌陷成因的基础上提出了该区岩溶塌陷的防治措施。     

路基岩溶地面塌陷整治机理与注浆工艺流程研究

在总结岩溶地面塌陷形成机理的基础上,明确了铁路路基岩溶地面塌陷整治的主要防治思路。阐述了渗透注浆通过改善覆盖层的抗渗、抗潜蚀、抗崩解性能,同时封闭土石界面截断地表水与地下水之间的水力联系,达到对岩溶地面塌陷的防治目的。通过研究,补充完善了现有铁路岩溶注浆整治工艺流程。并通过南广铁路路基岩溶整治现场测试,验证了完善后工艺流程的合理性和实用性。     

土洞演化过程中路基变形的响应分析

为了分析隐伏土洞演化对路基变形的影响,基于已有公路路基土洞的塌陷实例调研分析,提出土洞具有"圆柱状塌陷"及"漏斗状塌陷"2种演化模式;分别利用极限平衡理论和普氏平衡拱理论推导2种土洞演化模式的临界塌陷高度,结合FLAC3D软件分析土洞在演化过程中路基的变形及塌陷规律。研究结果表明:圆柱状土洞临界塌陷高度主要由覆盖土层强度、土体重度、土洞断面面积以及车辆附加荷载等因素决定;漏斗状土洞的临界塌陷高度主要由土体内摩擦角、土体坚固系数、初始土洞半径等因素决定;路基在土洞演化过程中经历稳定、基本稳定、临界塌陷及塌陷等过程;在路基土洞完全塌陷之前,路基表面的倾斜变形值超过允许标准值。     

溶洞、土洞稳定性评价与工程处理

土洞、溶洞发育是广州地铁二、八号线延长线嘉禾车辆段的主要不良地质问题之一,结合场地内岩溶发育特征,论述了工程实践中常用的岩溶地基稳定性分析评价方法及岩溶塌陷的处理措施,提出轨道交通工程车辆段、停车场在覆盖型岩溶区设计的基本思路。     

岩溶洞穴土壤颗粒分析及其对水土流失的研究意义

岩溶洞穴中的土壤作为一类洞穴沉积,具有很好的学术研究价值,但目前利用洞穴土壤来研究水土流失的成果还很少.2010年8月、9月在贵州毕节、清镇、花江的三个洞穴和一条地下河中采取了洞穴土样,然后在室内用比重计速测法对洞穴土壤进行了颗粒分析并将其与地表土壤进行对比研究.研究发现,洞穴土壤颗粒中粘粒含量远高于地表土壤,土壤通过...     

塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层古溶洞充填特征与垂向物性分布

塔河油田古岩溶储层的储集性能与溶洞内部充填特征密切相关。通过对露头、岩心和成像测井的直接认知,区分了溶洞内部的充填物类型和充填程度,开展了溶洞充填特征的识别研究,最后建立了溶洞充填结构模式,并探讨了基于充填特征的古溶洞物性分布特征。研究认为,溶洞充填物主要有搬运型沉积物、垮塌型堆积物及化学型胶结物三种类型,溶洞充填程度可分为部分充填型溶洞和全充填型溶洞;不同充填特征的溶洞表现出不同的测井响应特征;溶洞的充填结构具有“多期次、准层状”的特点,垮塌角砾岩充填多与砂泥混积,物性较差,砂泥岩充填段物性相对较好,整体孔隙度分布表现出多段韵律叠加的特征。     

地下水抽取对溶洞稳定性影响的流-固全耦合分析

岩溶区抽取地下水导致水位被迫下降将诱发溶洞坍塌及地面沉降等灾害,其实质是流场和力场相互作用的结果。为精确评判溶洞稳定性和沉降风险性,需构建流-固耦模型模拟地下水抽取过程中的流场和力场的时空分布。基于连续介质力学推导给出流-固全耦合控制方程,结合渗透率关系、应力-应变关系等本构方程给出闭合数学描述,通过经典算例验证模型有效性后分析全耦与传统解耦计算的差异。以深圳市场地工程地质条件为背景,根据勘察参数,计算分析不同抽水速率、洞径、洞形等多个关键因素下孔压、应力和塑性区的时空分布,阐述多物理场作用下岩溶塌陷及地面沉降的力学破坏机制,并基于灰色理论对各影响因素敏感性大小进行分析。结果表明：在重点分析土体渗流时,耦合作用不可忽视;与勘察结果一致,水力压降造成的应力集中是形成地面沉降和溶洞坍塌的主要因素;地面沉降对抽水速率、洞径和洞形更为敏感,溶洞稳定性对抽水速率和洞径更为敏感。研究成果可为岩溶塌陷防治提供参考。     

某高层建筑地基中土洞的成因分析及地基处理设计方案

本文通过分析龙岩盆地某高层建筑地基中土洞的成因,介绍了高压旋喷桩加固地基处理的原理及本场地地基处理的设计方案,即土洞是在有覆盖土的岩溶发育区,其特定的水文地质条件,使岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。土洞是岩溶的一种特殊形态,是岩溶范畴内的一种不良地质现象,由于发育速度快,分布密,对工程的影响远大于岩洞。     

贵州省城市化过程中的城市生态环境问题

本文首先介绍建国以来贵州省的城市化进程,结合贵州省脆弱的喀斯特自然环境和人类活动的影响,探讨贵州省城市化过程中的生态环境问题。贵州省城市化过程中的生态环境问题主要是：①城市空气质量差,酸雨严重,“热岛效应”突出;②城市绿地率不高且布局不够合理,水土流失严重;③城市水体污染问题突出,影响了水环境质量;④城市噪声污染总体上不容乐观;⑤地质灾害较重;⑥城市土地利用结构不合理。最后提出在喀斯特地区重建城市生态环境的对策。     

负压状态下无衬砌土拱的稳定性分析

无衬砌土质输水通道或洞穴中常会出现负压力 ,它对周壁的土体将产生气蚀切割和反向渗透潜蚀破坏 ,从而导致拱顶土体的垮落 ,以达到新的平衡。随着负压力的增大 ,拱顶垮落高度也不断增大 ,但增长幅度却逐渐减小 ,直至趋于垮落极限值 1 333b1 /fk。这表明对有负压存在的土质通道或洞穴 ,其上覆土层的最小保护层厚度应大于该值 ,否则将会产生地面塌陷等灾害现象。