广州金沙洲岩溶地面塌陷地质灾害成因分析

广州金沙洲是岩溶地面塌陷危害较严重的地区之一,至目前已发生塌陷24个,主要集中分布在某高铁隧道两侧,与隧道垂直距离小于400 m;塌陷的形成与发展与金沙洲地质环境条件脆弱、高铁隧道施工抽排地下水有很大的关系。调查表明,金沙洲北东向断裂构造发育,隐伏灰岩见洞率60 %～76.9 %,线岩溶率最大达52.58 %,部分地段灰岩上覆土体厚度小于15 m。金沙洲某高铁隧道施工期间多个时段排水强烈,排水量达2 000～3 000 m 3 /d,导致地下水位剧烈波动,并引发了20多个岩溶地面塌陷,而在隧道施工之前及在隧道施工不抽排水的个别时段,区内均无塌陷发生。上述岩溶塌陷发育特征表明,脆弱的地质环境条件是金沙洲岩溶地面塌陷的内在因素,而高铁隧道施工抽排地下水则是岩溶地面塌陷的直接诱发因素。      

贵阳永温中学岩溶塌陷发育临界条件研究

通过现场调查,永温中学校区内及周围存在7处塌陷点,1处塌陷隐患点,严重地威胁着该校师生生命财产安全。研究区基岩可溶性成分多,覆盖粘土层较薄,且地下水溶蚀性强,属于岩溶塌陷的高危险区。为了预防岩溶塌陷灾害,文章总结分析了研究区岩溶塌陷发育的裂隙-渗流-崩解模式,并通过室内模拟试验验证。模拟试验结果表明,土体含水量是崩解作用形成塌陷的关键参数。进一步开展8组不同含水量原状样的崩解试验,结果表明,研究区岩溶塌陷发育的土体含临界水量为26.8%,发育条件为0~26.8%。      

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。     

深圳市龙岗岩溶塌陷灾害及防治对策

通过对深圳市龙岗区岩溶塌陷灾害的综合地质勘查，查明了岩溶发育特征及岩溶塌陷的分布规律。同控制岩溶塌陷的6个主要因素为岩溶地下水作用、降雨和地表水、振动作用、重力与荷载、抽排地下水及坑道突水，分析了岩溶塌陷的危害性，对潜在塌陷区进行了预测和评价。在此基础上，提出了岩溶塌陷灾害的防治对策及建议。     

矿山抽排水对岩溶塌陷的影响分析

水动力条件是岩溶塌陷发生的主要诱发因素。为分析矿山抽排水对岩溶塌陷的影响,选取安徽铜陵华金矿和天马山矿两座矿山中间的岩溶塌陷区为研究对象,采用地下水软件模拟和解析法两种方法进行分析,基本查明塌陷区复杂地质条件和矿山抽排水条件下的地下水的径流概况,并对两座矿山同时抽排水对塌陷区的影响程度进行了简要判别。结果显示:勘查区地下水流场的确定是周边矿山排水产生岩溶塌陷影响范围的依据,特别是分水岭的划分;塌陷区位于周边矿山抽排水降落漏斗内,受两矿山排水影响,塌陷区位于分水岭北侧,塌陷诱发因素受华金矿影响较大。但由于地下水一直处于动态平衡过程,随着不同时刻和不同地点抽排水量的不断发生,降落漏斗和两矿山抽排水的分水岭一直处于动态中,利用降落漏斗和分水岭确定影响力的大小或确定塌陷责任的划分、比例以及间接责任仍值得进一步研究。     

湖南省涟源市岩溶地面塌陷特征分析

涟源市属中低山-丘陵地形,区内碳酸盐岩分布面积广,岩溶发育。由于受采煤活动影响,诱发地面岩溶塌陷48处,造成重大经济损失。岩溶塌陷多分布于岩溶采煤区,发生原因主要是矿坑突水、抽排地下水,使地下水位大幅变动,上覆岩土体失去浮托而产生塌陷。     

武汉市工程施工引发岩溶塌陷机理分析

文章对武汉市岩溶塌陷进行了全面梳理,主要对由工程施工引发的岩溶塌陷进行了归纳总结,按施工类型将其分为4大类,对其在不同地质条件下引发岩溶塌陷的成因机理、致塌模型进行举例分析,得出结论:钻探施工诱发的岩溶塌陷以岩层顶板破坏—垂直渗压致塌模式及崩解—土洞顶部破坏—加载致塌模式为主;桩基础施工以岩层顶板破坏—渗流液化致塌模式为主;抽排地下水诱发的岩溶塌陷为潜蚀-吸蚀致塌模式,荷载振动诱发的岩溶塌陷为潜蚀—振动—加载致塌模式。武汉市岩溶塌陷以钻探、桩基施工诱发为主,因其容易破坏岩土体结构、水动力条件,具有猛烈而快速的特点;抽取地下水影响范围较广,隐蔽、不易察觉;振动荷载只能作用于土洞形成后。      

桂中地区岩溶塌陷形成机制和易发程度分区研究

查明了广西柳州西南部洛满镇和三都镇岩溶塌陷群的地质环境和分布特征;分析了塌陷形成的影响因素;综合基岩、土层、地下水和已有塌陷等因素,划分了岩溶塌陷易发区域。结果表明:区内岩溶塌陷多具有群发性,主要发生于3~9月份且有逐年增加的趋势;岩溶塌陷的形成受"水-土-岩"相互作用和人为活动影响,区内覆盖土层较薄,地下岩溶发育,地下水在基岩面附近波动,利于塌陷形成;抽排地下水、地下水水位波动是塌陷最主要的诱发因素。岩溶塌陷的高易发区主要分布于洛满镇、流山镇、社冲乡、成团镇、土博镇、三都镇等城镇附近,总面积101.41 km~2;中等易发区(面积142.04 km~2)和低易发区(面积29.16 km~2)较为分散;不易发区为基岩裸露区,面积666.39 km~2。     

广州金沙洲岩溶地面塌陷灾害预警预报研究

受武广客运专线金沙洲隧道施工抽排大量地下水的影响, 2007—2012年广州金沙洲发生了大规模岩溶地面塌陷、地面沉降地质灾害,造成了重大经济损失。为防治地质灾害,采用综合地质调查、地下水位监测、地面沉降监测、物探、钻探和试验等手段勘查和研究,建立了完善的地下水位和地面沉降监测网络。在此基础上,根据地质环境条件、岩溶发育程度和地质灾害分布特征进行岩溶塌陷易发性分区,选择地下水位变化量和地面沉降量这两个与岩溶塌陷最直接、最敏感和最重要的参数,从预警预报参数选择、时间尺度选取、判据分析计算、预警预报方法、模型系统的建立等方面进行研究,选取临界日综合地下水位变化量和临界日综合地面沉降量作为预警预报判据,结合三维地质结构模型建立岩溶塌陷预警预报模型系统。成功地预警预报了两起岩溶地面塌陷,取得较好的预报效果,说明该岩溶地面塌陷预警预报模型系统实用、有效,为金沙洲防灾减灾提供地质科学依据,为当地的社会稳定和经济可持续发展提供技术支撑。     

广州金沙洲岩溶区地下水位变化与地面塌陷及地面沉降关系探讨

金沙洲可溶性灰岩分布面积广,岩溶洞隙发育,洞隙及地下水的连通性强,上覆第四系松散土体中软土广泛分布,客观存在岩溶地面塌陷及地面沉降的地质环境条件。2007年4月起,受某高铁隧道施工抽排地下水的影响,金沙洲地下水出现异常波动,引发了地面塌陷及地面沉降。文章根据监测数据,经对比分析结果表明,区内岩溶地面塌陷及地面沉降受控于地下水位的变化,地下水位波动至基岩面附近时,是地面塌陷较活跃的时期,地面沉降与地下水位变化呈正向相关。文章进一步对地面沉降与地下水位变化关系的机理进行了探讨,认为目前地下水位尚未恢复正常的区域仍存在地面塌陷及地面沉降的隐患。     

广州岩溶塌陷形成条件及主要影响因素

广州市岩溶塌陷主要分布在广州西北的广花盆地内,根据大量勘查资料分析,得出岩溶塌陷形成条件及其主要影响因素是复杂和多方面的,如覆盖层岩土性状与厚度、岩溶发育程度、气候条件、地下水与人类工程活动等.覆盖层土体结构越疏松、级配越好、强度越低、厚度越小,岩溶越发育,越容易产生土洞和塌陷;降水季节和持续性的强降雨天气或久旱后的暴雨,板易导致地面塌陷;地下水活动则促使或加速土洞及岩溶塌陷的形成;工程钻探、地下水的抽取、地下采矿及地下工程施工等人类工程活动对岩溶塌陷也有重要影响,常作为诱发动力,通过改变基本条件而加速岩溶塌陷的形成.     

河床透-阻型岩溶塌陷形成机理

岩溶塌陷具有突发性,隐蔽性等特点,往往会造成重大灾害。为了预测岩溶塌陷的模式及可能性,以某地区河床塌陷为研究对象,对区域内河床透-阻型盖层岩溶塌陷的形成机理进行分析;并基于潜蚀—失托-重力致塌理论,建立土洞力学模型,对岩溶水位下降时土洞的抗塌系数进行初步评价;进一步采用FLAC~(3D)数值模拟对计算结果进行验证。研究结果表明该地区河床塌陷为地下水潜蚀作用下形成的土洞塌陷,土洞稳定性与土洞高度、土体物理力学性质、水动力条件变化等因素相关。也表明河床岩溶塌陷往往在附近地下抽排水初期以及土洞形成初期就会发生,一般先于两岸阶地的地面塌陷,可作为大范围岩溶塌陷发生的前兆。     

覆盖型岩溶土洞对地下水升降作用的响应及其塌陷演化过程研究

福建省岩溶塌陷地质灾害发育,其发育程度仅次于滑坡、崩塌地质灾害。为研究岩溶塌陷的演化过程,本文以福建省典型覆盖型岩溶塌陷为研究对象,现场采取了覆盖层土样,在自制的物理模型箱中布设光纤光栅应变传感器、孔隙水压力计、沉降计等监测仪器获取不同条件下覆盖层土体的应力-应变信息,分析了覆盖层土体的响应情况,研究了典型覆盖层岩溶塌陷的发展演化过程。研究结果表明：(1)第四系覆盖层孔隙水位升降作用下,土层的孔隙水压力值基本呈等幅变化,底层土体变形最弱,顶层土体变形最大,两者的应变差值最大可达5倍。水位升降对土洞周围土体的破坏较小,土洞尚未形成。(2)岩溶水水位反复升降的过程中,孔隙水压力的增减与渗流水位变化同步;同一水平面上越靠近溶洞的土体产生的应变越大,且土层越高,应变差值越大,顶层土体应变差值达2000με。土洞顶板变形在水动力作用与真空吸蚀作用下不断向上发展,当变形发展超过临界土洞高度40 cm时,形成地面塌陷。(3)典型覆盖型岩溶塌陷演化过程可划分为土洞发育-覆盖层内部塌陷-地表塌陷3个不同阶段。(4)闽西南岩溶土洞塌陷大多发生于山间盆地河谷两侧地下水强径流排泄区,覆盖层厚度较大,多为第四系...     

江西省宜春城区地面塌陷特征及防治建议

宜春城区属岗阜低丘地形,分布石炭系-二叠系覆盖型及裸露型碳酸盐岩,占城区面积近70%。浅部岩溶发育,覆盖层厚度一般小于20m,土洞较多,基岩面起伏大,第四系岩性结构复杂,地下水埋藏浅。由于抽采地下水及建筑施工振动等人为因素影响,诱发地面塌陷12处,造成重大经济损失。在城市规划功能布局时应充分考虑地面塌陷的易发程度及场地建设适宜性;应限制诱发塌陷因素的强度,在易发区须严格控制地下水开采,严禁新建开采井;塌陷治理的主要方法有填堵、跨越、灌注、深基础控制抽排水强度、及其它综合治理或避让方法,同时做好灾害的监测预报工作。     

铜陵市狮子山矿区地下水位动态监测网建设研究

阐述狮子山矿区地下水资源开发利用现状以及地下水开发引起的环境地质问题,特别是岩溶塌陷地质灾害情况。研究认为矿山抽排地下水破坏周边地下水环境,改变区域地下水流场,成为了区内岩溶塌陷主要诱因之一。针对矿区内主要矿山、岩溶塌陷区分布位置以及现有水文井孔分布情况,初步提出狮子山矿区地下水位动态监测网建设设想,为矿区岩溶塌陷地质灾害监测预警及水资源管理部门提供参考。     

岩溶塌陷发育机理模式研究

岩溶塌陷是我国岩溶区常见的地质灾害。目前,关于岩溶塌陷发育机理模式主要以力学分析为主。文章以岩溶塌陷过程为基础,探讨分析岩溶塌陷发育机理模式。依据地下水埋藏条件,土体分为包气带非饱和土体、潜水层饱和土体及承压水层承压性土体。根据“水-+土”相互作用,在包气带、潜水层和承压水层分别建立崩解作用、潜蚀作用和水力裂隙作用三种岩溶塌陷发育机理模式。      

岩溶塌陷渗压效应致塌机理研究--以山东省枣庄市岩溶塌陷为例

山东省枣庄市是北方岩溶塌陷的主要发育区之一，该区岩溶塌陷主要分布在十里泉水源地及丁庄一东王庄水源地地下水降落漏斗中心范围内，在发生时间上具有明显的阶段性。第1阶段岩溶塌陷主要原因为抽排地下水引起的“真空吸蚀作用”及“失托加荷作用”；第2阶段塌陷主要原因是降雨入渗诱发产生的渗压效应。渗压效应是由于降水(或地表积水)入渗补给岩溶地下水时，对覆盖层岩土体产生的综合效应，包括静水增荷效应、垂直渗透效应，吸水软化效应以及负压封闭效应。从形成的力学机制上分析，该区第2阶段岩溶塌陷属于降雨入渗-静水增荷-吸水软化型，致塌的力学机制为渗压效应致塌力学机制。     

岩溶隧道断层面突水灾害的力学机制

通过岩溶工程地质剖面和地质钻孔资料对岩溶发育特征与强度、第四系覆盖层厚度及物质组成、地下水动力条件等进行分析;并以此为基础,根据莲花县城区岩溶塌陷形成特点,结合岩溶塌陷点发生时的降雨量和地下水位变化记录等资料进行综合研究。结果表明:莲花县城区岩溶塌陷主要以水流潜蚀、高压气蚀、负压吸蚀、下渗旋吸、土体软化、重力加载等破坏作用叠加效应形成的土洞型塌陷为主;地下水位循环交替是引发岩溶塌陷的主要原因,而降雨强弱又直接影响着地下水动态变化;地下水循环交替不同阶段表现出对盖层的各类破坏作用的特征不同,一般在经多期次地下水循环交替过程后形成地面塌陷;部分地面塌陷因农田囤水、地面加载或振动而诱发。该文研究成果可为莲花县岩溶塌陷预警预报及防治提供科学依据,其他南方岩溶发育相近地区具有参考意义。     

岩溶地面塌陷三机理理论及其应用

为了给岩溶地面塌陷预测、监测、防治和应急措施提供理论依据,全面总结了岩溶地面塌陷的发育规律,认为岩溶、土体和诱发因素是岩溶地面塌陷的三要素.岩溶为土体丧失提供通道和储藏空间.土的工程地质性质决定了土体塌陷方式:"黏土块"坍塌、砂颗粒漏失、软弱土流失;土体塌陷方式决定了土体塌陷机理;据土体塌陷方式提出了由"土洞型塌陷""...     

湖南某矿区岩溶塌陷成因分析与防治对策

湖南某矿区露天开采石灰岩矿形成了2个采石坑。2006—2017年期间,采石坑周边发生了67处岩溶塌陷,给当地村民生产生活造成了严重影响。在阐述该矿区地质环境条件、岩溶塌陷基本特征的基础上,对该区岩溶塌陷的成因机制进行了分析。认为本区溶岩洞隙发育强烈,采石坑长期抽排地下水,尤其采坑溶洞突水是诱发岩溶塌陷的主要因素,其他因素主要是暴雨或长期干旱。同时,提出了尽快关闭本区2处采石坑,并对塌陷坑采用清除填堵法等防治对策,对该地区的岩溶塌陷防治具有一定的指导意义。