湖北武汉市三环区岩溶地面塌陷发育规律及危险性评价

?随着武汉市城市化建设的不断推进,岩溶地面塌陷问题日益凸显。为了揭示其发育规律及进行危险性评价,充分收集岩溶地面塌陷地质灾害调查统计成果,结合基本的工程地质条件和碳酸盐岩的发育情况、分带特征,得出岩溶地面塌陷的时间和空间分布特征。在探明其发育规律的基础上,确定研究区岩溶地面塌陷形成的影响因素,进而建立武汉市三环区岩溶地面塌陷危险性评价指标体系。采用数量化理论得出研究区的危险性等级分区类型:高危险区、较高危险区、较低危险区、低危险区、非岩溶区。综合岩溶地面塌陷发育规律及危险性分区,分析得出各部分区域特征,可在一定程度上指导工程建设和灾害治理。?     

唐山市岩溶地面塌陷成因机制与迭置分析方法

本文在阐述唐山市岩溶地面塌陷地质灾害情况和产生塌陷的地质条件的基础之上,分析了产生岩溶地面塌陷的原因。指出超量开采岩溶地下水是唐山市岩溶塌陷产生的主要原因所在。地震不是唐山市岩溶塌陷的直接致塌原因,但是地震作用破坏了盖层土体的连续性而使其更易破坏。文中提出了分别用静态条件和动态条件进行岩溶地面塌陷危险区划分的原则和单因子图迭置分析的危险区划分方法,并研制了岩溶地面塌陷区划的软件系统ＫＬＣ。以１９９０年地下水流场条件为基础,对唐山市岩溶地面塌陷进行了迭置分析和分区评价      

广西玉林市岩溶塌陷基本特征及其形成条件

岩溶地面塌陷是玉林市最常见、最严重的一种地质灾害。本文结合地面勘查资料,重点论述该市岩溶塌陷基本特征及其形成条件,同时,对岩溶塌陷的防治对策也作了初步的探讨。      

岩溶地面塌陷神经网络预测

应用神经网络理论的原理 ,通过对收集到的岩溶地面塌陷实例进行学习 ,建立了岩溶地面塌陷评价及预测模型 ,对某市岩溶地面塌陷进行预测。结果表明 ,神经网络方法具有精度高、收敛速度快、容错能力强等特点 ,在岩溶地面塌陷研究中具有广阔的应用前景     

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”“沙漏型塌陷”和“泥流型塌陷”构成的岩溶地面塌陷三机理理论:黏性土和密实砂性土层中,在外力作用下,土洞顶板拱效应失效而产生的地面塌陷现象称为土洞型塌陷;由于诱发因素的触发导致可溶岩上方松散砂层中砂颗粒漏失而产生的地面塌陷现象称为沙漏型塌陷;可溶岩上方软弱土体在外力作用下向可溶岩中流失而产生的地面塌陷现象称为泥流型塌陷。三机理理论关注土体塌陷方式,既解释了岩溶地面塌陷现象,更回答了土体“如何塌”的问题。诱发因素是塌陷的外部影响因素,不是塌陷机理的构成要素;诱发因素产生作用力;作用力改变土颗粒运动状态,使土颗粒由“静止→运动”,土体由“稳定→塌陷”。依据三机理理论,提出了岩溶地面塌陷综合地质预测方法,建立了基于三个塌陷机理的土体塌陷确定性预测模型,系统总结了岩溶地面塌陷监测、防治和应急措施方法,形成了从理论到实践的、完整的岩溶地面塌陷思想体系。      

我国岩溶地面塌陷研究进展与展望

为了解我国岩溶地面塌陷理论和实践的状况,在讨论了岩溶地面塌陷概念的内涵和外延后,全面总结了岩溶地面塌陷在塌陷机理、预测、监测、防治等方面的研究现状,分析了目前存在的问题,概述了近年来研究的新进展,提出了岩溶地面塌陷研究的发展方向。      

《岩溶地面塌陷理论与实践》内容简介

正本书作者从岩溶地面塌陷过程中土颗粒受外力作用后的运动学响应特征出发,对可溶岩上覆土体进行了塌陷行为分类,划分了9类岩溶地质结构,提出了岩溶地面塌陷的"三机理"理论;以该理论为依据,探讨了岩溶地面塌陷的综合地质预测模型和确定性预测模型、监测内容和技术方法、防治与应急措施。同时,总结和介绍了岩溶地面塌陷不确定性预测模型——概率模型、模糊模型、灰色模型及其他预测模型;收集与整理了较为丰富的塌陷治理工程案例。在该著作中,作者从理论到实践,提出了岩溶地面塌陷完整的理论体系和技术方法,     

《岩溶地面塌陷理论与实践》内容简介北大核心CSCD

本书作者从岩溶地面塌陷过程中土颗粒受外力作用后的运动学响应特征出发,对可溶岩上覆土体进行了塌陷行为分类,划分了9类岩溶地质结构,提出了岩溶地面塌陷的“三机理”理论;以该理论为依据,探讨了岩溶地面塌陷的综合地质预测模型和确定性预测模型、监测内容和技术方法、防治与应急措施。同时,总结和介绍了岩溶地面塌陷不确定性预测模型——概率模型、模糊模型、灰色模型及其他预测模型;收集与整理了较为丰富的塌陷治理工程案例。在该著作中,作者从理论到实践,提出了岩溶地面塌陷完整的理论体系和技术方法,     

铜陵市朝山地区岩溶塌陷形成条件与地面稳定性评价分析

铜陵市朝山地区岩溶塌陷灾害是安徽省大型地质灾害隐患点。从该区基岩岩性、覆盖层特征、水文地质条件和人为影响等方面入手,利用钻探和地下水长期观测等技术手段,通过岩溶塌陷的影响因素分析,查明了研究区岩溶塌陷形成条件,评价了地面稳定性。得到主要结论如下:区内岩溶塌陷的分布受断裂控制,90%以上的塌坑位于距断裂20 m区域内;区内岩溶塌陷的发生与基岩岩性密切相关,CaO含量高有利于塌陷的发生;区内塌陷多发生于多元或二元结构地层区域;矿山排水是区内岩溶塌陷的主要诱发因素。最后在查明区内岩溶塌陷形成条件的基础上,采用经验指标法对朝山地区地面稳定性进行评价分析,确定研究区为易塌陷区,须重点监测与防治。     

武山铜矿岩溶塌陷规律分析及防治

武山铜矿岩溶地面塌陷主要影响因素包括岩溶地下水水位降落漏斗范围扩展,覆盖层岩性、厚度、构造及岩溶的发育程度等。对武山铜矿南矿带岩溶塌陷进行稳定性分区:南矿带基本稳定区(Ⅰ区);南矿带南部岩溶塌陷不稳定区(Ⅱ区);南矿带南部岩溶塌陷未来不稳定区(Ⅲ区)。提出从时空上及规模上对岩溶塌趋势进行预测预报;做好地面防渗透工作;合理开采,减少沉降等防治岩溶塌陷的对策和建议,对于该地区避免造成居民的生命和财产损失有重要指导意义。     

顶空型与顶实型陷落柱的成因与导水性能的差异

本文运用弹性理论分析了顶空型与顶实型陷落柱压实应力的差异。利用Griffith理论分析了陷落柱活化的判据，认为顶空型陷落柱比顶实陷落柱更易于活化导水。     

再论岩溶塌陷的形成机制

20世纪70年代以来,不少学者对岩溶塌陷的形成机制进行了努力探索,一些单位开展了大量野外和室内实验,获得了宝贵数据,取得了重大进展。在此基础上形成了目前比较公认的＂潜蚀论＂和＂真空吸蚀论＂。作者通过对已有研究成果的总结,特别是对支撑＂潜蚀论＂和＂真空吸蚀论＂的理论基础和实验数据的分析,结合在贵州六盘水地区岩溶塌陷的长期调查成果,认为研究岩溶塌陷,不能离开覆盖土层的物理力学性质,土层物理力学性质不一,变形破坏方式也不一样。岩溶塌陷的形成发生,往往是多种作用的共同结果,同时提出了＂溯源潜蚀＂和＂土体流变＂的观点。     

基于模糊综合法的烟台市栖霞中桥岩溶塌陷易发性评价

在分析烟台市栖霞中桥区地质条件及岩溶塌陷产生条件的基础上,选择岩溶发育条件、构造条件、覆盖层条件、水文条件和人类活动条件共5个因子,构建层次型指标体系。同时为增加评价结果的客观性和准确性,选择采用模糊数学法构建各指标的隶属函数,并借助ArcGIS软件,最终实现对研究区岩溶塌陷灾害的易发性评价。分区评价结果表明:已发生岩溶塌陷点分布在岩溶塌陷的极易发生区和易发生区,说明本次评价分区具有合理性;对岩溶塌陷灾害极易发区和易发区应严格控制地下水的开采,以防止岩溶塌陷灾害的发生。      

岩溶塌陷机理定量研究的初步思考

岩溶塌陷作为世界上岩溶地区最为普遍的地质灾害和环境地质问题之一,对人类社会发展、工程建设等方面产生了严重的危害。二十世纪七十年代以来,国内外学者对岩溶塌陷的发育规律、分布特征、致塌原因、成因机理、勘测技术、防治措施、监测预报和数值模拟等方面做了大量的工作,取得了丰富的研究成果,由于岩溶塌陷发生和发展在地表以下而不易察觉和探测,其具有突发性、隐蔽性、多因素性、不确定性和模糊性等特点,目前统一的、系统的、权威的岩溶塌陷的成因机理及定量预测等理论和认识仍在逐步完善中。本文根据岩溶塌陷机理研究现状及发展趋势,从复杂性科学角度探讨了岩溶塌陷机理定量研究中的基本科学问题,对岩溶塌陷机理定量研究进行了初步思考,在参考借鉴多个相关领域技术方法的基础上,梳理了定量研究的内容,探讨了定量研究的方法、技术思路,以期在一定程度上丰富岩溶塌陷机理定量研究理论体系,推动岩溶塌陷机理定量研究进程。     

枣庄岩溶塌陷形成机理与致塌模型的研究

渗压效应是指由于降雨入渗补给岩溶地下水,而对盖层土体产生的综合作用,包括静水增荷效应、垂直渗透效应、吸水软化效应及负压封闭效应。渗压效应致塌机制是多年持续采水区降落漏斗中心部位岩溶塌陷的主要力学机制。本文根据普氏理论及极限平衡理论分别建立了内部塌陷阶段临界土洞的高度表达式及地表塌陷阶段的渗压效应致塌力学模型,并用表达式及模型对枣庄市的岩溶塌陷进行了验证分析与评价,分析结果与实际塌陷情况符合较好,建立的表达式与模型基本上反映了该地区岩溶塌陷的形成机理。     

Mechanism and mechanical model of karst collapse in an over-pumping area

Through geological investigation of karst collapses at Zaozhuang City, China, it was found that the mechanism of karst collapse in areas of excess water extraction is characterized by a seepage effect and that the seepage-pressure effect is the initial factor that induces karst collapse. The causation mechanisms for karst collapse can be divided into two phases: the inter-collapse phase and the surface-collapse phase. Therefore, based on the limit-equilibrium theory, this paper has established mechanical models for the surface-collapse phase and determined values for the stability of the arch formed by the soil hole in an inter-collapse phase. In addition, an evaluation of a karst collapses at Zaozhuang City, China, was completed using mechanical models. The results show that the mechanical models agree with the theory of karst collapse at Zaozhuang City. Thus, it is proved that the karst collapse models can be used for the evaluation of karst collapse in areas that are over-pumped.     

Comprehensive fuzzy evaluation model and evaluation of the karst collapse susceptibility in Zaozhuang Region, China

Karst collapses in Zaozhuang area are the typical karst collapses induced by groundwater over-pumping in north China, which lead to severe economic loss and negative societal influence. Based on the comprehensive analysis of all natural influencing factors and human influencing factors associated with karst collapse in the Zaozhuang Shili Spring Area, China, this paper establishes karst collapse susceptibility evaluation model by means of fuzzy mathematic method, in which the Quantitative theory method was firstly applied in determination of the factor weights. The karst collapse susceptibility evaluation model with 14 evaluation indicators can be effectively used for quantitative evaluation on the karst collapse susceptibility. So, an analysis and evaluation on the karst collapse susceptibility of Zaozhuang Shili Spring Area is completed by means of karst collapse susceptibility evaluation model. The karst collapse area of Zaozhuang region is divided into very high susceptibility area, high susceptibility area, medium susceptibility area and low susceptibility area, which account for about 6.3, 5.2, 10.4 and 78.1 % of the total karst area and the karst collapse susceptibility evaluation map of Zaozhuang Shili Spring Area is completed. The results above will be helpful for the strategic planning and decision-making processes associated with exploitation of karst water resources and with prevention and control of karst collapse hazards of this region.     

The effects of karst collapse on the environments in north China

In this paper, a systematic study was completed on the distribution features and origins of karst collapses in north China. There are 65 modern karst collapse areas with 1,416 karst collapse pits and 38 paleo–karst collapse areas with 3,654 paleo-collapse pillars. Modern karst collapses are mainly distributed in the plain region of the east Taihang and Yanshan Mountains and are concentrated in three zones from the west to the east in this region. The regional distribution features of karst collapses in north China are controlled by the boundary of the geological tectonics, condition of soluble rock and the extent of human activities. From the results, three-grade indices have been adopted to establish a classification scheme for karst collapse in north China. The effects of karst collapses on the environments in north China are summarized using a karst collapse classification scheme.     

杭州西湖区域断裂分形研究及其对岩溶塌陷分布的影响

以分形理论为基础,采用网格覆盖法,研究了杭州市西湖区的断裂分形特征,并对该区的岩溶塌陷易发程度进行了 分析。首先,简要介绍了研究区地质背景及断裂分数维的计算和分析方法,并计算出西湖周边区域断裂分布的总体分数维 及北东向、北西向的分数维,表明本区断裂分数维能很好的反映断裂分布的空间特征;其次,结合研究区的岩溶塌陷分布, 讨论了断裂分数维和岩溶塌陷之间的关系,表明北东向和北西向断裂分布在空间上互补;且岩溶塌陷分布情况和断裂分数 维呈正相关关系;最后,以定量的形式分析了该区断裂对岩溶塌陷分布的控制,对当地工程建设有一定的指导意义。