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...