人工抽水引起土洞扩展条件的分析

土洞的形成与扩展是产生覆盖型岩溶地面塌陷的前提条件之一。为研究人工抽水引起的岩溶地面塌陷的机理,用解析法分析了土洞扩展的条件,提出了剥落力的概念,认为土洞的扩展条件是剥落力大于土体抗拉强度。土洞周边不同的点,受抽水引起的剥落力是不同的。随着土洞的不断扩大,剥落力增大。当土洞一旦开始向外围扩展,由于剥落力越来越大,土洞呈现发展趋势。     

岩溶土洞发育区地基塌陷的治理

岩溶土洞是一种特殊的岩溶现象，具有埋藏浅、发育快、分布密、易引发地面塌陷的特点，地工程建设危害极大。本文以郴州师范学校教职工生活区地基塌陷治理工程为例，对岩溶土洞的分布规律、形成机理及地基塌陷原因进行了分析，并简要介绍了岩溶土洞的治理措施。     

地面物探在岩溶地基工程勘察中的应用——以桂林某花园综合楼为例

岩溶地区工程建筑地基的地质情况比较复杂,存在土洞、软土等工程隐患。常规工程勘察手段,由于其自身的局限性,很难一一查清这些隐患的分布特征。地面物探是一种较为省时省力的工程辅助勘探方法。但物探方法有多种,在选用时,必须根据场地条件、探测目标、方法性能及工作成本等来综合考虑,选择适用的方法(或方法组合) ,才有可能取得令人满意的探测效果。桂林某花园综合楼地基主要以红粘土为主,软土、土洞发育,红粘土之下,桂林组灰岩表面起伏强烈,溶洞发育。根据场地地质特征及基坑开挖特点,本勘察采取浅层地震折射、反射波法,并配合高密度电阻率测量,较好地查明了场地软土和土洞的分布位置,为综合楼的地基处理提供了可靠的地质依据。      

佛山市松岗镇覆盖型岩溶区溶洞、土洞的发育特征

阐述了佛山市南海区松岗镇覆盖型岩溶区岩土工程条件和溶洞、土洞的发育特征，对溶洞、土洞的形成条件及空间分布规律进行了分析，并对该区的岩土工程勘察及地基基础设计提出一些建议。     

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。     

贵州岩溶塌陷研究

本文根据贵州省岩溶区大量成井抽水产生塌陷资料经分析后认为：下伏可溶岩有溶蚀空间及上复有松散土层是形成塌陷的原因，因抽水引起地下水运动状态的改变是触发条件；主要是地下水由承压性转化为非承压性和流速的急剧增加，促使上复土层隐伏土洞向上发展形成地面塌陷，并提出了防治建议。     

辽宁省大窑湾某建筑场地岩溶发育特征及工程地质条件评价

辽宁省大窑湾地区某建筑场地内基岩为可溶性中等~强的碳酸盐岩,岩体裂隙发育,在海水入侵、潜水与岩溶裂隙水等共同作用下,岩溶发育较强烈。本场地勘察揭露溶洞的见洞率70.27%。溶洞多发育于地表下20～3m之间,其次为30～40m。本文根据揭露溶洞的大小将溶洞分成大型溶洞（洞高≥4m）、中偏大型溶洞（2m≤洞高＜4m）、中型溶洞（0.5m≤洞高＜2m）和小型溶洞（洞高＜0.5m）等四类,分析表明本场地内溶洞以中型溶洞为主,其次为小型溶洞和中偏大型溶洞,岩溶的发育和分布对场地工程地质条件影响较大。本文围绕场地岩溶发育这一主要工程地质问题,从岩溶发育的地质背景、形成条件、分布特点等方面对场地内的岩溶发育特征进行了分析研究,认为本场地属于岩溶中等～强发育的复杂的岩溶红粘土地基,需采取CFG桩、振冲碎石桩复合地基或采用桩基等措施对地基进行处理,以保证工程安全。      

碎石桩和注浆法处理岩溶地区软弱地基中的土洞

以工程实例介绍了碎石桩和注浆法处理土洞的设计原理、施工工艺和技术要点,通过实践证明该地基处理措施可以提高地基承载力,调整地基的不均匀沉降,并且堵塞岩溶发育通道,保证建筑物地基的稳定性,取得了良好的效果。     

水位波动条件下覆盖型岩溶塌陷试验研究

本文以福建省龙岩市永定区樟坑村岩溶塌陷地质灾害点为研究对象,通过开展室内物理模型试验,研究了水位波动条件下岩溶覆盖层孔隙水压力和沉降的变化规律,结果表明:（1）孔隙水压力响应情况与水位波动呈现良好的一致性,根据孔隙水压力的变化可基本判断岩溶土洞内部土体的塌陷发展情况;（2）土洞内部塌陷同时向上部及水平方向扩展,但向上部扩展速度大于水平方向;（3）塌陷发展不规律,地表形成的近似圆形塌陷坑中心与原始空洞中心不在同一垂线上。同时,在分析覆盖型岩溶土洞发育特征的基础上,总结出覆盖型岩溶土洞在水位循环波动条件下的致塌模式,提出了岩溶土洞塌陷变形发展经历了土洞发育、土洞扩展和地表塌陷3个演化阶段。研究结果对岩溶土洞塌陷的监测预警具有理论及实际意义。     

武汉市江夏区大桥新区红旗村黏土盖层岩溶塌陷致塌模式分析

武汉市江夏区大桥新区红旗村文化大道附近发生岩溶塌陷,其上覆盖层为黏土。文章针对该类型岩溶塌陷,结合岩溶发育特征、土体物理力学性质、水文地质条件和人类工程活动等影响因素,对致塌模式进行了综合分析,得出在溶沟底部分布有软塑至流塑状的力学性质较差的红黏土,溶沟底部发育的溶蚀裂隙与下部的溶洞或通道相联通;流塑状红黏土流失至下部岩溶通道中,形成土洞;钻探施工、楼房载荷、振动作用加速黏土体的软化、崩解和溶蚀作用,进而加速土洞向上发展。此外,地基开挖减少上覆黏土厚度,降低了土体抗剪强度,最终在上覆土体自身重力和附加荷载作用下发生塌陷。根据土体受力情况,得出塌陷力学模型,并利用数据进行验证,其验证结果与实际相符合,并结合致塌模式和力学分析提出应增强土体抗塌性能、增加建筑物地基稳定性和减缓岩溶系统水动力因素变化的防治措施。      

基于BOTDR技术的深埋岩溶土洞监测分析

岩溶洞穴发育成地表塌陷影响因素复杂。为了获得岩溶土洞监测标识区域的应力特征,在太沙基松动土压力理论基础上,对岩溶土洞发育历程中松动区竖向土压力进行了分析。松动区的空间位置由洞穴特征及其上方岩土介质的物理、力学性质决定;平面应变和非平面应变条件下,松动区竖向土压力的分布特征差异明显。根据岩溶土洞上方松动区竖向土压力的分布特征,结合BOTDR技术优点,提出应用BOTDR技术监测岩溶土洞的发育,针对光纤监测系统设计中光纤布线型式进行了分析。岩溶土洞应力场变化特征的定量研究对光纤传感技术应用于岩溶土洞监测设计提供理论依据和指导。      

覆盖型岩溶土洞真空吸蚀致塌模型及影响因素分析

本文以覆盖型岩溶土洞为研究对象,通过建模分析,构建其因地下水骤降产生真空吸蚀致塌数学模型,依据玻义耳-马略特定律得出土洞塌落稳定系数表达式,同时推导出土洞空腔负压计算公式;并通过算例开展了初始地下水位、水位降深及土洞覆土厚度等参数对塌陷稳定性系数的影响分析,探讨其内在影响规律。研究得出:地下水骤降条件下,土洞塌陷稳定性系数K与土洞空腔(真空)负压ΔP呈反比关系;土体初始水位h'的大小和位置以及水位降深Δh,关系到土洞空腔(真空)负压ΔP形成和土洞塌陷稳定性系数K的变化;在一定的初始水位h'和水位降深Δh条件下,土洞上覆土厚度对塌陷稳定系数的影响非常明显,在中高初始水位及中高降深时,塌落稳定系数与覆盖层厚度呈正相关规律。     

岩溶土洞演化及其数值模拟分析

土洞是覆盖型岩溶区一种隐伏的不良地质现象。土洞在水的作用下发育演化最终形成塌陷,可通过地下水位的变化来研究土洞发育和塌陷的形成。同时土洞的演化会造成覆盖土体不均匀位移和应力重分布,可通过覆盖土体位移和应力变化来进行研究土洞演化过程。采用FLAC3D三维有限差分程序,分析覆盖层垂向位移场表明:最大垂向位移出现在土洞顶部,使拱顶出现拉张破坏,并可根据洞顶土层位移的数值模拟结果,划分“等沉面”确定土洞扰动的土层深度。分析覆盖层剪切应力场表明:在土洞拱趾部位出现剪应力集中,会造成拱趾的剪切破坏,并可根据洞顶“剪应力低值区”,判断覆盖层中土拱效应的存在。分析覆盖层塑性区表明:较为坚硬的黏土层中,土洞以拱顶塌落和拉张破坏为主,最终可以形成坑壁较为陡直的桶状或坛状塌坑。土层较为松散时,以拱趾的剪切破坏为主,最终可以形成锥碟形塌陷坑。利用“剪应力低值区”,“等沉面”和“塑性区”可综合判断土洞的稳定性以及覆盖层所能形成的极限土洞大小。岩溶土洞演化规律及数值模拟研究对岩溶塌陷（土洞）早期监测和评价有着重要的理论及工程意义。      

岩溶塌陷临界土洞的极限平衡高度公式

土洞的产生和发展是岩溶塌陷的基础,临界土洞是土洞发展的最终阶段,以临界土洞为界,岩溶塌陷在时间和空间上划分为内部塌陷阶段和地表塌陷阶段。内部塌陷阶段是土洞在覆盖层土体内部的发育扩展阶段,土洞顶板土体的破坏形式类似于地下洞室洞顶围岩的破坏。根据地下洞室普氏平衡拱理论,建立覆盖层土体的天然平衡拱高度,即临界土洞的极限平衡高度公式,并以唐山市体育场岩溶塌陷为例,对该公式进行验证评价,计算所得塌陷的临界土洞高度与实际情况相符合,误差仅为4.3 %。     

岩溶塌陷临界土洞高度的确定--以唐山市体育场岩溶塌陷为例

土洞的产生和发展是岩溶塌陷的基础和前提,临界土洞是土洞发展的最终阶段,以临界土洞为界,岩溶塌陷在时间和空间上划分为内部塌陷阶段和地表塌陷阶段。内部塌陷阶段是土洞在覆盖层土体内部的发育扩展阶段,土洞顶板土体的破坏形式类似于地下洞室洞顶围岩的破坏。根据地下洞室普氏平衡拱理论,建立覆盖层土体的天然平衡拱高度,即临界土洞高度公式,并以唐山市体育场岩溶塌陷为例,对该公式进行验证评价,计算所得塌陷的临界土洞高度与实际情况相符合,误差仅为4.3%。     

复杂岩溶场地下的高层建筑地基处理

岩溶地区上高层建筑的基础设计是建筑工程中地基处理的难点。岩溶地基存在土洞溶洞多,岩面起伏大、地下水不可预见等特点,使得岩溶地基高层建筑基础设计具有极大的挑战性。对一个卵石土岩溶地基高层建筑进行基础设计,通过现场土的载荷板试验、夯扩桩复合地基载荷试验、冲孔桩复合地基载荷试验等现场原位试验,获得了丰富可靠的资料,根据试验结果和场地覆盖层厚度、岩溶发育情况进行科学的计算分析,最后采用筏板下多桩型复合地基处理方案,该方案既能满足承载力及沉降的要求,又同时考虑了溶洞坍塌及沉降不均的风险,且更为经济。将计算沉降与实际观测结果进行了比较,说明了地基处理方案的合理性,为高层建筑复杂岩溶地基处理提供了较好的借鉴。     

岩溶土洞稳定临界深度的初步研究

在岩溶土洞发育地区进行工程建设时需要确定土洞是否会发展成地面塌陷和对工程结构物稳定性有影响,分析表明土洞临界深度可作为评价土洞稳定和加固深度的依据。本文采用有限元分析方法,以土洞塑性区贯通至地面或路基表面作为土洞发展成地面塌陷和临界深度的标准。研究表明,土洞的临界深度与土洞形状、土洞尺寸、位置和路基填土厚度有关;土洞断面形状为圆形时临界深度最小,土洞尺寸越大,路基填土越厚,相应土洞临界深度越大。      

高大建筑物岩溶地基工程地质特征及环境效应——以广东南海民企大厦为例

城市高大建筑物的修建有时不可避免地遇到隐伏岩溶地基问题。实践证明,仅以少数钻孔岩芯的抗压强度作为地基承载力的评价依据可能导致严重的工程失误。真正影响地基强度和稳定性的因素是埋藏岩溶面形成的各种临空面、岩体中的溶洞、溶隙、溶蚀带以及基坑开挖过程中抽排水引起的各种城市环境效应。岩溶地基工程地质勘察与评价工作,必须在岩溶专家指导下综合应用物探、钻探、水文地质试验、示踪等技术进行综合研究,为设计提供包括环境效应评价在内的各种依据。岩溶地基处理工作必须把加固、防水、保护环境三个方面的问题统一起来考虑      

高密度电法在公路路基下伏岩溶勘察中的应用

在碳酸盐岩地区修建高等级公路，最主要的隐患是岩溶发育易引发路基不均匀沉降、路基滑动、地表塌陷等地质灾害。高密度电法是基于垂向直流电测深、电测剖面和电阻率层析成像的物探方法，被广泛应用于地质灾害调查及工程勘察中。在岩溶地区应用高密度电法来勘察土洞、溶洞、溶沟、溶槽、石芽等不良地质体及划分岩溶发育带能取得较好的地质效果。     

溧阳市某施工场地桩基础施工方案评价及工艺控制要点分析

针对溧阳市某高层建筑施工场地稳定性和适宜性进行评价,依据区域地质资料及勘察成果,发现拟建场地不存在影响场地稳定性的岩溶、滑坡、地震液化、潜蚀等不良地质作用,场地稳定性好,适宜进行工程的建设。由于高层住宅荷载较大,天然地基不满足承载力要求,应采用桩基础进行地基处理。在地基处理过程中,桩基应采用预应力混凝土管桩和钻孔灌注桩,施工过程中要注意预制桩和钻孔灌注桩施工工艺控制要点,减少沉桩造成的挤土效应对周边环境造成的影响,并有效预防灌注桩施工中泥浆对环境造成的影响。