北京房山溶洞发育特征

房山区岩溶地貌是北方岩溶的典型代表,其中溶洞发育最多。通过野外调查共发现研究区内岩溶洞穴百余个,其中人可进入、规模较大且具有代表性的有20余个。这些溶洞在空间分布、地层岩性、地质构造、地貌以及洞体结构和形态上,具有一定的共同性。溶洞发育的地方,地下水富集度较高,因此也是岩溶地下水研究的主要途径之一。     

兴文县溶洞特征、成因及演化研究

兴文县位于四川省东南部山地,县内拥有大量溶洞资源,结合兴文县溶洞资源调查与保护规划项目野外调查,对区内溶洞数量、规模、分布、形态、洞穴沉积物、地质背景、发育方向、分布高程等进行了统计和研究。该地区溶洞数量多,洞穴规模中等;溶洞空间分布与发育规模受地层与岩性控制;溶洞发育方向受构造影响明显,具体每个溶洞的发育方向主要受构造裂隙与岩石层面裂隙控制;区内中小型溶洞发育演化主要集中在沿节理裂隙的岩溶早期阶段和顺层岩溶作用的岩溶中期阶段,大型溶洞则表现为水平溶蚀与垂向溶蚀交替出现的岩溶中晚期阶段。     

兴文县溶洞特征、成因及演化研究

兴文县位于四川省东南部山地,县内拥有大量溶洞资源,结合兴文县溶洞资源调查与保护规划项目野外调查,对区内溶洞数量、规模、分布、形态、洞穴沉积物、地质背景、发育方向、分布高程等进行了统计和研究.该地区溶洞数量多,洞穴规模中等;溶洞空间分布与发育规模受地层与岩性控制;溶洞发育方向受构造影响明显,具体每个溶洞的发育方向主要受构...     

湖北鹤峰太坪隧道特大溶洞发育特征及稳定性评价

宜都至来凤高速公路太平隧道施工过程中揭露出特大型干溶洞,溶洞横穿左、右两幅隧道,沿隧道走向长约139m,宽约79m,体积约4.3×105m3,给隧道施工带来极大困难,隧道运营安全亦可能存在较高风险。通过对溶洞区的现场地质调查,分析了溶洞工程地质、水文地质条件,归纳总结了溶洞发育特征。通过数值模拟方法分析了溶洞围岩稳定性,结果表明,现状条件下整体基本稳定,但长期运营条件下整体稳定性安全储备不足。在此基础上,结合地质条件探讨了溶洞演化趋势,分析其对隧道工程稳定性的影响,并提出处治建议。     

宁夏贺兰山区郑官沟水石流发育特征与形成机理研究

通过对宁夏贺兰山区郑官沟泥石流的现场勘查与室内试验,总结了泥石流形成的地质环境条件,分析了泥石流的产流汇流机理和地形条件,并在此基础上计算了泥石流的运动学、动力学特征值,并对其危险度进行了定量评价。结果表明,郑官沟泥石流的平均容重为1.73 t/m3,应属于水石流;泥石流启动的临界坡度为tanθ ≥ 0.29,或=16°;泥石流流通区平均流速为4.08 m/s;泥石流流量为98.14 m3/s;一次泥石流最大冲出量为2.38×104 m3;郑官沟泥石流的危险度为0.397,属中危险度泥石流沟。     

硫酸盐岩岩溶发育机理与有关地质环境效应

硫酸盐岩在中国分布很广泛，特别是石膏及硬石膏，其分布遍及各省、直辖市、自治区。中国硫酸盐岩岩溶的基本特性是：没有特殊的岩溶景观；大的洞穴系统难于在自然界中保存。但是，由于硫酸盐岩（石膏和硬石膏）和碳酸盐岩（石灰岩和白云岩）常共生沉积，文中进一步探索了二者的混合溶作用机理。研究中专门进行了一系列的溶蚀试验，以研究不同状态下石膏的溶解作用。试验结果表明，气候条件、热液作用对石膏岩溶发育有着重要的影响。石膏在盐水中的溶蚀量比在蒸馏水中要高2－3倍。硫酸盐岩中生物岩溶作用是非常重要原，包括石膏和硬石膏在有机物参与下，经厌氧的硫酸盐还原菌以及排硫杆菌的气化作用，都可加速对CaSO4的溶蚀作用。在所研究的样品中，都检测到这些可发生生物岩溶作用的菌类。根据硫酸盐还原菌还原生成H2S及排硫杆菌作用而降低水中pH值，表明细菌的岩溶作用也存在不同的程度。在研究硫酸盐岩岩溶作用机理的基础上，同时讨论了典型硫酸盐岩地区存在的岩溶塌陷、陷落柱、地面沉积及滑坡等地质灾害，以及人工加速诱发友酸盐岩地区地质灾害的实例。     

磷石膏岩溶发育机理研究及工程处理

磷石膏可以直接为水所溶蚀,磷石膏的特殊结晶形态以及其中的杂质进一步影响磷石膏的溶解特性,从而产生磷石膏的岩溶现象。堆放在碳酸盐岩地区的磷石膏由于复合岩溶作用的影响,还会带来水文、工程地质等方面的问题,磷石膏的岩溶现象是影响渣场稳定、渣坝稳定、地下水环境的特殊问题。提出了提高磷石膏渣坝稳定性、防止磷石膏渣场渗漏和保护地下水环境的工程措施。     

粤桂合作特别试验区地质灾害发育特征及形成机理

在面上调查、资料收集与数据分析的基础上,对粤桂合作特别试验区地质灾害的地质背景、发育特征、失稳模式及致灾机理进行研究.研究区大地构造上位于华南加里东褶皱系钦州残余海槽与大瑶山凸起交汇处,滨太平洋构造域与特提斯构造域的复合区内,断裂构造极其发育.地层岩性以寒武系、震旦系碎屑岩和燕山期花岗岩为主.特殊的地质背景决定了该区地质灾害的发育特征:区内共发现地质灾害点238处,以滑坡、崩塌(危岩)、不稳定斜坡为主,泥石流仅2处,以小型为主;空间上,75%以上灾害点分布在高程50~150 m之间,65%以上分布在坡度35°~55°斜坡,且80%以上发育在顺向、逆向结构和花岗岩类斜坡中;地层岩性上,95%以上发育在寒武系、震旦系碎屑岩和花岗岩中;时间上,地质灾害多集中发生在汛期降雨密集的5~8月份.碎屑岩区地质灾害主要失稳模式为沿基-覆界面滑移型、顺层滑移型、压溃-剪切滑移型、风化-坠落型和拉裂倾倒型5种类型;花岗岩区地质灾害主要失稳模式为拉裂-倾倒型、风化-坠落型、拉裂-溜滑型和沿基-覆界面滑移型4种类型.地质灾害影响和诱发因素主要为地层岩性、地质构造、人类工程活动和降雨.实验区地质灾害发育特征和变形破坏机理的研究,可以为区内防灾减灾提供依据.     

不同厚度溶洞顶板与基桩作用机理室内模型试验研究

根据相似理论,设计了3组不同厚度条件下溶洞顶板破坏模式的大比例模型试验,得到了顶板和基桩的荷载-位移曲线、顶板底部的极限应变曲线和不同厚度条件下溶洞顶板的破坏特性。试验结果表明:当溶洞顶板厚度为1d,2d时,发生冲切破坏,冲切体为圆台;当溶洞顶板厚度为3d时,顶板则以弯拉破坏为主,无冲切体产生。在荷载-位移曲线中,线性阶段转变为非线性阶段的临界点约为极限承载力的一半。最后通过理论计算的方法,获得溶洞顶板最小安全厚度计算公式,分析结果与试验结果吻合较好,能满足工程计算精度要求。本文试验成果是基于工程最不利情况得出的,可供岩溶区基桩初步设计参考。     

河北唐山市区岩溶塌陷发育特征及成因机理探析

唐山是我国北方岩溶塌陷地质灾害多发地,1976年唐山大地震以来,岩溶塌陷已发生多起。在分析岩溶发育现状的基础上,描述了该区的岩溶发育特征,进而研究了岩溶塌陷的成因机理。研究认为,采矿活动和过量开采岩溶地下水是造成岩溶塌陷的直接诱因,它直接改变了地下水动力条件,局部形成了水位漏斗;地面建筑物的重力荷载、煤矿透水灾害和地震等将直接导致岩溶塌陷地质灾害的发生。据此提出了较为具体的防治措施。     

川北诺水河景区溶洞分布特征及影响因素探析

选取诺水河景区48个典型溶洞为研究对象,参阅本地区区域地质图和水文地质图,在对洞穴发育高度、层位、构造位置、发育方向、节理走向,以及地下水和地表水系部分特征进行详细调查前提下,利用最邻近距离法、节理分析法、GIS缓冲区法等方法,对溶洞群的洞口高程分布、洞穴发育方向、空间分布格局、洞穴与构造及地表水系关系等分布特征进行了分析,并对溶洞群分布特征的影响因素进行了探析。结果表明,① 洞口高程分布在空间上具有层级性,在时间上具有阶段性,研究区洞穴主要沿北西西、北东东向发育,并且越接近地表河流洞穴出口分布越多,洞穴群呈凝聚态分布,越接近构造转折端洞穴分布越密集;② 影响洞穴分布的主要因素包括：地层和碳酸盐岩岩性差异,构造派生节理发育状况以及多期次构造变形和构造隆升,地下水的类型和作用,地表水系对地下水系的影响,以及北亚热带季风气候条件下地形的影响等。     

福建三明万寿岩层状洞穴发育过程及其工程地质意义

万寿岩位于三明市西17 km的岩前盆地,是一座圆锥状灰岩孤峰,地理坐标26°16'13″N,117°29'37″E。孤峰上发育两层水平洞穴,上层洞穴以灵峰洞为代表,下层洞穴以船帆洞为代表,其中灵峰洞是在福建及东南沿海地区发现的第一个旧石器时代早期洞穴文化遗址,船帆洞内遗存的距今3万年左右的人工石铺地面对研究末次冰期古代人类生存环境和文化演进有重大意义。两级层状洞穴和区内的两级河流阶地显示万寿岩地区从中更新世晚期以来至少经历了4次隆升,262 ka前为第1隆升期,185~37 ka为第2隆升期,37.0~17.4 ka为第3隆升期,10.4 ka以来为第4隆升期;前两个间歇期内分别形成了灵峰洞和船帆洞。262~185 ka,灵峰洞从岩溶管道逐渐扩大增宽形成洞厅,期间灰岩的溶蚀速率为0.19 mm/a;37.0~17.5 ka,船帆洞逐步从岩溶管道形成洞厅及现状规模,期间灰岩的溶蚀速率为0.36 mm/a。区内新构造运动的特征和船帆洞以下未被探明的溶洞以及层状洞穴的发育过程表明,船帆洞存在底板坍塌的可能性。因此,对船帆洞的保护措施除现有的防止洞顶坍塌及防渗处理外,更应考虑对船帆洞现有底板保护,避免下层洞穴的岩溶作用引起底板坍塌。

     

云南高原岩溶塌陷发育特征及成因机制

云南高原岩溶塌陷总的特征是由岩溶高原特定的地质环境、岩溶发育、水文地质以及水文气象和人类工程活动等因素综合影响和决定的,文中通过对这些因素及其作用机制的分析,深化了对高原岩溶塌陷基本特征和发育规律的认识。云南高原岩溶塌陷区域上分布零星,地段上呈现“点状”特征,主要集中发育于岩溶断陷盆地、岩溶槽谷（洼）地、岩溶台地或古高原面等特定的岩溶地质环境单元。主要原因是高原大部分区域为裸露型基岩山区,江河深切,垂直岩溶带发育,地下水埋藏普遍较深;盆、谷、洼地等人类聚居区,除边缘地带外,松散土覆盖层厚度较大,且黏性土层占比高,土体固结度也较高;岩溶发育不均匀,岩溶洞、管发育,但总体上地下岩溶率并不高,引发岩溶塌陷的洞、管较为孤立分散。     

云南某工程建设场地岩溶分布与形成机制

近年来,随着经济的蓬勃发展,在岩溶区修筑建筑物越来越多,岩溶作为一种特殊的不良地质作用给许多工程建设带来困难。云南某大型工程建设项目在勘察阶段发现大量的溶洞,严重影响了该工程的地基施工。本文据场地岩溶区的详细勘察和钻孔资料,描述了岩溶表现形式、在平面上和垂向上的分布特征及其影响因素,并从研究区的地形地貌、地层岩性、地质构造、气象水文和新构造运动等方面研究了岩溶的形成机制,为岩溶地区工程建设中的灾害预防提供科学依据。     

隧道顶部岩溶对围岩稳定性影响的数值分析

以朝东岩隧道为背景,运用二维弹塑性分析研究了隧道顶部不同大小、不同距离的溶洞对隧道围岩稳定性的影响。研究结果表明:隧道顶部溶洞随距离的增大及围岩稳定性增强,距离与隧道开挖引起的释放位移之间存在明显的相关关系,影响的分界线大约为溶洞直径的2～3倍;在拱顶附近的周边释放位移与溶洞的大小成反比,而在隧道侧壁及底部的释放位移与溶洞的尺寸成正比;并详细地分析了应力场及塑性区的变化规律。     

鲁中隆起北缘地热区岩溶热储水化学特征及形成机理

通过研究鲁中隆起北缘岩溶热储地热水水化学特征,分析岩溶热储地热水的形成机理。以鲁中隆起北缘地热区内32个地热井为研究对象,采用Piper图解、Schoeller图解、离子组分比率特征、同位素特征、Na−K−Mg平衡图解、矿物饱和指数计算与评价等方法,研究地热水的补给来源、水岩作用过程、运移途径、循环演化特征和形成机理。结果表明：在岩溶地下水向地热田径流方向上,岩溶地下水的水化学类型与地热水的明显不同,岩溶水的TDS含量呈增加趋势,而${\rm{HCO}}_3^{-}$含量百分比呈现降低趋势;同一地热田区段的地热水水化学成分相似、水化学类型相同。研究区地下热水中微量组分F、Li、Sr、偏硅酸等含量表现出增加的趋势。通过使用玉髓地热温标计算的地热区岩溶热储温度为39~70 ℃,地热水的循环深度为856~1 877 m,结合测温曲线特征分析,确定研究区地热系统为对流−传导型。水文地球化学演化、离子组分比率、同位素等多种分析方法,揭示出岩溶热储地热水的补给来源为地热区南部泰山北麓山区晚更新世寒冷气候条件下古大气降水的入渗;大气降水入渗补给岩溶含水层后,经地下水深循环径流运移,在大地热流、地下水运移传导−对流加热作用下形成地热水。     

中国岩溶型储集体的勘探技术进展及发展趋势

近二十年来,岩溶型储层的勘探取得了长足的进展,主要体现在:(1)传统的地质方法与现代的测试分析及地球化学方法的结合;(2)新的测井技术如电阻率成像测井(FMI)、多极阵列声波测井技术(XMAC)、偶极横波成像测井(DSI)及核磁共振测井(CMR)等的不断涌现并取得了较好的应用效果;(3)以提高地震分辨率和岩溶型储层预测精度为目的的大量新的数据处理、解释技术的出现和改进。比较而言,以钻井、测井研究为基础的地震地球物理方法是当前最有希望取得更大突破的领域。如何改进地震数据的采集和处理,使其成本更低、品质更高和保真性更好,如何更好地将种类繁多的纵向精细而横向稀疏的测井数据和纵向分辨率低而横向密集地震数据结合起来,以及如何培养不仅在岩溶型储层的识别上,还要地质和地球物理知识也坚实的人才或团队等,是整个油气勘探领域急需思考和解决的问题,也是今后油气勘探技术的发展趋势。      

广东佛山市高明区李家村岩溶塌陷群成因机理分析

以自然诱发的李家村岩溶塌陷群为研究对象,在系统收集区域地质、构造、工程、水文、环境、气象、历史灾害等资料的基础上,结合钻探揭露结果,查明了李家村岩溶塌陷群所在区域地质环境条件和岩溶发育特征,分析了形成过程,并探讨了成因机理。结果表明：（1）李家村岩溶塌陷群所在区域覆盖层为带“天窗”的“隔−透”交替型地质结构、基岩可溶岩砾状灰岩中方解石含量高易溶蚀,为土洞和溶洞形成和发展起到决定性作用;北东向和北西向断裂交叉叠加作用、紧靠西江和存在古河道,为地下水潜蚀强径流和频繁交换提供通道,对岩溶发育起到主导作用;地表水和地下水连通性好有助于降雨诱发岩溶塌陷;（2）李家村岩溶塌陷群的发生过程经过三个阶段：前期水渗气压阶段→中期软化塌陷阶段→后期振动群塌阶段,致塌模式属渗压−重力−软化型。（3）李家村岩溶塌陷群是在特殊的“岩−土−水−气”组合地质环境条件下,由强降雨作用诱发并导致土洞垮塌而引起一连串自然塌陷所形成的。     

微动HVSR法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性研究

微动HVSR（Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio）法是一种简单有效的被动源地震勘探方法,当测点下方介质存在明显的速度变化时,HVSR曲线会呈现相应的异常形态。为探索该方法在岩溶区探测地下河管道和溶洞的有效性,选择桂林毛村地下河流域内的大岩前村作为研究区,并在此开展野外试验。研究区发育有一条地下河管道,通过精准的洞穴测量,获得了此地下河管道的平面位置和洞高等信息。在研究区的地下河管道上方地面布设3条物探测线,均进行微动HVSR法测量,并用探地雷达法测量作对比。结果表明,两种物探方法的异常位置与测线下方地下河管道的实际平面位置基本一致,证明微动HVSR法可作为一种有效的地下河管道和溶洞探测方法。     

云南万寿山地区岩溶水系统特征及隧道选线研究

岩溶地区隧道建设中常发生突水、突泥等地质灾害,危及工程和施工人员安全,故隧道线路的优化工作尤为重要。本文以三清高速万寿山隧道为例,通过大比例尺水文地质调查,查明了区域岩溶水系统的空间展布和岩溶地下水的循环特征,研究了不同隧道方案与岩溶水系统的空间位置关系,并预测不同线位方案岩溶水害的发育特征。在此基础上,选取隧道穿越断层数量、隧道穿越岩溶含水层长度、最大突水压力以及最大突涌水量作为隧道方案比选的定量评价指标,基于层次分析法,建立岩溶地区隧道线路综合评价模型。对不同线位方案进行地质比选,结果表明：C方案的岩溶水文地质条件相对较好,岩溶突水突泥风险最低。