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。      

隐伏岩溶区地下空间探测技术方法研究——以武汉市为例

岩溶地面塌陷是城市隐伏岩溶区地下空间开发过程中常见的地质环境问题,具有隐蔽性和突发性,开展隐伏岩溶区地下空间结构探测技术方法研究可以有效指导地下空间开发利用。以武汉市为例,分析武汉市岩溶地面塌陷的成因机理,提出岩溶发育程度、覆盖层厚度和结构、地下水是岩溶地面塌陷的原生地质条件,也是隐伏岩溶区地下空间探测的特征因子。通过对比分析地质雷达、高密度电阻率法、浅层地震、微动、混合源面波、瞬变电磁法、孔间层析成像和地面核磁共振法等技术方法在武汉市隐伏岩溶区地下空间探测的适用性。结果表明:地质雷达适用于浅部土层扰动探测,小极距的高密度电阻率法和混合源面波适宜于覆盖层的厚度和结构探测,浅层地震、微动和孔间层析成像适宜岩溶发育特征探测,地面核磁共振法可通过岩溶地下水的富水性辅助岩溶发育程度探测。     

湖北武汉岩溶塌陷时空分布规律及其影响因素分析

近年来,武汉市岩溶塌陷地质灾害频发,给人民的生命财产安全造成了一定的损失,影响和制约了武汉市经济社会的发展。本文在武汉市以往岩溶塌陷事件调查及勘察资料的基础上,分别从时间和空间上总结了武汉市岩溶塌陷的分布规律。在空间上,武汉市岩溶塌陷主要分布于位于中心城区的长江一级阶地;在时间上,武汉市岩溶塌陷时间多发生于2005年之后,且多发生在4～9月份。另外从自然因素和人为因素两个大的方面,系统分析了武汉市岩溶塌陷的影响因素,包括岩溶发育条件、上覆第四系土层结构、长江水位波动、降雨等自然因素和地下水开采、人类工程活动等人为因素。本文旨在为制定科学的、合理的岩溶塌陷地质灾害防治对策提供基础技术支撑。     

泰安市岩溶地面塌陷的特征及其成因模式分析

岩溶地面塌陷是岩溶地区因岩溶作用而产生的地面变形现象,是岩溶洞隙上方的岩土体在自然及人为作用下发生变形破坏、并导致地面形成塌陷坑（洞）的一种岩溶地质作用。当它发生于人类活动地区时,就可破坏土地及其附属物,并危及人类生命及财产安全,从而形成地质灾害。就岩溶地面塌陷的特征及其成因模式进行了分析研究,对进一步控制塌陷的发生有重大意义。     

山东省泰莱盆地岩溶塌陷发育特征及形成机理

泰莱盆地位于山东省中部,截止2013年底,盆地内共发生有记录岩溶塌陷97处,161点次,严重威胁人民生命财产安全。文章在总结前人研究基础上,结合最新调查、监测成果,研究了泰莱盆地岩溶塌陷的分布特征、地质结构模式及其形成机理。结果表明:盆地内岩溶塌陷点多集中分布于岩溶地下水降落漏斗及其影响范围内;塌陷点分布受构造控制明显;塌陷区第四系厚度一般小于30 m,下伏基岩主要为奥陶纪灰岩;80%以上的塌陷集中发生于汛期。根据岩溶塌陷点土层结构、地下水动力条件的不同,建立了3种岩溶塌陷的基本地质模式:单层、双层和多层结构土层岩溶塌陷,其中单层结构土层岩溶塌陷的形成历经“真空吸蚀-崩解剥落-塌陷”3个阶段;双层土层结构岩溶塌陷形成演化过程可概括为“渗透变形-崩解垮塌-塌陷”或“真空吸蚀-渗透变形-塌陷”3个阶段;多层结构土层岩溶塌陷历经“真空吸蚀-渗透变形-崩解垮塌-塌陷”4个阶段。      

地球物理联合探测在识别岩溶地面塌陷精细结构中的应用—以武汉市为例

岩溶地面塌陷是隐伏岩溶区典型的地质灾害类型之一,查明其精细地质结构对城市地下空间开发利用和地质灾害防治都具有重要意义。本文以武汉市为例,梳理了以覆盖层厚度与结构、岩溶发育程度和地下水为核心的岩溶塌陷探测地质要素特征,开展了三维高密度电阻率法、多源面波勘探和地面核磁共振方法等地球物理联合探测方法研究,结果表明：三维高密度电阻率法可用于圈定塌陷体边界;多源面波勘探对岩土体界面识别效果明显;地面核磁共振方法可量化地下含水量,划定含水层顶底板埋深,对岩溶发育程度和含水层孔隙度有一定指示作用;三种方法联合探测对提升岩溶塌陷体结构精细度具有重要意义。本文研究成果可为隐伏岩溶区地质结构精细探测方法选择提供参考。     

江苏徐州新生街岩溶塌陷形成条件及与岩溶水水位变化的关系探讨

新生街是徐州地区岩溶塌陷最严重的区域,20世纪80~90年代的岩溶塌陷造成严重的经济损失和不良社会影响。文章在以往岩溶塌陷勘察工作的基础上,结合最新调查成果,逐一梳理岩溶塌陷的形成条件(地质条件、覆盖层条件、岩溶发育条件、水动力条件),揭示了徐州新生街岩溶塌陷的成因模式及触发因素,根据监测数据,识别岩溶塌陷与岩溶水水位变化的关系。文章认为,新生街岩溶塌陷是发生在废黄河断裂带内,发育有向上开口的溶洞,该区域既是岩溶水强径流带,又是岩溶水的天窗补给区,第四系覆盖层为单层砂性土结构。超量开采岩溶水是岩溶塌陷的诱发因素,岩溶水水位降至基岩面下急剧上升时段是岩溶塌陷较活跃的时期,岩溶塌陷都发生在岩溶水水位降落漏斗的区域内。     

湖北武汉白沙洲隐伏岩溶区地质结构与岩溶塌陷分类

武汉市可溶岩大多隐伏于第四系土层及白垩—古近系红层下部,可溶岩分布地区地质结构与岩溶地面塌陷关系密切,已发生的岩溶地面塌陷中上黏下砂地质结构占绝大部分。以白沙洲岩溶条带长江两岸为研究区,根据盖层黏性土、砂性土、软弱土、非可溶岩（红层）的上下叠置关系及地面塌陷特征,将可溶岩分布区地质结构划分为3类、5型;岩溶塌陷的实质是土体塌陷,在岩溶区地质结构研究的基础上,根据土体物理力学特征差异,受力后塌陷过程中土颗粒的运移方式,即黏土块体塌落、砂颗粒漏失、软弱土流失,系统将研究区岩溶塌陷机理分为土洞型、沙漏型、泥流型3类,同时也存在多种类型复合型岩溶塌陷。     

安徽淮南舜耕山岩溶发育特征及其塌陷模式

? 舜耕山位于华北板块和下扬子板块的交汇处,是逆冲推覆构造下的产物,其岩溶现象较发育,本文以碳酸盐岩露头区和隐伏区为研究对象,通过对其岩溶调查,获得空间上的地层、岩性组合特征,及构造地质特征与岩溶发育特征,并归纳出本区岩溶塌陷的四种模式。结果发现:区内岩溶发育受多期构造地质运动与岩溶地下水流共同作用影响,露头区岩溶塌陷(溶洞)发育的位置多发生在二组或三组以上不同类型岩溶裂隙交汇处,或发生在可溶岩与非可溶岩接触面上,形成机制以重力崩塌和潜蚀为主。被第四系松散层覆盖的隐伏区,岩溶较发育,采矿疏放奥陶系灰岩地下水,以真空吸蚀作用,形成地面岩溶塌陷。?     

湖北武汉岩溶塌陷易发性评价

近年来,武汉市岩溶塌陷地质灾害时有发生,给城市建设和人民生命财产造成了一定的损失,严重制约了武汉市社会经济的发展。为了提出科学合理的岩溶塌陷地质灾害防治措施和保障城市化进程的顺利进行,开展岩溶塌陷易发性评价是一项十分重要的工作。本文在武汉市岩溶塌陷调查成果的基础上,采用层次分析法和综合指数法相结合,对武汉市主要城区的岩溶塌陷易发性进行了评价,为制定武汉市岩溶塌陷地质灾害防治措施奠定了坚实的基础。     

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。?     

湖北武汉典型地区岩溶发育特征分析

本文在分析以往地质资料和完成的武汉市1∶5万岩溶塌陷调查成果的基础上,从武汉市岩溶发育的形态及规模、不同岩溶条带、不同构造条件、不同地层、不同埋深和不同地貌七个方面,分别系统总结了武汉市典型地区岩溶发育的特征。区内岩溶总体中等发育,岩溶形态主要为溶隙、溶孔以及小规模溶洞;在水平方向上存在5个走向NWW—SEE、各自相对独立的碳酸盐岩条带,其中白沙洲条带岩溶最为发育,在垂直方向上浅层溶蚀发育;各地层的岩溶发育强度依次为P2q>T1d>C2h+d>T1-2j;在褶皱核部或转折端、断层带附近、长江一级阶地、山前补给局部地区等地下水交替循环强烈地带和可溶岩与非可溶岩接触带,岩溶发育相对强烈。结论可为武汉市岩溶塌陷地质灾害防治提供地质基础支撑。     

武汉市陆家街地面塌陷的形成机制

发生于武汉市陆家街的地面塌陷,是隐伏岩溶区的一种地质灾害,由于它与人类工程及社会经济活动有关,所以也是一种环境工程地质问题。用潜蚀机制解释这种现象较为合理,它是一个累进变形破坏过程。地面塌陷的发生与一定的地质、地貌条件密切相关。在搞清地面塌陷的形成机制、地质背景和发生条件的基础上,这种地质灾害是可以预测和防治的。     

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。      

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。      

基于层次分析-模糊综合评价法的徐州市岩溶塌陷易发性评价

为定量评价城市岩溶塌陷灾害,在详细分析徐州市地质条件的基础上,选取了岩溶发育程度、覆盖层条件、水动力条件等8个致灾因子,运用层析分析-模糊综合评价法对研究区岩溶塌陷易发程度进行评价,得到徐州市岩溶塌陷易发程度分区图。研究结果表明:徐州市岩溶塌陷易发程度分为高易发、中易发、低易发、不易发共4个等级。高易发区主要位于市区溶剂厂-新生街一带及张集水源地邓楼水厂-梁堂水厂一带。区内岩溶水水位长期在基岩面附近波动是诱发岩溶塌陷的主要因素,因此在岩溶塌陷高易发区内应加强对岩溶地下水的开采控制,建立岩溶塌陷监测预警系统,预防岩溶塌陷的发生。      

广昆铁路复线秀宁隧道大皮坡—中村段岩溶塌陷成因

塌陷灾害的发生直接影响着秀宁隧道大皮坡-中村段沿线工农业生产和城镇居民生活,本研究以地质环境与隧道建设活动为基础,分析了区内塌陷的发育特征,揭示本区塌陷在隧道建设前后存在三个发生期:缓慢出现期、集中爆发期、后续影响期;本区塌陷发育存在四个阶段:初始稳定阶段、应力初步变化阶段、塌陷阶段、阶段性稳定阶段,并得出月累积降雨量210～290 mm为本区塌陷发生的临界降雨强度;进一步对本区岩溶富水带塌陷发育模式、断裂带塌陷发育模式进行了讨论,并通过引入塌陷斜率因子μ对区内不同地段潜在塌陷能力进行了对比分析,据此提出了防治措施。     

不同勘探方法在丰水期和枯水期岩溶塌陷探测效果分析研究

岩溶塌陷的发生具有突发性和隐蔽性,采取有效方法准确识别潜在致塌位置对科学合理防治岩溶塌陷具有重要意义。以武汉市典型地区为实例,对比分析了丰水期和枯水期地质雷达、高密度电阻率法、静力触探3种勘探方法对岩溶塌陷的探测效果。结果表明:在该类地质条件下,地质雷达在工作频率≤100 MHz时,对4 m以内的扰动土有明显的响应,40 MHz工作频率的探测深度枯水期大于丰水期,100 MHz工作频率的扰动土响应特征枯水期比丰水期明显。高密度电阻率法在丰水期对地层结构的刻画更为精细准确,适用于浅中层岩土体结构探测。静力触探在丰水期和枯水期无显著差异,适用于10 m以内土体探测,尤其适用于圈定塌陷区边界范围。研究结果可为水动力条件季节性变化大的地区其岩溶塌陷探测方法的选择提供参考,为潜在塌陷点的准确识别提供技术支撑。     

珠三角丘陵山区岩溶塌陷发育特征及地质模式—以广州北部为例

岩溶塌陷是珠三角岩溶区主要的地质灾害之一。本文以广州丘陵山区为研究区,利用2016~2018年1:50 000环境地质调查成果,分析岩溶塌陷发育现状和特征,研究岩溶塌陷形成地质模式,并提出防治措施建议。结果表明：广州丘陵山区累计已发生岩溶塌陷地质灾害35处,空间分布上具有集中性和反复性特征,时间分布上具有持续性和周期性特点;岩溶塌陷均为碳酸盐岩型的小型土层塌陷,以人为因素诱发为主,自然因素诱发为次,主要危害形式为建筑损坏和农田破坏;岩溶塌陷形成地质模式主要有潜蚀效应致塌,潜蚀、失托增荷和吸蚀效应叠加致塌,潜蚀和振动效应叠加致塌和潜蚀和垂直渗压效应叠加致塌等四种;从上层决策和工程技术角度提出了岩溶塌陷防治措施,为打造广州北部生态农业区和生态公园,建设美丽宜居岭南乡村提供地质科学依据。     

广州市白云区夏茅村岩溶地面塌陷特征及致灾因素和风险分析

广州市白云区夏茅村岩溶塌陷地质灾害严重,塌陷区内地质环境条件极其复杂,隐伏灰岩岩溶土洞发育强烈,溶洞、土洞规模较大,且发育多层溶洞,溶洞间相互连通,岩溶塌陷区基岩面起伏较大,高程变化剧烈,第四系覆盖层厚度较大,底部粉质黏土层土洞发育,土体中规模巨大的土洞是产生岩溶地面塌陷的基础条件。基岩断裂构造带及其影响带范围内,岩石破碎,形成导水断层,存在地下水迳流通道,沿断裂带地下水循环活跃,溶蚀强烈,形成岩溶强发育带,为岩溶塌陷的发生提供了良好的动力条件。区内楼房基础施工扰动了地下水和土洞间的平衡状态从而成为了地面塌陷发生的诱发因素。运用7项地质环境条件指标和5项经济人口指标分别定性评估岩溶地面塌陷的易发度和易损度,并将二者叠加进行地质灾害风险评估。研究结果表明,夏茅村潜在地质灾害风险大,只有严格控制地下水动力条件,才能避免再次发生岩溶地面塌陷。