喀斯特洞穴窝穴的形态对比与成因分析——以贵州省双河洞为例

喀斯特洞穴窝穴作为洞穴小形态的一种,记录了喀斯特地区地下河的演变过程和洞穴的发育状况。通过对双河洞系统中阴河洞、响水洞洞穴窝穴的规模、形态大小进行统计,对比了两洞穴窝穴形态的差异性并分析其成因。结果表明：在规模上,阴河洞窝穴分布面积较小,但窝穴数量相当可观,响水洞窝穴分布数量巨大,范围广泛,成千上万的窝穴沿洞穴通道两侧分布;在平面形态上,阴河洞内窝穴扁率要高于响水洞;在垂直剖面上,阴河洞内窝穴深宽比要比响水洞的偏大,且阴河洞窝穴以“V”型、倒“Ω”型窝穴为主,响水洞窝穴以倒“Ω”型窝穴为主,这与两洞穴水动力条件、地质构造、推移质、基岩、风化溶蚀作用等因素的不同密切相关。     

冠岩洞穴特征与游览开发设计研究

冠岩是桂林地区空间规模最大的洞穴系统之一,开放3年多以来获得了显著的经济与社会效益,成为我国目前为数不多开发成功的旅游洞穴之一。冠岩开发成功的一个关键原因是重视科学,尤其是洞穴科学研究,并能根据其基本洞穴特征(包括空间结构、形态及洞穴水文特征等) ,按高起点、高水平、高标准进行游览开发规划设计。      

北京石花洞国家地质公园

北京石花洞国家地质公园位于北京市房山区河北镇与佛子庄乡境内的大石河两岸,距北京城区50公里,距房山不足30公里。地质公园属于岩溶洞穴及洞内次生化学沉积景观。石花洞是目前国内发现的岩溶洞穴中集规模大、洞层多、沉积类型全、次生化学沉积物数量大为一体的洞穴。洞体为多层多枝的层楼式结构,有上下七层,一至五层洞道全长5000米,六、七层为地下暗河的流水及充水洞层。     

山东半岛九天洞洞穴环境变化特征与影响因素

选取旅游洞穴九天洞为研究对象,对洞穴环境变化特征及影响因素进行分析,探讨旅游活动和外界环境变化对洞穴环境变化的影响,以期能够为旅游洞穴的保护与合理开发提供科学依据。结果表明:（1）九天洞受外界气温变化的影响呈夏季高冬季低的特征,且洞穴温度略高于当地平均温度,这与洞穴通风、旅游活动、监测时间等因素有关;（2）洞内相对湿度与洞内空气温度呈较好的负相关关系,洞内相对湿度的变化主要受控于温度,呈夏季低冬季高的变化特征;（3）九天洞CO2浓度的季节变化特征为夏秋季高冬季低,与气候变化导致的植被和微生物活动以及滴水速率的变化有关;（4）距洞口越远的监测点空气温度、相对湿度的变化幅度越小,CO2浓度越高,说明距洞口越远受洞外气候变化以及洞穴通风的影响越小;（5）九天洞各监测点pH值和电导率主要与外界气候变化有关,对气候变化响应敏感,在降水偏少的干旱年,监测点pH值偏高,电导率偏低。      

短时间尺度下旅游洞穴空气环境自净能力研究——以绥阳大风洞为例

在2017年9月30日-10月9日对贵州绥阳大风洞洞内的温度、湿度、CO2浓度和洞外的温度、湿度、降雨量等指标进行为期10天的连续自动监测,并结合监测期内游客量和当地降雨情况,利用数理统计方法进行分析,结果发现:洞穴空气环境的自净能力主要取决于洞内气流交换的强弱程度,尤其是在极端天气(主要指夏秋季降雨)下,洞外温度降低,促使通风模式发生转变,进而增强了洞内外气流的交换,提高了洞穴环境的自净能力。但洞穴空气环境的自净能力是有限度的,除温度、湿度外,当游客产生的CO2浓度超过洞穴空气环境的自净能力阈值时,洞内CO2会出现累积效应;反之,洞内CO2浓度又回归至洞穴环境背景值。同时,洞穴空气环境的自净能力反应时间也会因洞腔体积、洞道结构等的不同而有所差异,大风洞1#、2#、3#监测点的自净能力反应时间分别为15 h、18 h、20 h。      

北京石花洞内CO2的监测与评价

本文根据石花洞ＣＯ２翔实的监测资料,给出了洞内ＣＯ２的时空分布特征和评价标准,并根据给出的评价标准,对已开放洞段进行了客观评价,其结论对保护游人身健康和洞穴旅游开发提供了科学依据。      

神农宫和祥龙洞洞温季节变化特征及其对石笋氧同位素组成的可能影响

通过对江西万年县神农宫和陕西宁强县祥龙洞两个洞穴内、外温度连续19个月的同步监测以了解不同时间尺度下洞穴温度变化特征。结果显示神农宫及祥龙洞洞内温度存在明显的季节性变化:（1）神农宫夏秋季洞内温度在小时-日尺度上受到降水事件的影响显著,洞内夏秋季温度波动明显高于冬春季。祥龙洞监测点所处支洞环境相对封闭,温度波动在冬春季大于夏秋季,且全年洞温变幅小于神农宫。（2）旬—季节尺度的洞温数据显示,一个完整水文年内,神农宫两个监测点SN1、SN2的温度变幅分别达到4.8 ℃和4.6 ℃,祥龙洞达到3.2 ℃。（3）两个洞穴洞内温度响应洞外气温的变化都存在滞后性,且冬春季滞后大于夏秋季,可能受深部围岩温度相对偏高、空气和围岩热导率的季节变化以及降水季节差异的影响。最后,针对洞温存在较大季节变化的洞穴讨论了不同沉积模式下洞穴温度变化对石笋氧同位素组成18O的可能影响。认为此类洞穴某一时期石笋δ18O出现较大幅度偏正或偏负不一定反映了外界气候的大幅变化,也可能仅仅是由于洞穴沉积条件发生改变而造成的。      

重庆芙蓉洞崩塌作用及其环境效应

利用洞穴调查和各类次生化学沉积物同位素测年技术等方法,对芙蓉洞内崩塌物进行研究。结果表明芙蓉洞内崩塌物规模巨大,为多期次崩塌作用的产物,分别形成于大于35万年、35～20万年间、10～2.6万年间、2.5万年后及旅游开放后的1995、2000、2003、2008年,既有洞顶围岩的规模性崩塌,也有洞顶石钟乳的崩落和洞底石笋、石柱的倒塌,分别起因于地壳抬升背景下洞内水流下切使原先浮力消失引起洞顶围岩地应力失衡、洞顶石钟乳不断联合使重量超过联合体-洞顶围岩接触面的临界结合力和洞底石笋、石柱受崩落的钟乳石砸中或强地震引发。崩塌作用引起了洞腔的规模性扩大、钟乳石景观和旅游设施的破坏、被迫改变游览线路等环境效应。针对芙蓉洞崩塌特点,提出了洞穴旅游开发的一些建议。     

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。

     

中英联合洞穴探险及冠岩地下河系的新观察

<正> 洞穴探险是指使用某些专门的探洞装备和技术,考察一般情况下人们不能进入或不容易进入的洞穴。近十多年来,英、美等一些国家已利用洞穴探险技术,为洞穴学研究服务。他们的探洞技术发展很快,装备也不断更新。在洞穴测绘、洞穴摄影、洞穴潜水、攀登技术、洞内安全措施以及洞内生活方面积累了不少的经验,取得了大量洞穴学研究的资料和成果。我国的岩溶区面积和洞穴数量居世界之首,但洞穴考察程度还很低,尤其在南方岩溶峰丛山区,发育有较多危险的天窗、竖井、落水洞,以及一些充水的洞穴。      

三峡库区万州区四层岩危岩带发育特征、稳定性评价及防治对策

三峡库区万州区是危岩灾害集中发育的典型地区,位于主城区的四层岩陡崖带发育众多危岩单体,对下方公路和居民区构成严重威胁。为了有效防治该危岩灾害,首先,基于详细的野外调查和勘查,查明了危岩带发育的工程地质条件和基本特征,危岩体形态可划分为块状、板状和不规则状3种;体积从几十至几千立方米不等;破坏模式可归纳为坠落式和倾倒式2类。通过分析危岩区的地质环境条件,认为多级陡崖带地貌、上硬下软的岩性组合、结构面的组合切割、降雨和地下水作用以及植物根劈作用是导致危岩形成的主要因素。在此基础上,采用赤平投影法对陡崖带宏观稳定性进行了定性分析;进一步地,采用刚体极限平衡法对危岩体在不同工况下的稳定性进行了定量评价。结果显示,陡崖带目前整体处于稳定状态;危岩体在天然状态下多处于基本稳定—稳定状态,然而,在暴雨和地震条件下,危岩体的稳定性显著下降,且地震作用的影响比暴雨更大。最后,根据危岩体的发育特征、失稳模式及现场施工条件,提出了清除危岩、嵌补和支撑岩腔、裂缝灌浆、锚固、被动防护网等防治措施建议。本文研究成果可以为类似的危岩灾害的研究和防治工作提供参考。

     

岩溶地区隐伏溶洞顶板稳定性及变形分析

溶洞顶板以及溶洞本身的变形是评价含隐伏溶洞岩溶地基稳定性最为直观的技术指标,在岩土自重和桩基的外附荷载作用下,确定桥基隐伏溶洞顶板安全厚度为8.0 m能够满足稳定性要求,突破了设计规范中对溶洞厚跨比必须大于0.8的要求。利用有限元计算,预测了桥基下溶洞及顶板的变形规律,采用钻孔多点位移计实现了在施工荷载施加过程中对溶洞及顶板岩体的变形的实时监测,有效验证了数值计算结果的合理性。监测结果表明：溶洞顶板不同岩层及溶洞本身的变形在荷载施加初期发展较快,相同施工荷载作用下洞体本身的应变最大,而顶板表层的应变又高于洞体上部岩层应变。     

旅游溶洞内氡污染及其防治

我国贵州省和云南省已开发的部分旅游溶洞中，氡的浓度超过国际放射防护委员会的标准和我国的国家标准，危害旅游从业人员和游客的健康，旅游溶洞中氡和子体浓度的大小主要取决于组成溶洞的岩石和溶洞内沉积物的氡含量，断层和裂隙的发育程度，地下水的氡含量及水量、溶洞的形状以及观测时间等，对此应采取相应的防治措施。     

控爆技术、无声破碎和被动防护网在危岩排险中的综合应用探讨

危岩是三峡库区主要地质灾害之一,现呈现出多发、频发的趋势。危岩的分类为坠落式、倾倒式和滑塌式。危岩的综合治理措施有清除、支撑、锚固、拦截、封填、灌浆、排水、防护网等。控爆技术,包括洞室控爆技术、深孔控爆技术、光面爆破、预裂爆破、浅眼循环控爆技术等,以及无声破碎和防护网,均适用于危岩排险工程。危岩的爆破不同于一般的工程爆破,针对不同的危岩类型采用不同的控爆技术和综合应用措施,可以充分保护母岩,稳定岩体,达到应急排险的目的。     

Remarkable Cave,Tasmania

At Remarkable Cave, southern Tasmania, Triasssic sedimentary rocks are intruded by Jurassic dolerite to form a sheet-like body of unknown thickness to the east of and below Remarkable Cave. The sedimentary rocks near sea-level at Remarkable Cave show deformation and flow structures, and are composed of recrystallised predominantly quartz and feldspar with some darker alteration minerals and zeolite in the more massive parts of the recrystallised rock. The deformation was caused by the intrusion of dolerite. At the top of the sheet-like body to the east of Remarkable Cave there is rheomorphic veining into the dolerite following joint fractures. The dolerite is locally transgressive. In Remarkable Cave, dolerite must occur just below the floor of the cave to heat the sedimentary rocks to much higher temperatures than typical contact aureoles in the area, supporting a local feeder geometry, or compositional control.     

试论雁荡山岩石地貌

雁荡山岩石地貌由叠嶂、方山、石门、柱峰、锐峰、岩洞、天生桥和峡谷、涧溪、瀑、潭、湖等岩石地貌组合而成。其形成的地质学、岩石学基础是白垩破火山岩相与构造。不同类型地貌景观反映了这一破火山构造。断裂切割、重力崩塌与流水侵蚀是形成此类地貌的主要外动力地质作用。雁荡山岩石地貌在形态、成因和审美学意义上均有别于我国砂砾岩岩石地貌、碳酸岩岩石地貌和花岗岩岩石地貌。雁荡山地貌可作为流纹质火山岩地貌的代表。     

四川省华蓥市某石灰岩矿区危岩稳定性评价

针对四川省华蓥市某石灰岩矿区内存在的4处危岩,介绍了危岩体的基本特征,分析研究了其形成机制。在此基础上,选取天然状态、暴雨状态及地震力作用下3种工况,建立计算模型,对危岩体的稳定性进行了计算。结果显示,4处危岩体天然状态下均处于稳定状态;在暴雨状态下,有2处危岩体处于欠稳定状态,其余2处危岩体处于基本稳定状态;而在地震的影响下,有1处危岩体处于不稳定状态,其余3处危岩体处于欠稳定状态:危岩体存在发生崩塌踊坏的可能。     

特高位远程危岩群破坏成因及稳定性评价——以滇东北乌峰山地区为例

特高位远程危岩崩塌具有突发性强、速度快、势能大、摧毁力强、冲击性大、影响范围广等特征.滇东北地区镇雄县5处危岩位于乌峰山南缘斜坡地带,地层近水平,崩塌区地形坡度达70°以上.崩塌区和危岩区基岩裸露面积为0.07 km²,坡脚与坡顶高差达222 m,危岩体平均高差159 m,落石水平最大位移216 m,属典型特高位远程危岩群.采用定性和定量方法,结合内外部条件,综合分析危岩的10项基本影响因子,评价其稳定性. 5处危岩在不同工况下稳定性差,破坏模式为倾倒式,高速远程动力崩塌易产生碎屑流,呈散态扇形高速冲击流动,裸露区面积大,生态环境脆弱,亟待治理.     

西藏樟木后山危岩崩塌颗粒离散元数值分析

崩塌危岩是高陡岩质边坡浅表层破坏常见的动力地质灾害方式之一,它突发性强,随机性大,速度快,发生猛烈,一直是边坡工程勘察中的重点。对西藏樟木后山高陡边坡危岩进行了现场勘察,分析研究了危岩崩塌体的分布范围。利用PFC3D模拟了在降雨件下危岩崩塌危岩的运动轨迹、速度及不同摩擦系数崩塌体的堆积特征。计算分析结果表明,崩塌危岩运动路径受地形地貌影响较大,与地面发生碰撞,多次改变行进方向,简化二维计算可能得出错误结论;坡面摩擦系数影响崩塌危岩的堆积形态,摩擦系数越小,堆积体位置越远,运动状态易表现流态性状。坡面摩擦系数取1.2时,模拟结果与实际较为吻合;崩塌危岩主要危害的范围为陡崖下部武警二营至樟木沟口一带。利用PFC3D模拟危岩崩塌运动可以初步确定崩塌体三维堆积形态及影响范围,为防灾减灾工程设计提供有益参考。     

采用锚固和支撑与新型防护网SNS联合治理黄山风景区云汤线危岩崩塌

将传统的支撑锚固与新型SNS边坡防护技术应用于危岩的治理工程,不但解决了大块危岩治理问题,还解决了松动而无法清除危岩的崩落、掉块问题,且对自然景观破坏小,对旅游公路运营影响小,解决了场地狭窄与工程安全的矛盾,施工方便迅速,工程安全可靠。