贵阳永温中学岩溶塌陷发育临界条件研究

通过现场调查,永温中学校区内及周围存在7处塌陷点,1处塌陷隐患点,严重地威胁着该校师生生命财产安全。研究区基岩可溶性成分多,覆盖粘土层较薄,且地下水溶蚀性强,属于岩溶塌陷的高危险区。为了预防岩溶塌陷灾害,文章总结分析了研究区岩溶塌陷发育的裂隙-渗流-崩解模式,并通过室内模拟试验验证。模拟试验结果表明,土体含水量是崩解作用形成塌陷的关键参数。进一步开展8组不同含水量原状样的崩解试验,结果表明,研究区岩溶塌陷发育的土体含临界水量为26.8%,发育条件为0~26.8%。      

桩基础施工诱发岩溶地面塌陷与防治措施

本文对岩溶区桩基施工技术及多种常遇问题的处治进行了探讨,并针对某些特殊情况,提出了若干既能解决工程实际问题,又较经济合理的岩溶区桥梁桩基的处治方法,可供类似工程参考。     

岩溶地下工程施工抽水诱发黏土层地面塌陷机理及临界条件探讨

岩溶地下工程施工抽水容易诱发地面塌陷工程事故,目前关于此问题的研究,主要针对砂性土层,较少涉及黏土层,但大量的抽水致塌事例发生在黏土层。本文分析施工抽水对界面上黏土性质、地下水动力条件的影响,并划分出Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个影响区。依据“土-水”耦合作用,在Ⅰ、Ⅱ区建立非饱和黏土地面塌陷崩解作用模式及其判据,在Ⅲ区建立饱和黏土地面塌陷潜蚀作用模式及其判据。为了应用于施工抽水实践,推导出潜水非完整孔和承压水非完整孔抽水诱发地面塌陷的临界抽水流量表达式,并计算出南宁地铁工程场地地面塌陷的临界抽水量为17.97 m3?d-1。在场地内进行的现场抽水验证性试验的结果表明此临界抽水量具有一定的工程应用性及参考借鉴意义。      

人工神经网络模型在岩溶塌陷安全评价中的应用

岩溶塌陷是一种危害性很大的地质灾害，发生在城市的岩溶塌陷不仅破坏人类的生存环境，毁坏建筑物，而且危及人民的生命安全。岩溶塌陷稳定性评价的关键是找到各种影响因素与岩溶塌陷的关联关系。通过分析岩溶塌陷的成因与主要影响因素，介绍了应用人工神经网络方法的计算步骤。以唐山市为例，建立了岩溶安全性评价模型，预测了唐山市岩溶塌陷稳定性分布。分析了计算结果，并对城市规划建设提出了几点建议。     

广州岩溶塌陷形成条件及主要影响因素

广州市岩溶塌陷主要分布在广州西北的广花盆地内,根据大量勘查资料分析,得出岩溶塌陷形成条件及其主要影响因素是复杂和多方面的,如覆盖层岩土性状与厚度、岩溶发育程度、气候条件、地下水与人类工程活动等.覆盖层土体结构越疏松、级配越好、强度越低、厚度越小,岩溶越发育,越容易产生土洞和塌陷;降水季节和持续性的强降雨天气或久旱后的暴雨,板易导致地面塌陷;地下水活动则促使或加速土洞及岩溶塌陷的形成;工程钻探、地下水的抽取、地下采矿及地下工程施工等人类工程活动对岩溶塌陷也有重要影响,常作为诱发动力,通过改变基本条件而加速岩溶塌陷的形成.     

枣庄岩溶塌陷形成条件及主要影响因素

近年来枣庄市岩溶塌陷频繁发生。通过野外地质调查、现场采样和室内试验相结合的综合手段,对该区的岩溶塌陷覆盖层进行系统地取样并进行深入细致的实验及分析,论述了覆盖层特征对该区岩溶塌陷的影响;运用宏观调查、细观测量和微观分析相结合的研究方法详细论述了地质构造对岩溶塌陷的影响;结合历年水文动态资料、地下水开采量等论述了地下水活动对岩溶塌陷影响。综合认为,地层岩性、覆盖层性质、构造因素是枣庄岩溶塌陷频繁发生的内因,而超量开采地下水则是外部诱发因素。     

大藤峡水库岩溶塌陷预防的安全调度研究

水库运行容易在库区诱发滑坡、岩溶塌陷等地质灾害。通过水库运行的安全调度,可有效减少库区地质灾害的发生。本文以在建的大藤峡水库武宣防护区为例,分析计算了岩溶塌陷预防的安全调度水位、排蓄水速度;并根据现场调查,查明了研究区岩溶塌陷发育的地质背景和发育现状,建立了岩溶塌陷发育机理模式。为了分析水库运行改变地下水动力条件对岩溶塌陷发育的影响,运用Modflow软件,建立研究区数值模拟模型,通过数值模拟运算,预测了大藤峡水库不同蓄水水位引起的地下水位变化,以及不同排蓄水速度引起的地下水流速变化;探讨了包气带、潜水层和承压水层区域岩溶塌陷发育的可能性。结果表明：研究区岩溶塌陷预防的水库安全水位高程为51～62 m,蓄水水位安全上升速度为0～1.0 m·d-1和排水水位安全下降速度为0~3.0 m·d-1。     

水南湾岩溶塌陷成因分析及防治措施建议

根据水南湾典型岩溶地面塌陷点的地质勘查资料及水文监测数据,岩溶发育是水南湾发育地面塌陷灾害的内在原因,研究区属覆盖型岩溶区。研究表明,除周边地区矿山疏排水影响研究区地下水,诱发地面塌陷外,作为地下水补给来源的大气降水的年际变化,也会诱发地面塌陷的发生。水南湾岩溶塌陷发生受溶洞发育规律控制,主要分布在导水(F5、F6、)断裂带附近,沿F5、F6断裂带两侧,有溶管或较大的溶隙相连通,溶蚀空间较大。在上部荷载、地下水位下降的作用下,溶洞顶板冒落,覆盖层形成塌陷。研究区塌陷对周边居民生命财产安全、农田的生产安全及河流港堤造成严重威胁,需采取综合措施进行防治。     

郴州市岩溶地面塌陷分布规律及防治措施探讨

根据郴州市近百个塌陷区的资料分析,初步总结了岩溶地面塌陷的分布规律,产生条件,形成机制,提出了岩溶地面塌陷的防治措施。     

歌乐山地区隧道工程诱发的岩溶塌陷发育规律与形成条件

歌乐山地区近年来因密集修建隧道工程诱发大量岩溶塌陷,然而对岩溶塌陷的分布、规模、成因和演化等尚缺乏系统性总结。通过资料整理、钻井资料分析、监测资料解译等手段,对歌乐山地区岩溶塌陷发育规律和形成条件进行了系统性分析,对致塌成因机理和演化过程进行了深入探讨,得出以下结论：岩溶塌陷多组群式发育在隧址区内第四系粉质黏土覆盖的宽阔岩溶洼地、沟槽或构造裂隙密集区;多级岩溶洞缝系统为岩溶塌陷的形成提供了良好的空间发育条件,致塌力主要来自隧道工程建设引发的地下水动力条件变化;岩溶塌陷主要成因机理是隧道工程建设改变局部地下水环境,在重建过程中产生的多效应致塌作用诱发易塌地质结构塌陷;岩溶塌陷发育演化包括孕育、形成、稳定3个时期。孕育期,隧道工程建设初步揭露富水岩溶缝洞系统,表层缝洞带内形成土体运移、坍塌的空间,覆盖层局部发生变形、脱落。形成期,隧道工程建设与运营通常采取引水排放措施,在引发的多效应致塌作用下岩溶塌陷最终形成。稳定期,隧道工程运营至一定阶段后,地下水环境逐渐趋于新的动态平衡,既有岩溶塌陷逐渐稳定,塌陷群不再向外扩展。研究结果可作为岩溶塌陷监测预警、生态修复和隧道规划等工作的参考依据。     

贵州省德江县大湾岩溶塌陷成因及防治措施

岩溶塌陷是喀斯特地区常见的一种地质灾害,对生活在易发区的居民来说是一个较大的安全隐患。从贵州省德江县大湾岩溶塌陷区的地质环境条件出发,分析了该区岩溶塌陷的形成原因,认为该区产生岩溶塌陷的基本条件为岩溶发育、有一定厚度松散堆积层、地下水水位大幅度下降;诱发原因为人类采矿工程活动。其主要形成机制有隐伏岩溶连通效应、机械潜蚀效应和降水入渗效应。在分析岩溶塌陷成因的基础上,提出了对地下采空进行回填、在地下水补给方向外的其它方向进行灌浆,形成灌浆帷幕等防治措施。     

桂林市岩溶土洞塌陷的形成机制及治理措施

桂林市每年因各种原因诱发的地表塌陷均有数次-数十次之多,对人民的生命财产构成较大威胁.文章通过对桂林市岩溶发育区土洞塌陷的形成机制进行深入分析,提出一些针对岩溶土洞塌陷的治理措施.     

佛山黄岐海北片区岩溶地面塌陷地质灾害成因与趋势分析

佛山市南海区大沥镇黄岐海北片区地处珠江三角洲北部广花盆地边缘地带,第四纪软土、砂土以及隐伏岩溶发育,早期因区内人类工程活动强烈,诱发了群发性岩溶地面塌陷。文章在分析地质环境概况的基础上,研究了区内岩溶地面塌陷的发育特征和成因机理,认为溶洞土洞发育是先决条件,导水断裂发育是必要条件,因施工引发的地下水位下降是主要触发因素,F1断裂带附近仍具备发生岩溶塌陷的可能性,控制地下水水位标高在−3.0 m以内,地下水水位波动范围在1.5 m以内,可以大幅度降低岩溶塌陷发生概率,可以以此作为预警报警阈值。研究结果可以为佛山市城镇化建设过程中岩溶地面塌陷防治提供依据,也可以为其他类似地区防灾减灾提供借鉴。     

某岩溶矿山电耙机基座塌陷形成条件及治理技术

某电耙机基座位于南方某岩溶矿山,地基由粉质黏土、卵石及壶天群灰岩组成。2009年6月发生塌陷,平面上塌陷坑长约3 m,短约2 m,造成电耙机大部被埋入溶洞内,严重威胁到周边尾砂堆场及水泥罐的安全。调查分析及土洞塌陷过程模拟表明,该电耙机基座塌陷主要由于壶天群灰岩溶蚀裂隙发育强烈,地下水位在岩土界面附近上下波动,以及日常生产中电耙机基础旁长期受冲水综合作用,致使基岩面上的土层颗粒被潜蚀带出进而形成土洞坍塌。针对以往塌陷治理多以回填为主,复塌比较频繁,本电耙机基座塌陷采用孔内旋喷造浆注浆方法处理,即先根据孔深的不同向水泥浆中添加不同比例的速凝剂,然后将添加速凝剂的水泥浆液快速送入孔内,并利用高压和高转速切割周边土层,使得单纯的水泥浆成为水泥黏土浆液,在高压下浆液劈裂土层,从而达到快速封堵溶洞口和加固土层的目的。检测结果显示,该方法不仅能有效快速地封堵基岩面溶蚀裂隙或溶洞口并加固土层,消除塌陷的基本条件,而且工艺成熟,成本远小于注浆加固,适合在岩溶矿区推广应用。     

苏州市金庭镇蒋东岩溶塌陷地质条件及形成机理研究

通过野外地质调查、钻探、岩土样品测试等手段,研究了苏州市金庭镇蒋东岩溶塌陷的地质条件及形成机理.蒋东碳酸盐岩质纯、层厚、岩溶发育程度高,第四系覆盖层较薄且遇水后力学强度大幅降低,这是塌陷形成的内在地质条件,矿山开采是塌陷形成的外在诱发因素.该塌陷模式可概化为真空吸蚀-重力致塌,致塌力主要为溶洞管道内重力水流、水位快速下降产生的真空负压吸蚀力和覆盖层土体自重.根据塌陷区地质条件和诱发因素,建立了基于极限平衡理论的真空吸蚀-重力致塌力学模型.模型计算结果表明,在真空吸蚀作用形成过程中,塌陷体的稳定系数K>1.0,必然产生剪切变形破坏,模型计算结果符合岩溶塌陷的实际情况.     

岩溶塌陷易发区地下水安全开采控制——以珠三角广花盆地城市应急水源地为例

以珠三角广花盆地城市应急水源地为例,通过野外现场抽水和室内临界水力梯度试验对比,分析了地下水安全开采的控制条件。结果显示：广花盆地的岩溶塌陷是可通过控制水位降深等方法进行防控的,当地下水开采水位降深控制在9 m以内时,可大幅度降低岩溶塌陷概率。该结果可直接作为企业进行地下水安全开采的控制性指标和政府管理部门安全管控的决策性指标。由于地质条件的差异性,在实际开采地下水过程中,不能机械地依赖单一的地下水水位降深控制指标,应根据抽水影响半径以及各地不同的临界水力坡度分地段控制地下水位降深,或者改变开采方式,以达到充分利用地下水资源的目的。建议在实际抽水期间制订突发灾害预案,加强地下水监测工作,实时掌握地下水和其他影响因素变化动态。     

安庆市怀宁县马山口地区岩溶塌陷的分布特征及形成条件分析

安庆市怀宁县马山口地区岩溶塌陷灾害是安徽省大型地质灾害点。在对该区地质环境条件及岩溶塌陷时空分布等分析的基础上,系统总结出了马山口地区岩溶塌陷的形成与分布特征:（1）马山口岩溶塌陷形成始于1987年,盛发于1988-1992年,该高发时段共产生塌陷坑39个,占全区塌陷总数的 43.8 %,特别是1992年,形成的塌陷坑达 24 个,而1993 年以后年均塌陷仅为2.6 个。（2）地貌上塌陷坑主要分布在地势低洼的河漫滩,其次为低丘山坡地貌;在地层岩性上,塌陷坑主要分布在三叠系下统南陵湖组、中统月山组灰岩、大理岩地层中;在水文地质上,塌陷坑主要分布于地下水的降落漏斗范围内,特别集中于地下水主要径流方向和水交替强烈的河谷及地表水与地下水联系密切地段。可溶岩地层的存在、松散覆盖层厚度小（一般在10 m以内）和地下水位频繁波动变化是马山口地区岩溶塌陷产生的必要条件,其中由于矿区疏干排水引起的地下水动力场急剧变化对岩溶塌陷的形成至关重要,是岩溶塌陷发生的主要因素。      

地铁暗挖站体施工过程中的降水沉降分析及意义

采用暗挖法施工的地铁站体,施工难度较大,在站体上方或附近存在重要的建(构)筑物时,难度及风险则进一步增大。不仅如此,如在开挖深度内存在地下水,则需要对地下水进行抽降,降水沉降与暗挖施工沉降相互叠加,无疑会加剧暗挖施工的难度及风险,为确保对暗挖施工沉降的实时管控,从理论到实际操作上,合理分解降水沉降与暗挖施工沉降,就显得非常必要。本文在这方面进行了有益的探索,这是一项非常科学、严谨和有实际意义的工作。     

集成决策解释模型和交叉影响矩阵的岩溶塌陷隐患区燃气管道安全风险分析及应用

为降低岩溶塌陷隐患区燃气管道的风险水平,基于人、物、环境、管理4类事故诱因,选用DEMATEL/ISM法厘清系统因素间的层次结构和因果关系,结合MICMAC法分析风险因素的依赖度和驱动力,并基于Visual Studio平台开发了“岩溶塌陷隐患区燃气管道风险分析软件”,形成了一种D/I-MICMAC-VS集成风险分析方法并开展实例研究。结果表明：（1）岩溶塌陷隐患区燃气管道风险因素分布于6个层级,通过对表层直接因素的严格管理可以在短期内降低风险事故发生的可能性;中层间接因素在系统中起承上启下作用;只有重视深层根本因素,才能够从根本上对燃气管道事故进行控制。（2）自发集群是燃气管道事故风险管控的关键抓手,通过优先干预可对事故防治起到显著作用;独立集群通过自身的变化发展直接影响系统的风险水平;联动集群对事故的演化发展起到传递推动作用。只有厘清诱发依赖集群变化的深层根本因素才能实现有效风险管控。