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20~30 m之间,其次为30~40 m.本文根据揭露溶洞的大小将溶洞分成大型溶洞(洞高≥4 m)、中偏大型溶洞(2 m≤洞高<4 m)、中型溶洞(0.5 m≤洞高<2 m)和小型溶洞(洞高<0.5 m)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.     

确定、预测和减轻蒸发岩岩溶区落水洞灾害

蒸发岩地带落水洞的发生概率和起源多样性一般都大干碳酸盐岩溶区。这是因为蒸发岩通常有较高的溶解度和较低的力学强度。在世界各地,蒸发岩溶解导致的沉降危害造成了重大损失,但仅了解了少数地区蒸发岩溶解的原因。为了处理这些灾害,需要开展的阶段性步骤是对落水洞进行识别、调查、预测和减轻。鉴别技术包括野外调查和结合当地居民调查和历史相关数据进行地质填图。详细的落水洞分布图是用过去连续的图件、新近的地形图以及用建筑物损害勘查、遥感和高分辨率大地测量补充的数字高程模型（DEMs）绘制而成。有关暴露的古沉降特征（古岩溶）、洞穴科学探索、地球物理勘查、槽探、年代测定技术以及钻孔的资料有助于调查溶解和沉降特征。通过示踪试验证实,岩洞、泉、溶沟等水文地质学的信息显得尤其重要。利用这些不同的资料可建成一个有价值的数据库-喀斯特目录。根据这种地形空间分布和对当地地质概况的充分了解,利用这个数据库可得出落水洞脆弱性分带（相对概率）。用包括延伸分析法、定向分析法和近邻分析法等空间分布分析技术对落水洞的分布进行调查。通过分析已知落水洞和控制因素之间的统计关系可以获取更客观的脆弱性模型。必须了解落水洞形成时间的相关信息,以便评估落水洞发生概率（每年每平方公里落水洞数量）。这种在空间和时间上的预测往往是根据过去落水洞情况和有限的记录,因此,预测结果可能不可靠。利用验证方法能够评估脆弱性图的预测能力,并把它们转化为概率图。预防性规划来避免最危险区域,是在落水洞多发地区采取的最安全的策略。采取改良措施来减少溶解活动和沉降过程。为了实现安全发展,一个更为实用的解决办法就是利用抗沉降设计降低结构的脆弱性。     

岩溶区嵌岩基桩室内模型试验系统的开发

为了对岩溶区嵌岩基桩的承载特性开展更深入的研究,自行研发了岩溶区嵌岩基桩室内模型试验系统。该系统主要由模型箱、加载系统、测试系统以及溶洞模拟技术等组成。鉴于较少开展岩溶区嵌岩基桩室内模型试验,提出了试验用岩溶地基制备以及试验操作方法,通过室内模型试验证明了该方法的可行性。另外,与现场实测结果进行对比,表明利用该试验系统进行嵌岩基桩室内模型试验是可行的。     

岩溶区桩基冲切破坏模式及安全厚度研究

针对岩溶区桩基冲切破坏模式研究的不足,结合混凝土平板受力特性,运用极限分析原理确立了符合工程实际的岩溶区桩端溶洞顶板冲切破坏机制。引进格里菲斯非线性岩石强度准则,基于功能原理导出了桩端岩层抗冲切破坏的极限荷载,然后通过变分原理求得了冲切破坏体的母线方程,最后通过微分获得了岩层抗冲切安全厚度计算公式。参数分析表明：冲切破坏模式主要取决岩石抗压与抗拉强度之比 , 值越小,冲切破坏体底部直径 越小;反之,冲切破坏体底部直径 越大。一般情况下, 的值在2.0～4.0之间。岩石抗压与抗拉强度的比 也是抗冲切安全厚度确定的主要影响因素,随 值的提高,安全厚度应适当增大。对于石灰岩地区,安全厚度一般取2～3倍桩径较为合理。工程算例对比分析表明,理论计算与实测结果吻合较好,其结果对岩溶区桩基设计有一定参考价值。     

广州都会地区岩溶含水岩组的分布及水文地质特征研究

以广州都会地区水文地质调查、钻孔、抽水试验、水质分析结果等资料为基础,通过对资料进行整理、统计、分析,完成了研究区地下水类型的划分,基本查明都会地区岩溶含水岩组的分布、埋深、岩溶发育特征、富水性、水化学性质和补径排分区等。并按照地层时代对各岩溶含水岩组进行划分和论述。     

杭徽高速公路岩溶区高架桥嵌岩桩工程地质条件及施工措施

杭州杭徽绕城高速公路留下至汪家埠段高架桥钻孔嵌岩桩,设计单桩竖向容许承载力为5 000KN,容许沉降量5mm。本文根据初勘、详勘和施工勘察成果,对绕城高速公路区的岩溶发育条件及分布规律和嵌岩桩工程地质问题及施工措施作了阐述。勘探孔按一桩一孔或一墩一孔布置,孔深一般35～40m,最深54m,穿透岩溶洞穴进入弱风化完整灰岩...     

云南丘北地区某隧道隧址区岩溶发育特征及涌水量预测

云南丘北地区构造作用强烈,可溶岩被断裂分割破碎,岩溶十分发育,隧道建设面临涌突水风险。本文通过对隧址区岩溶发育特征的分析,采用水均衡结合水文地质比拟方法预测了隧道涌水量,研究得出：隧址区岩溶发育特征为隧道上方高原平原发育有大量洼地落水洞,地下存在多期次岩溶管道,并发育两条典型的岩溶管道;计算得出隧道正常涌水量65 152 m³/d,最大涌水量130 098 m³/d,计算未考虑极端情况,实际涌水量可能比本次预测结果偏大。     

基于尖点突变理论的岩溶区嵌岩桩溶洞顶板安全厚度研究

根据岩溶区嵌岩桩的工程特点,对现有的梁板结构进行优化,将岩溶区嵌岩桩与溶洞的结构系统简化为顶板两端受滑动支座约束,且水平向作用地应力的平直梁模型;基于尖点突变理论导出了能量势函数和分叉集方程,建立了岩溶区嵌岩桩尖点突变模型平衡曲面;根据当前岩体水平地应力的研究现状,结合岩溶区嵌岩桩溶洞顶板突变失稳的必要条件和充分条件,推导得到岩溶区嵌岩桩溶洞顶板最小安全厚度的计算公式;通过工程算例对本文方法进行验算,并与现有梁板理论进行对比,结果表明该理论方法合理可行,可为岩溶区嵌岩桩设计提供一定的参考。     

岩溶区漓江河流阶地建筑场地地下水抗浮设防水位的确定

地下抗浮设防水位是勘察报告中的一项重要参数,影响抗浮设防水位的因素较多。该文结合工程实例,通过对河流阶地建筑场地内可能影响抗浮设防水位的因素进行综合分析,得出：抗浮设防水位要综合考虑场地不同的工程水文地质条件、建筑条件和地形地貌条件等因素,采用最不利组合综合确定。     

齐岳山隧道岩溶发育特征与破坏区范围内安全深度的预测

本文首先介绍了齐岳山隧道构造岩溶地貌的基本情况及其地貌类型分类,本区地表岩溶溶洞分布具有多层性,规模不等,形态多样;其次介绍了得胜场槽谷岩溶洞穴系统的特点,包括太平洞和五同庙凉风洞的发育条件和发育特征,并给出了得胜场槽谷的岩溶发育的垂向分带特征,在竖向上体现出自地表向下的垂直分带性,依次可分为:岩溶强烈发育带、岩溶中等发育带、岩溶弱发育带。然后,文中详细分析了测区岩溶发育规律,包括岩溶沿顺层发育特征、沿构造裂隙发育特征、沿断层发育特征及溶崩角砾岩岩溶较不发育;最后应用有限元方法对在一定破坏区范围内的安全深度进行了预测,认为安全深度应该在距地面22.25m以下。     

岩溶建筑地基强溶蚀带划分

强溶蚀带是岩溶地基中岩体溶蚀程度最高的深度范围,反映了场地岩溶发育的主要深度范围和岩溶地基处理难度,合理划分强溶蚀带对岩溶地基设计具有积极的工程实际意义。基于岩溶地基溶蚀程度深度分布特征,提出了强溶蚀带界限高程的确定方法,并结合具体的工程案例论证了强溶蚀带划分方法的先进合理性。结果表明:强溶蚀带不宜直接作为岩溶地基的主要持力层,其分布界限可根据溶蚀率深度分布曲线确定;在保证场地各勘察阶段具有足够的钻孔数量的前提下,同一场地在不同勘察阶段确定的强溶蚀带分布范围基本一致,这表明了其划分方法的合理性;在当前岩溶处置水平下,界限溶蚀率取25%作为强溶蚀带划分标准是合理的。     

柔性群桩承台下变截面角桩与地基相互作用的线性分析

对桩侧土及桩端土均采用线性荷载传递函数,同时考虑桩周土所分担的荷载及桩型对桩基荷载传递规律的影响,利用力学理论及微分方程的近似解法—子域法,推导出了柔性群桩承台下变截面角桩与地基相互作用的近似的解析算式,并通过算例将等截面桩桩侧摩阻力和桩身轴力与变截面桩桩侧摩阻力和桩身轴力作了对比,表明改变桩型能提高桩侧摩阻力。为验证本文方法的可行性,将模型试验结果与本文计算结果进行了比较,表明本文方法有较好的精度。     

岩溶地区桩基的有限元分析

岩溶地区长桩存在着遇洞率的问题。为了研究岩溶地区桩的受力特点,采用有限元法模拟岩溶地区桩基的工作方式,分析了岩层厚度对桩的影响以及桩的受力状态,并研究了去桩的可能性。计算结果表明:岩层厚度对桩的影响较大,岩层的位置对桩的应力不产生影响,仅对桩的位移产生影响。     

KARSTIC: a sensitivity method for carbonate aquifers in karst terrain

. Groundwater in karstic aquifers can be dangerously sensitive to contamination. Many cities in the western USA rely on karstic carbonate aquifers for municipal water supplies. For example, Rapid City, South Dakota, pumps more than half of its drinking water from wells in the Madison Limestone. This work examined the sensitivity of karstic aquifers to surface contamination in mountainous terrain. Where karstic carbonate aquifers are exposed at their outcrop areas, they are particularly susceptible to the introduction of contamination through diffuse recharge or through point recharge at swallow holes along streams. Residential developments in mountainous regions of the western USA are encroaching on the recharge areas of karstic aquifers. Many of these residential developments are served by onsite wastewater disposal systems such as septic tanks and drain fields, with the attendant danger of introduction of pathogens from malfunctioning treatment systems above fractured limestone which offers little filtering. Where streams disappear into karstic aquifers at swallow holes, microbial contaminants such as Giardia or Cryptosporidium are a concern, as well as potential spills, leaks, or accidents along roads near these streams. The KARSTIC method developed and modified in this work puts greater emphasis on karst features than previous sensitivity procedures such as the US Environmental Protection Agency's DRASTIC method. The modified method gives increased attention to highly sensitive areas of karstic carbonate aquifers by weighting the synergistic effects of fracturing, karst development, and swallow holes of recharging streams. In a field application, hydrogeologic maps of a watershed in the Black Hills, USA, were digitized into a geographic information system. The resulting sensitivity map and report can be used by planners, managers, and the public as a screening tool for assessing groundwater sensitivity in regions which include karstic aquifers.     

Impacts of vehicles on natural terrain at seven sites in the San Francisco Bay area

The impacts of off-road vehicles on vegetation and soil were investigated at seven representative sites in the San Francisco Bay area. Plant cover of grass and chaparral (with shrubs to 4 m tall) have been stripped by the two- and four-wheel vehicles in use. Impacts on loamy soils include increased surface strength (as much as 275 bars), increased bulk density (averaging 18%) to depths of 90 cm or more, reduction of soil moisture by an average 43% to 30 cm depths, greatly reduced infiltration, extension of the diurnal temperature range by as much as 12°C, and reduction of organic carbon by an average 33% in exposed soils. Very sandy soils respond similarly to vehicular use except that moisture is increased and surface strength of beach sand is decreased. These physical and chemical impacts reduce the land's capability of restoring its vegetative cover, which in turn adversely affects animal populations. Both the loss of plant cover and the physical changes caused by vehicles promote erosion. Measured soil and substrate losses from vehicular use zones range from 7 to 1180 kg/m². The estimated erosion rate of the Chabot Park site exceeds the rate of erosion considered a serious problem by a factor 30, it exceeds United States Soil Conservation Service tolerance values by a factor of 46, and it exceeds average San Francisco Bay area erosion rates by a factor of 17. The resulting soil losses are effectively permanent. Neither the increased sediment yield nor the increased runoff is accomodated on the sites of use, and both are causing adverse effects to neighboring properties.     

高陡双复杂地区多种页岩气勘探方法效果对比

大巴山地区是我国南方少数地表勘探条件复杂和地下地质构造复杂的高陡双复杂地区。在该区开展了新一轮的页岩气勘探工作,部署多个测井点位,以及1条地震勘探试验线和一条广域电磁法勘探试验线。探测结果表明:测井具有分辨率高、精细测量的特点,但由于同时具有“一孔之见”的特点受到限制;地震资料信噪比低,不能提供准确的地层岩性、断裂等信息,在高陡双复杂地区进行地震勘探难度很高;广域电磁法在该地区复杂地质条件下具有适用性和准确性,可以查明测线的地层分布、构造形态、断裂特征,提供电性分布特征,并预测油气前景,为下一步的三维勘探工作奠定基础。     

Legal impediments to utilizing groundwater as a municipal water supply source in karst terrain in the United States

Many jurisdictions presently utilize, or are now considering the utilization of, high-volume wells as a municipal water supply source. Withdrawal of groundwater in karst regions implicates rights to use groundwater and possible interference with other rights of nearby landowners. Drought conditions and increased population contribute to an increased incidence of legal disputes over the use of groundwater as a municipal water supply source in karst regions. High-volume pumping of groundwater may cause land subsidence, including sinkholes, drying of springs and/or streams and loss in value of nearby land. This paper examines the legal causes of action available to landowners adversely affected by high-volume groundwater pumping: groundwater rights, "loss of lateral and subjacent support", nuisance, and "takings". The author concludes that the law fails to include environmental and geoscience considerations. State legislatures should consider legislative changes to unify legal and scientific principles.     

岩溶区嵌岩桩承载特性影响因素试验研究

基于室内模型试验,对岩溶区嵌岩桩承载能力的影响因素进行了研究。试验表明,随顶板厚度与溶洞位置偏移距离的增大,极限承载力逐渐增大,随溶洞直径、赤道半径与极半径的增大,极限承载力逐渐减小;破坏核体在竖直方向上基本未超过3d（d为桩体直径）范围,在水平方向上基本未超过4d范围。结合模型试验结果,影响因素的敏感性分析表明,敏感度大小的顺序为：溶洞直径>顶板厚度、赤道半径>极半径>溶洞位置。嵌岩桩的承载能力还与溶洞形状有关,厚径比为溶洞顶板厚度、赤道半径以及桩体底面积的综合影响因素,建议引进形状系数? 与底面积尺寸效应系数?,提出岩溶区嵌岩桩概念设计的注意事项,并通过工程实例进行了验证,现场静载试验与模型试验结果基本一致,楼房竣工后未发生岩溶危害。