考虑卸荷作用的黄土湿陷性评价方法研究

卸荷作用会导致湿陷性黄土部分湿陷量未发生,但目前黄土湿陷性评价方法中未考虑卸荷因素的影响。推导并建立了卸荷条件下黄土湿陷系数的表达式,并通过卸荷湿陷试验确定了表达式中的参数取值。首先定义湿陷完成比、卸荷应力比分别用来表征卸荷作用发生前黄土湿陷变形的完成程度及卸荷作用发生时卸荷量的大小。运用湿陷完成比及卸荷应力比推导出卸荷湿陷系数的计算公式。该公式揭示出卸荷湿陷系数是对湿陷系数一定程度的折减,而该折减与湿陷完成比及卸荷应力比有关。随后进行黄土在不同湿陷完成比和卸荷应力比下的卸荷湿陷试验,得到上述条件下黄土卸荷湿陷量的取值。对试验结果进行分析得到卸荷湿陷系数的具体表达式。该公式可用于计算在不同初始压力下,任意湿陷完成比及卸荷应力比下的卸荷湿陷系数。通过对比卸荷湿陷系数的试验值与计算值验证了所推公式的合理性及准确性。得到了考虑卸荷作用的黄土湿陷性影响系数的确定方法,进一步总结了卸荷作用对黄土湿陷性的影响规律。     

岩溶地面塌陷三机理理论及其应用

为了给岩溶地面塌陷预测、监测、防治和应急措施提供理论依据,全面总结了岩溶地面塌陷的发育规律,认为岩溶、土体和诱发因素是岩溶地面塌陷的三要素.岩溶为土体丧失提供通道和储藏空间.土的工程地质性质决定了土体塌陷方式:"黏土块"坍塌、砂颗粒漏失、软弱土流失;土体塌陷方式决定了土体塌陷机理;据土体塌陷方式提出了由"土洞型塌陷""...     

南京市地面塌陷发育特征及影响因素

南京市地面塌陷发生率逐年上升,已成为主要的地质灾害。南京市地面塌陷主要有岩溶塌陷、采空塌陷和工程塌陷3大类型,上世纪主要以岩溶塌陷和采空塌陷为主,近年来,随着城市基础设施建设的扩建,工程塌陷的发生率和破坏性逐渐增加。     

城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制

基于国内城市隧道施工过程中地面塌陷事故频发的现状,结合地面塌陷事故案例,对城市隧道施工诱发的地面塌陷灾变机制及其控制技术进行了研究。通过对北京地铁隧道施工诱发的44起安全事故统计发现：地面塌陷事故共16起,占全部事故的36%,所占比例较高;通过对国内城市隧道施工引起的29起地面塌陷事故统计发现：管线渗漏和不良地质体是诱发地面塌陷的主要因素,两者诱发的事故合计比例高达69%,因此也是地面塌陷防控的关键性因素。根据案例统计分析结果,将地面塌陷的形成方式划分为3种类型,分别为：隧道施工直接导致上覆地层失稳破坏形成的地面塌陷,隧道施工导致地层中不良地质体破坏而形成的地面塌陷,以及隧道施工导致管线渗漏水恶化而引发的地面塌陷。采用理论分析和数值模拟揭示了城市隧道施工诱发地面塌陷的灾变机制及其演化规律,在此基础上提出了城市隧道施工过程中地面塌陷的控制技术。     

Summary editorial for karst hydrogeology: advances in karst collapse studies

Karst collapses occur in various sizes and by various mechanisms. No karst collapses are the same, and each needs to be treated individually. Decades of investigation of and experience with these collapses make it clear that addressing karst collapse hazards requires a multi-disciplinary approach that integrates geomorphology, engineering geology, hydrology, hydrogeology, biology, geophysics, geochemistry, and risk assessment. This thematic issue contains 12 papers that illustrate the recent advancement in karst collapse studies, covering a spectrum of topics from karst collapse mechanism study, geophysical application to karst collapse investigation, karst collapse investigation standards, karst collapse monitoring and early warning, and karst collapse remediation.     

山东省枣庄市市中区岩溶塌陷调查与成因分析

枣庄市市中区是山东省岩溶塌陷的主要发育区之一,由于该地区特殊的水文及环境地质条件,使得该区岩溶塌陷的形成原因有其自身的特殊性。本文基于该地区岩溶塌陷的规律,分析了岩溶塌陷的形成原因,提出并详细阐述了降雨入渗诱发产生岩溶塌陷的形成机理。     

塔河油田奥陶系岩溶塌陷体结构识别及成因分析

塔河油田奥陶系碳酸盐岩古溶洞塌陷是一种特殊的岩溶型储集体,塌陷作用导致早期洞穴的坍塌、围岩多类型的角砾岩化以及孔隙结构在一定范围上的改造等。通过钻井、岩心、常规测井、FMI 成像测井等技术手段来识别和再现了塌陷体裂纹角砾岩、镶嵌角砾岩、混杂角砾岩和溶洞及其沉积充填物等独特的响应特征。展示了岩溶塌陷体及其上覆地层地震同相轴“下凹”和伴随“串珠”状—杂乱反射的地震结构特征。依据塌陷几何结构的生长指数(EI)、垂向海拔变化(ΔZ)以及宽度(W)等参数定量评价,指出塌陷形成具有多期次性,在下巴楚泥岩段达到峰值。通过实例剖面分析,将塌陷体分为3种类型:(1)早期(表生岩溶期)溶蚀塌陷,常发育多层洞穴垮塌,塌陷带内角砾岩发育,构成了灰岩和混杂角砾与泥质支撑的混杂角砾复杂岩性组合,储集体上下整体连通,具有一定的储集性能;(2)中期(早石炭世)负载塌陷,属于埋藏后塌陷,储集体由缝隙、裂纹角砾岩、镶嵌杂乱角砾岩、富碎屑基质支撑的杂乱角砾岩和洞穴沉积的石英砂岩组成,存在未充填的残余洞穴储集空间;(3)晚期(海西晚期)断控塌陷,海西晚期构造导致的埋藏后的古溶洞塌陷,形成新的“缝隙、镶嵌角砾岩、杂乱角砾和原始溶洞”的塌陷结构,储集性能较好。原始洞穴层、塌陷时间和主控因素三者的相互组合导致了古洞穴塌陷的复杂储集体结构。分析认为负载塌陷和断控塌陷发育有效的储集空间,可作为油气开发有利的潜力目标区。     

Comprehensive analysis and quantitative evaluation of the influencing factors of karst collapse in groundwater exploitation area of Shiliquan of Zaozhuang, China

Karst collapse is a type of complicated environmental and geological hazard that can be caused by many factors: natural factors, such as rainfall, and human activities, such as overpumping of groundwater. Therefore, it is important to make a comprehensive analysis and evaluation on karst collapse risks and impacts of the influencing factors of karst collapse. However, how these factors affect karst collapse is still a problem, which has not yet been well solved. Taking the karst collapse in groundwater exploitation area of Shiliquan of Zaozhuang, China, as the example, and based on the comprehensive analysis of the formation rule and mechanism of karst collapse in this area, this paper mainly employs Quantification Theory to make a quantitative analysis and evaluation of various influencing factors of karst collapse in the groundwater exploitation area of Shiliquan of Zaozhuang. It thereby determines the impact of different influencing factors on karst collapse strength, and identifies the dominant and minor factors that affect the karst collapse. It also provides some criteria for the prevention of karst collapse and protection of karst water resources and environment.     

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。      

鄂西清江水布垭库区鹰嘴岩崩塌体成因机理分析

鹰嘴岩崩塌体为典型的逆向岩层崩塌,属于拉裂式崩塌,该崩塌的形成受地形地貌、地层岩性、地质构造、大气降雨等因素的控制。由于崩塌体上部岩层和下部岩层坚硬,中间存在软弱夹层,构成了三明治式的地层岩性组合形式,这种地层岩性组合是造成鹰嘴岩崩塌体失稳的重要因素,另外,当大气降雨渗入危岩体裂隙,加速了崩塌的发生。本文对鹰嘴岩崩塌体地质环境条件及该崩塌体的成因机理进行分析,结果表明鹰嘴岩崩塌体目前处于不稳定状态,随着现存危岩体上裂缝的不断发展变化,鹰嘴岩崩塌体有再次发生崩塌的危险。     

黄土崩塌的形成因素及其影响范围的确定方法

黄土崩塌是黄土地区常见的一种地质灾害,威胁着人类生产生活的安全。通过现场调查,认为黄土崩塌形成的内因主要为黄土土性特征、节理裂隙切割程度,外因主要为降雨作用、人类工程活动及生物活动。根据黄土崩塌常见的运动形式,提出崩塌体自由飞落及滚动情况下影响范围的理论公式。实例计算表明:若坡底地面水平,无论什么运动方式,崩塌影响范围为斜坡高度的0.4～0.6倍。随着坡度的变陡,崩滑距与斜坡坡高的比值也变大。当崩塌体自由飞落时,崩塌体的影响范围和碰撞点前的坡度有关。当崩塌体在坡面滑动时,崩塌体的影响范围和斜坡的坡度有关。研究结果可作为黄土地区黄土崩塌致灾范围预测方法,为黄土崩塌的防治提供理论依据。     

山东某铁矿区地面塌陷成因判别及其意义

山东省济南市东郊某在建铁矿,于2009年7月产生了严重的地面塌陷。通过环境地质调查发现,该矿区地面塌陷并非通常所说的采空区塌陷,而是岩溶地面塌陷。该结论为矿山地面塌陷防治提供了依据,更重要的是否定了第四系厚度大(大于35m)不能产生岩溶地面塌陷的已有认识,并预示隐伏岩溶发育地区,随着上覆松散土体厚度的加大,一旦产生岩溶地面塌陷,其规模和危害也将随之增大。     

安徽省沿江地区典型岩溶塌陷区盖层－岩溶组合特征

安徽省沿江地区（铜陵、池州、安庆）岩溶塌陷地质灾害较发育,无论是开展岩溶塌陷地质灾害防治,还是监测预警,都必须研究岩溶塌陷发育的地质环境条件,掌握岩溶塌陷区盖层工程地质特征、下伏碳酸盐岩岩溶发育特征以及盖层－岩溶组合关系。文章以安徽省沿江地区岩溶塌陷为研究对象,在全面收集和总结区内大量岩溶塌陷调查、勘查及监测资料,野外调查典型岩溶塌陷区的基础上,分析了典型岩溶塌陷区盖层工程地质特征、下伏碳酸盐岩岩溶发育特征,并进行概化处理,建立了岩溶塌陷的盖层－岩溶组合地质模型。研究表明:区内典型岩溶塌陷区的组合主要有7种类型,最易产生岩溶塌陷的组合为“第四系盖层为粉质黏土－砂砾卵石双层结构,下伏基岩岩溶发育中等以上”;岩溶塌陷致塌机理主要为潜蚀致塌,其次为真空吸蚀致塌、振动致塌。      

关于黄土湿陷性评价和剩余湿陷量的新认识

在总结诸多大型浸水现场试验成果的基础上,提出了一些关于湿陷性评价方法和剩余湿陷量合理控制等问题的新认识,目的是为了修正自重湿陷性黄土场地的自重湿陷量计算值与其实测值之间的差异,并减小地基处理深度。在获取自重湿陷量的计算值时,引进了一个深度修正系数?,使自重湿陷量和湿陷量的计算值接近实测值,这在一定程度上降低了较深部位黄土的剩余湿陷量。在获取湿陷量计算值时,提出了扩大湿陷系数阈值(0.015)的方案,并与深度修正系数?联合使用,达到了扩大湿陷量的计算值和降低较深土层的剩余湿陷量的目的。提出了大厚度自重湿陷性黄土场地的湿陷临界深度的概念,通过若干资料将其初步确定为20²5 m之间,结合深度修正系数和扩大湿陷系数阈值方法,使用湿陷临界深度概念,可以更为有效地降低较深土层的剩余湿陷量。新的研究思路可为自重湿陷性黄土场地的类似工程和黄土规范的修订提供一定的参考。     

广州市地面塌陷分布特征与人为致灾因子分析

广州市地面塌陷频繁发生,近10年来呈波动式上升趋势。其塌陷类型分为岩溶塌陷和工程地面塌陷两种,岩溶塌陷主要分布在广花盆地的花都区、白云区,工程地面塌陷主要分布在主城区。地面塌陷孕灾环境复杂、致灾因子多样,承灾体脆弱,灾害后果严重,人为因素是地面塌陷的主要诱发因素。岩溶塌陷主要是由于过量抽取地下水或矿山疏干排水、地下采空、暴雨触发所致;工程塌陷主要是人类工程行为所致,其主要致灾因子包括排水疏干与突水（突泥）作用、人工加载、人工振动、人工开挖桩基、地表渗水、地铁等地下工程盾构掘进等。     

顶空型与顶实型陷落柱的成因与导水性能的差异

本文运用弹性理论分析了顶空型与顶实型陷落柱压实应力的差异。利用Griffith理论分析了陷落柱活化的判据，认为顶空型陷落柱比顶实陷落柱更易于活化导水。     

城区复杂环境岩溶地面塌陷灾害成因与致灾规律研究 ——以贵港市北环新村岩溶地面塌陷灾害为例

岩溶地面塌陷是岩溶发育地区常见的地质灾害类型.岩溶塌陷对基础设施和人民生命财产安全构成极大威胁.文章以贵港市北环新村岩溶地面塌陷灾害为例,采用地质分析与颗粒流离散元数值模拟相结合的方法,研究岩溶塌陷成因与致灾规律.结果表明:本次塌陷是由多类因素共同导致,主要包括地质环境、地下水位波动与管道渗漏及工程建设活动等;白云岩、...     

三峡库区大坪滑坡变形对前缘塌岸的响应分析

随着三峡水库的长期运行,受库水位涨落和波浪作用影响,三峡水库土质岸坡的塌岸问题愈发严重,塌岸不仅造成了水土流失,甚至会诱发滑坡复活。大坪滑坡是三峡库区前缘塌岸发育最为明显的滑坡之一,以三峡库区大坪滑坡为例,结合大坪滑坡的地表宏观变形、地表GPS位移等数据,分析滑坡变形特征以及塌岸对滑坡变形的影响,在此基础上通过ABAQUS生死单元功能实现前缘塌岸对滑坡稳定性影响的数值模拟,进一步探索滑坡变形对前缘塌岸的响应关系。结果表明:大坪滑坡的变形主要受库水位涨落影响,前缘塌岸较发育,塌岸一侧GPS监测点地表位移变化较明显,显然塌岸对大坪滑坡地表变形影响较大;ABAQUS的有限元计算结果表明,塌岸对滑坡的变形影响十分明显,影响大小主要与塌岸方量相关;塌岸导致的滑坡变形主要集中在滑坡前部,并向后部逐渐扩展;ABAQUS中的生死单元法可以很好地实现塌岸对滑坡稳定性影响的模拟。     

莱芜市泉河地区岩溶塌陷特征及成因分析

在20世纪80年代以来,莱芜市泉河地区发生多起岩溶塌陷,而且岩溶塌陷的发生具有突发性、重复性。在已有研究成果的基础上通过现场调查,系统总结了莱芜市泉河地区岩溶塌陷特征,即岩溶塌陷的形成与分布在空间上具有方向性,在时间上具有阶段性与集中爆发期。岩溶塌陷发育情况、覆盖层条件和水文动态资料综合分析结果表明,莱芜市泉河地区岩溶塌陷是区内水动力条件的改变造成的。     

熵权-正态云模型岩溶塌陷预测分析

为了研究岩溶地区的岩溶塌陷预测问题,根据大量岩溶塌陷实例确定6项岩溶地区典型的影响因子（岩性系数（RQC）、岩体结构系数（RMSC）、地下水系数（GWC）、覆盖层系数（SSC）、地形地貌系数（LPC）、环境条件系数（ECC））,采用熵权法计算各项影响因子的权重并结合云理论建立熵权正态云模型。通过模型对桂林西城区岩溶塌陷进行预测且结合实际塌陷情况进行比较分析,结果证明建立的熵权正态云模型的预测结果与实际结果比较接近。表明该模型对于岩溶塌陷的预测分析方面具有良好的适用性和可靠性,且能够为岩溶发育地区岩溶塌陷的非线性、复杂性预测判断提供一种新的思路和方法。