贵州表层岩溶边坡失稳的模式、机理及评价

贵州为全国岩溶面积比例最大的省份,岩溶边坡失稳现象非常频繁,严重危害着生产建设和居民的安全。贵州的岩溶边坡失稳归纳起来可分为两大类(具有连续滑面和没有连续性滑面的失稳类型) 10小类。岩溶边坡失稳现象的频繁发生主要是由于贵州特殊的岩溶化特征导致岩石块体运动所引起,也与人类活动有很大的关系。运用模糊数学方法,结合7项主要影响因子的调查监测,可以对岩溶边坡的稳定性进行判别。      

南方岩溶金属矿区地下水非均质性及防治水意义:以福建马坑铁矿为例

岩溶水系统非均质性是制约南方岩溶金属矿区防治水工作的关键难题之一.通过充分挖掘勘察及采掘过程中积累的水文地质资料,查明断层、岩溶、火成岩带等地质结构非均质因素的分布特征;通过绘制马坑矿区岩溶水系统7个不同时期的流场图,分析了天然条件及疏干降水条件下矿区岩溶水系统的特点,得出断层及岩溶发育控制着岩溶水的强径流带,可作为超前探水及疏干降水的主要目标;而火成岩局部隔水带的隔水作用使矿区岩溶水表现出强烈的不统一性,利用局部隔水带对矿区岩溶水进行分期防治,可尽快解放该区矿体,增加矿区产量,对马坑矿区长期发展具有重要意义.      

岩溶地区隧道裂隙水突出力学机制研究

岩溶地下水是诱发隧道发生突（涌）水地质灾害的主导因素之一,岩溶裂隙水对隧道围岩的危害越来越成为岩溶地区隧道建设中的热点研究问题之一。基于目前岩溶裂隙水突出机制研究现状,运用岩溶地质学、工程水力学和断裂力学相关理论分析岩溶地区隧道水岩相互作用机制,探讨了水岩相互作用对岩溶地区隧道施工发生突（涌）水的影响,揭示岩溶地区隧道裂隙水突出前后过程的力学机制。研究表明：岩溶隧道裂隙水突出是裂隙岩体在岩溶水及水压的持续作用下受施工外力干扰发生劈裂的结果,岩溶水和水压在裂隙岩体突水破坏过程中的力学作用主要体现在4个方面,即突水蓄势期岩溶水对裂隙岩体的软化溶蚀作用、水压对裂隙岩体的劈裂作用,突水失稳期水流的冲刷扩径作用、水压对突水量的动力控制作用。基于上述分析,以断裂力学、弹塑性力学理论为基础,提出岩溶隧道岩溶裂隙水突出的最小岩石防突厚度概念,推导了其半解析解表达式,并为工程实例所验证,其结果可为高风险岩溶地区隧道突水理论与防治措施提供参考。     

高风险岩溶隧道掌子面突水机制研究

在我国西部强岩溶地区,越来越多的长大深埋隧道潜在突水、突泥的风险,由于隐伏岩溶水体位置、规模以及体量的不确定性,突水模式与类型异常复杂,隧道掌子面的突水风险系数极高。对于隧道开挖后围岩结构完整性较好的掌子面,在特大体量隐伏岩溶水体作用下,当开挖面进入安全厚度内迅速发生破断突水,具备明显的突变特征。针对隧道掌子面发生破断突水的突变特征,采用数值手段探讨了施工条件对突水突变现象的影响。将隧道简化为圆形,建立了掌子面失稳的折叠突变模型,通过对系统势能函数的分析,推导了隧道掌子面发生破断的突水条件和最小安全厚度计算公式,基于系统势能突变控制参数灾变演化路径的分析,提出了掌子面突水的具体防治措施,并结合工程实例验证了其可行性。     

济南泉域岩溶地下水有机污染特征研究

对济南泉域岩溶地下水系统水质进行了系统的采样分析。结果表明,泉域岩溶水已普遍受有机物污染,有机污染物检出率高达93%。检出有机物多于5项的样品多分布于大中型企业附近。在所有检出的有机物中,有机氯农药类、卤代烃类检出率最高,分别达到60%、57.8%。尽管岩溶水有机污染较普遍,但有机物含量较低,仅局部地段存在有机物超标现象。泉域岩溶水有机污染特征受控于工业企业分布及地下水流场,在济南侵入岩体南缘附近形成了近长方形的岩溶水有机污染区,面积达156 km2。污染区南部地带是济南市工业集中区,灰岩浅埋,防污性能差。另外由于地下水径流方向与侵入岩体南缘线近垂直,进入灰岩含水层的有机污染物随地下水径流向北运移,造成埋藏于火成岩体之下的埋藏型岩溶水也受到污染。      

山西岩溶泉域水污染现状、趋势与防治对策研究

山西岩溶泉域环境脆弱,水煤资源共存,加上工业和生活“三废”的不合理排放,造成了岩溶泉域局部地段出现点状和面状污染,主要表现为岩溶水的总硬度、硫酸盐、溶解性总固体、铁和COD等污染物含量普遍增高,而且污染还有逐年加重的趋势。为了有效遏制泉域岩溶水的污染,提出了严格控制地表污染源、提高资源再生利用水平、减少污染物排放量,以及建立岩溶水水源地环境保护区等综合治理措施。      

北方岩溶大泉地下水系统的圈划:以太原盆地东西山地区为例

运用地下水系统分析理论, 以山西省太原盆地东西山地区为实例, 利用GIS技术对区内岩溶大泉地下水系统进行了圈划.运用岩相古地理、地质构造和水文地质分析方法, 首次提取了研究区岩溶含水系统的区域隔水底板等高线、边山断裂两壁投影图及岩溶水系统图等定量或半定量水文地质信息, 圈划出了东西山岩溶水系统的局部饱水带、饱水带和碳酸盐岩非饱水带.研究结果表明, 西山地区兰村泉、晋祠泉属于同一个岩溶子系统; 西冶泉岩溶子系统是相对独立的岩溶水系统; 东山基岩山区大部分属于娘子关泉岩溶子系统, 且东山岩溶水子系统与盆地地下水有密切水力联系而与兰村泉-晋祠泉岩溶子系统无直接关系.这些为模拟盆地地下水系统和评价北方岩溶地下水资源提供重要的科学依据, 对前人就太原盆地边山岩溶水系统边界的确定和内部结构的划分提法有了新的认识.      

基于遗传算法的BP神经网络计算岩溶水安全开采量

随着淮北市相山区岩溶水开采量不断增大,区内岩溶水水位降落漏斗范围不断增大,为保障岩溶水的安全开采与地质环境安全,进行本区岩溶水安全开采量计算十分必要。目前神经网络模型已被广泛应用于岩溶水水位动态计算,但由于网络全局寻优能力不理想,网络训练容易陷入局部极小值,导致网络泛化能力不理想。针对人工神经网络的不足,利用遗传算法(GA)对较为常用的BP神经网络权值、阈值进行优化,将此方法应用于相山区岩溶水水位动态的预测,并以该区岩溶水临界开采水位为控制条件,经模型计算得到相山区岩溶水多年平均安全开采量为3 001.7×10~4m~3。计算结果表明:与BP神经网络相比,GA-BP神经网络具有更高的预测精度,遗传算法可以有效提高BP网络的泛化能力。     

鬃岭高位滑坡带地下水补径排特征及致灾作用研究

本文以贵州省纳雍县鬃岭崩塌滑坡带两个滑坡区为例,通过水文地质调查、水动力场分析、水化学和流量动态对比分析,得出结论（1）天然条件下,崩塌滑坡带存在3个相对独立的地下水系统,采煤活动改变了局部地下水径流排泄方向,使上部基岩裂隙水、中部岩溶水补给到下部基岩裂隙水中,最后从坑道或泉排泄出地表。（2）流量动态和钙离子含量变化表明,雨季中部岩溶水灌入式补给到了采空区坑道中,同时也表明老鬃岭镇滑坡区山体浅部垂直裂缝发育,左家寨滑坡区山体浅部至深部垂直裂缝均有发育。（3）鬃岭崩塌滑坡体内部地下水以非饱和水下渗运动为主,不存在饱和地下水流场,故而不存在水动力驱动滑坡影响作用。（4）在鬃岭崩塌滑坡孕灾或灾害触发过程中,地下水对垂直裂缝、滑动结构面的发展和岩体破坏、失稳主要起到加速和促进作用。本文对岩溶石山地区类似滑坡机理研究有一定意义。      

岩溶水区域化变量特异值识别与处理方法研究

在岩溶水区域化变量克立格估计中,特异值的存在将对区域化变量局部估计精度产生重要影响。本文针对岩溶发育的极不均匀性,分析了特异值产生的客观物理背景,并结合实际探讨了影响岩溶水区域化变量克立格估计精度的特异值的识别与处理方法。      

重庆中梁山地区隧道工程影响下岩溶塌陷形成演化模式及防治对策

重庆市中梁山是重庆市东西向交通通道的天然屏障,严重阻碍城区经济发展,隧道可快速穿越褶皱山区,但隧道工程施工常常诱发严重的岩溶塌陷、地下含水层破坏、地表水疏干等地质灾害,威胁隧道安全施工与当地生态地质环境.越岭隧道施工对区域地下水位疏干的不同阶段,其诱发岩溶塌陷的主控因素发生改变,据此,可将岩溶塌陷发生过程分为两个阶段、...     

多级水流系统耦合下深部岩溶分异研究——以川东隔挡式构造区中梁山背斜南段为例

新构造运动背景下,干、支流对地壳抬升反应速率的差异,导致具有不同排泄作用的河谷广泛组合,形成多级地下水流动系统,地下水作为岩溶含水系统发育的主要控制因素,多级水流系统的空间耦合影响岩溶发育分布规律。文章首先根据中梁山背斜南段岩溶槽谷横向沟谷的发育特征,将岩溶槽谷划分为渗流区、分流区、外流区;结合横向沟谷控排作用与地形指数,分析多级水流系统耦合的空间分异特征。其次通过隧道建设背景下地表水漏失、隧道涌水情况及隧道施工揭露岩溶现象验证在多级水流系统耦合效应下深部岩溶发育特征。结果表明:渗流区以区域水流系统为主,隧道涌水量巨大,水流通道连通性良好,地表水基本干涸,深部岩溶发育强烈;分流区除了近河谷地带以局部水流系统为主、深部岩溶发育较弱以外,宽缓分水岭地带的地下水流动仍然以区域性流动为主,深部岩溶较发育,隧道涌水量较大,地表水与深部岩溶地下水水力联系较好,隧道建设对地表水影响严重;外流区以局部浅循环为主,深部岩溶发育程度弱,深部岩溶水与地表水水力联系较弱,地表水漏失程度一般。本研究不但拓宽了托特多级水流系统的应用领域,为岩溶发育理论研究提供了新的角度,同时为深埋岩溶隧道建设的危险性评价及引发的环境负效应研究提供理论指导。     

Karst Hazard Assessment of Eastern Saudi Arabia

Karst phenomena exist in areas in the eastern part of Saudi Arabia, forming solution features such as sinkholes, collapsed dolines and solution caverns, as a result of the chemical leaching of the carbonate and evaporite formations by percolating water. The instability of these karst phenomena could produce land subsidence problems. This paper reviews the geology of documented karstic rock units in Saudi Arabia and proposes a simple engineering classification of the solution features characteristic of limestone. Two case histories in the Dhahran area, eastern Saudi Arabia, will be used as examples for the application of a modified engineering classification.     

河北省兴隆县北部岩溶储水结构特征及供水服务能力分析

河北省承德市兴隆县北部地区赋存丰富的岩溶水资源,该岩熔水为当地居民生产生活用水的主要来源.在1:5万水文地质调查研究中,以岩溶水为主要研究对象,查明了区内基础水文地质条件;对岩溶含水岩组进行了划分,查明了区域岩溶储水结构特征,将研究区划分为滦河流域下游柳河流域主要储水结构及滦河流域下游柴白河流域主要储水结构.在研究区实施探采结合孔3眼,施工配套观测孔3眼,对探采结合孔供水服务能力进行分析评估,可为该地区岩溶地下水资源的合理开发利用提供科学依据.     

黔中丘峰盆地区岩溶找水及开发技术——以贵阳市乌当区地下水机井工程为例

为解决当地农村群众饮水安全问题,探讨黔中丘峰盆地区岩溶找水及开发技术,开展了贵阳市乌当区地下水机井工程。在对区内地形地貌、地质构造、水文地质等情况调查的基础上,初步圈定出沿构造等可能布设机井的地下水富集地带,并通过高密度电阻率法在靶区布设物探剖面,根据电性差异查明主径流带的走向及埋深状况,进一步确定机井位置。最终通过钻探施工和抽水试验,查明区内含水层岩溶发育程度及其富水性,并成功施工6口探采结合井,为当地居民饮水提供了安全水源。黔中丘峰盆地为裸露岩溶区,主要含水岩组为寒武系娄山关群白云岩、灰质白云岩,地下水赋存条件较差;区内岩溶中等发育,以溶蚀裂隙为主,局部裂隙、溶洞发育地带和断层等储水构造富水性强,为地下水的富集地段,也是机井布设的首选位置。      

江夏法泗岩溶塌陷区冲孔桩施工引发岩溶塌陷的成因机理

依托武汉市岩溶地面塌陷区监测系统,开展江夏法泗冲孔桩施工过程裂隙岩溶含水层的水位、水压力和影响半径等关键参数的动态监测,研究施工过程岩溶含水层水压力的动态响应,探讨其诱发覆盖层突然塌陷的成因机理,结果表明:在第四系孔隙承压水含水层施工时,对该含水层的影响较大,但水位变幅相对较为平缓;在碳酸盐岩裂隙岩溶水含水层施工时,由于含水介质的不均一性,未揭穿岩溶通道时,对岩溶水的影响较小;当揭穿岩溶通道时,岩溶水水位可能产生突增,此时,诱发岩溶地面塌陷的风险加大。      

广州地铁地质灾害危险性预测评估

论文以广州地铁二、八号线为例,根据《广东省地质灾害危险性评估实施细则（试行）》,结合拟建地铁所处地质环境背景、铁路工程技术标准、施工方式及工程结构要求,预测工程项目在建设中及建设后,可能引发或加剧的地质灾害类型主要有隧道围岩失稳、岩溶地面塌陷、基坑突水、地面沉陷和基坑边坡失稳等;工程建设可能遭受的地质灾害有断裂活动破坏、桥梁地基失稳及地震砂土液化。预测分析选取的评价要素主要为工程地质条件、水文地质条件、构造地质条件、地形地貌条件、气候条件及工程施工条件等。     

贵阳某地铁车站岩溶发育特征及突水模式分析

岩溶可诱发基坑涌水、涌泥等灾害,给在富水岩溶区及断层破碎带区域施工的地铁工程带来诸多难题。因此,调查车站区域岩溶发育特征,分析突水模式,对车站基坑的设计和工程施工具有重要的指导作用。文章以贵阳某地铁车站深基坑岩溶涌水治理工程为背景,采用现场调查及理论分析相结合,借助三维地质模拟软件,对该地铁车站的岩溶发育特征和涌水条件进行系统分析,总结出基坑岩溶发育特征及涌水突水模式,建立了岩溶、断层破碎带与地铁车站空间关系的三维地质模型。对类似地铁车站岩溶水文地质勘察及涌水防治方案的设计和施工具有参考作用。      

南方岩溶区地下水资源特征与水资源保障对策

【研究目的】中国南方岩溶地区干旱缺水等问题异常突出,岩溶地下水赋存和分布的复杂,开发利用率低,基于多年调查研究工作为基础,系统总结南方岩溶区地下水资源特征,研讨水资源保障对策。【研究方法】基于南方岩溶区地下水资源特点、地下水系统类型、地下水系统空间结构的叠置性和时空分布不均性分析,提出南方岩溶区水资源保障对策。【研究结果】南方岩溶区可从以下三方面充分发挥地下水资源安全保障作用,一是掌握地下水赋存分布规律,发挥分散供水和应急供水作用;二是加强调蓄工程建设,解决水资源时空分布不均问题;三是建立与生态重建和经济发展相结合的地下水资源可持续利用模式。【结论】南方岩溶区地下水赋存条件复杂,具有表层带岩溶水系统、岩溶地下河与管道流系统、岩溶大泉系统以及分散排泄地下水系统多种类型,规模大小不一,开发利用形式多样;在垂向上具有叠置性,水空分布严重不均;开发利用潜力较大。在地球科学系统论的指导下,查明岩溶水资源赋存分布规律,科学评价地下水资源量,因地制宜制定水资源开发利用和保护方案,为脱贫攻坚、生态文明建设和乡村振兴提供技术支撑。创新点：以系统水文地质环境地质综合调查和地下水开发利用示范工作为基础,系统总结南方岩溶区地下水资源特点;针对岩溶区水资源安全保障问题,分析其主要原因,提出了水资源保障对策。     

岩溶隧道涌水及其专家评判系统

在我国岩溶区许多的铁路、公路隧道及水工隧道的修建中,遇到大量的岩溶涌水、突泥问题,给工程施工和运营带来很大危害。基于岩溶水文地质学的最新理论和国内外工程实践,结合作者多年实践经验,提出隧道岩溶涌水专家评判系统。该系统认为岩溶隧道涌水是隧道与岩溶水系统在四维时空交汇的结果,因此,必须根据隧洞揭露的强岩溶层、岩溶水系统分布、水动力分带、岩溶结构面分析确定涌水的可能性及性质。在此基础上,根据岩溶水动态计算动态涌水量。