基于GIS的塌陷分布与地质要素关系研究——以广西省来宾市吉利村为例

以岩溶地貌发育强烈的广西省来宾市吉利村为研究实例,首次借助于GIS缓冲区分析方法,通过对其塌陷程度的调查,结合研究区的地质状况,分析塌陷点分布位置与地质要素的关系。研究结果表明:塌陷点的分布位置主要与岩溶发育程度、地下河和断裂构造有关,与其他地质要素关系不大。这项研究为下一步岩溶塌陷成因的研究提供了参考数据,为当地经济发展布局和岩溶塌陷的防治工作提供了科学依据。     

莱芜市矿山排水对地质环境的影响分析

莱芜市煤炭和铁矿资源丰富,开采历史悠久,矿山排水量较大。煤矿矿坑水中SO42-、总硬度、矿化度、F-等组分较高,对地下水水化学场构成影响,矿区附近SO42-含量大于300 mg/L的孔隙水分布面积9.98 km2。铁矿排水具有高强度、大降深、强烈疏干的特征,导致矿山背斜东翼已形成水位降落漏斗,其中水位标高120 m的漏斗面积达27.5 km2,由于矿坑排水加之水源开采,1973年以来赵庄、孟家庄、西泉河地段共发生岩溶塌陷220处,塌陷总面积8 880 m2。     

盾构下穿高铁路基变形规律模型试验研究

为了探究盾构下穿施工对高铁路基U型槽结构和地层的变形影响规律,以拟建的石家庄市轨道交通4号线下穿京石高速铁路路基为工程背景,基于几何相似比配制了地层和结构模型试验材料,设计了试验监测系统,采用φ1 200 mm小型盾构机进行了盾构隧洞顶距路基管桩底不同距离的2组室内模型试验。结果表明：随着距离盾构隧道拱顶距离的增大,地层沉降减小,盾构施工对地层的影响范围约为2倍洞径,显著影响区为1倍洞径;随着埋深的增大,盾构施工引起结构下方地层的沉降减小,距盾构隧道顶距离分别为0.5倍洞径和1倍洞径时沉降最大差值为10%;U型槽结构与相邻地层间产生脱空,盾尾脱出阶段发生的地层沉降占比大于74%。建议管片拼装完成后采用保水性好且有一定早期强度的注浆填充材料,以控制沉降变形,同时进行地层深孔注浆,及时充填松动地层孔隙,增加地层密实度。     

不同沉降方式下埋地管道力学响应试验研究

地层塌陷和沉降引发的埋地管道事故频发,亟需开展不同沉降作用下力学响应试验研究。针对地层塌陷和沉降作用下油气埋地管道的管周应变、土压力和土体变形开展了系统研究。研究发现：地层塌陷和沉降过程中,受管顶土拱效应影响,管道应变及土压力随塌陷区扩展先增大后减小,随沉降区扩展而增大,塌陷和沉降区内,管道沿轴向呈两端凸起、中间下凹的“马鞍形”;管道变形受沉降影响更为显著,当塌陷和沉降量均为50 mm时,与地层塌陷相比,管道在沉降过程中顶部、底部和中部的最大应变值分别增加了18.8%、249%和273%;对比管周土压力增大和减小区域的面积之比λ可知,地层沉降较塌陷λ提高了78%,因此,管道在地层沉降过程中承受更大的作用力。基于修正Marston土压力计算模型,提出了地层沉降过程中管顶竖向土压力计算方法,并采用模型试验结果验证了该方法的准确性。     

新时代花岗岩的新理论：花岗岩四阶段理论探讨

花岗岩的成因既是古老的问题,也是当前急迫的科学前沿。100年前花岗岩的火成论与变成论之争,以火成论压倒变成论而收兵。近百年的研究证明,火成论并非完美,关键是玄武岩浆分离结晶成花岗岩的机理受到严峻的挑战。而今,花岗岩源自下地壳变质出熔已经成为不争的事实,说明花岗岩的源头是变质岩。关于花岗岩成因的理论很多,经过多年的筛选,可能花岗岩形成的四阶段理论(从产生、分凝、上升到侵位)是比较合适的。在对该理论详细研究的基础上,本文提出了一个新的花岗岩四阶段理论：从产生、形成、上升到侵位。这是对花岗岩形成过程的描述。如果强调花岗岩形成的机理,则可表述为从出熔、聚集、上升到侵位。四个阶段分为两段：产生和形成(出熔和聚集)是升温过程;上升和侵位是降温过程。该理论的核心是本文提出的“下地壳岩浆房”的猜想,这指的是由部分熔融产生的熔体经聚集形成的巨大空间。首先,这个猜想解决了下地壳岩浆的空间占位问题。由于下地壳原地部分熔融熔出的产物(熔体+残留体)仅仅是物质组成形式发生了变化,不存在空间占位问题,下地壳总体积基本不变。只要存在持续的地幔加热过程,岩浆房体积可以逐渐增大一直到变得非常大。其次,关于花岗岩上升的驱...     

房山区108国道宝水段地面塌陷成因分析

北京西部山区地面塌陷的形成主要与该区长期以来地下采煤密切相关,煤矿开采形成的地下采空区塌落,导致地面的沉降、陷落,影响地面建筑设施的安全,甚至造成人员伤亡。房山区蒲洼乡辖区内108国道宝水段曾发生地面塌陷灾害,在勘查的基础上,论述了地面塌陷灾害的特征,分析了产生塌陷的主要原因。     

地面塌陷监测方法与数据分析

随着水准测量仪器精度的提高和监测方法的改进,现在的水准测量可以精确地反映出被监测体的变化情况,得出变化规律,建立变化模型,作业过程简单快捷经济,能够对塌陷区的灾害防治提供可靠的基础数据.     

基于层次分析法与频率比模型的采空塌陷危险性评价

采空塌陷危险性评价是编制地质灾害防治规划、开展地质灾害防治与监测预警工作的重要依据。本文采用层次分析法与频率比模型相结合构建了采空塌陷危险性评价模型（AHP-PF组合模型）。以沈阳市蒲河-清水矿区为例,考虑了地质条件、地表特征、开采条件等3方面影响因素,选取了第四纪覆盖类型、第四纪松散层厚度、地质构造复杂程度、可采煤层顶板强度指标、煤层倾角、地表沉陷速率、采深采厚比、采空区叠置层数等8个评价指标,利用AHP-PF组合模型计算各指标权重及频率比,最后进行采空塌陷危险性分区。评价结果表明,采空塌陷危险性高区主要集中在采深采厚比小、沉陷速率大及目前仍在开采的区域,该区域是地质灾害防治、搬迁避让的重点区域。     

泥流型岩溶地面塌陷物理模型

为了进一步深入研究覆盖型岩溶地面塌陷的发生条件和机理,在罗小杰关于土体塌陷理论的基础上,着重研究了泥流型地面塌陷地质现象、地质模型、物理模型及其数学表达式。根据软弱土在塌陷中的运动学响应特征及其周围土体变形表现,建立了泥流型岩溶地面塌陷的地质模型。由于软弱土具有高含水量、高液限、低抗剪强度和可流动的特点,将其视为高黏滞性的流体,在塌陷过程中呈层流状态流动;进而概化了泥流型岩溶地面塌陷的物理模型;依据牛顿内摩擦定律及极限平衡理论,提出了相应的数学表达式,探讨了泥流型地面塌陷的基本特征。认为泥流型地面塌陷将以一固定的速度发生,塌陷速度与岩溶通道直径的平方、软弱土的重度和天然含水量成正比,与黏性系数成反比。塌陷历时与软弱土的黏稠程度和厚度成正比,与重度和岩溶通道直径的平方正反比。