考虑基桩嵌岩段侧阻的岩溶区顶板安全厚度计算

为考虑岩溶区基桩嵌岩段侧阻力的影响,提出了一组确定岩溶区桩端顶板安全厚度的计算方法。考虑顶板的整体承载效应,结合弹性力学及第一强度理论,得到了顶板抗弯安全厚度计算式;考虑嵌岩段桩侧摩阻力对桩顶荷载的分担作用,结合格里菲斯判据及摩尔判据,获得了顶板抗冲切和剪切的安全厚度计算公式,进而运用ABAQUS建立了岩溶顶板与基桩整体分析计算模型,有限元计算结果与理论计算值吻合良好。结合工程实例重点分析了顶板厚跨比对抗弯安全厚度的影响,顶板岩层厚度对抗冲切、剪切安全厚度的影响以及嵌岩段侧摩阻力系数?对顶板安全厚度计算的影响。     

深层碳酸盐岩储层溶洞围岩应力分布研究

以冀中凹陷任北奥陶系碳酸盐岩储层为例,基于油田测井资料及岩石力学实验确定了研究区岩石力学参数,对目标储层典型的长椭圆形孤立落水溶洞围岩应力进行了数值模拟,并根据第三强度理论研究了围岩破坏情况。研究结果表明,（1）溶洞在上覆岩层压力和侧向压力的共同作用下,长椭圆形溶洞围岩的应力集中效应带为9倍的半径范围;（2）长椭圆形溶洞围岩应力以压应力为主,主要集中分布在洞顶和洞底;（3）溶洞填充性对其围岩主应力差及破坏范围影响很大。当填充压力小于0.1 MPa时,溶洞围岩主应力差及破坏区域范围随填充压力的增大而增大;而当填充压力大于0.1 MPa时,溶洞围岩主应力差及破坏区域范围随填充压力的增大均呈减小的趋势。      

Paleoflood events recorded by speleothems in caves

Speleothems are usually composed of thin layers of calcite (or aragonite). However, cemented detrital materials interlayered between laminae of speleothemic carbonate have been also observed in many caves. Flowstones comprising discontinuous carbonate layers form due to flowing water films, while flood events introduce fluviokarstic sediments in caves that, on occasion, are recorded as clayey layers inside flowstones and stalagmites. This record provides a potential means of understanding the frequency of palaeofloods using cave records. In this work, we investigate the origin of this type of detrital deposit in El Soplao Cave (Northern Spain). The age of the lowest aragonite layer of a flowstone reveals that the earliest flood period occurred before 500 ka, though most of the flowstone formed between 422 +69/‐43 ka and 400 +66/‐42 ka. This suggests that the cave was periodically affected by palaeoflood events that introduced detrital sediments from the surface as a result of occasional extreme rainfall events, especially at around 400 ka. The mineralogical data enable an evolutionary model for this flowstone to be generated based on the alternation of flood events with laminar flows and carbonate layers precipitation that can be extrapolated to other caves in which detrital sediments inside speleothems have been found. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

山东洞体应变观测质量分析

选取山东省3个洞体应变台2007-2011年观测数据,分析资料的完整性、内在质量及干扰因素.结果表明：①观测资料连续性和完整性较好;②仪器零漂满足设计指标要求;③M2波振幅因子相对误差和相对噪声水平达到Ⅰ类应变台标准;④仪器更新后观测质量提升;⑤洞体应变观测主要受仪器调修、气压、降雨和观测环境变化等因素影响.     

川东北楼房洞洞穴环境时空变化与影响因素

基于2011年8月―2012年6月的实地监测数据,文章报道了川东北楼房洞溶洞系统气温、相对湿度（RH）、CO2体积分数、水体电导率（EC）和pH值等为期近1年的监测结果,并对其影响因素进行了分析。结果显示楼房洞洞穴系统环境存在明显的空间变化和季节变化：1）洞穴内的气温变化幅度比洞穴外小,洞穴内夏季气温比冬季高出3~5℃;2）在洞穴内,相对湿度在地下河附近小于在水池附近,显示了地下河对洞穴环境的显著影响;3）洞内监测点SLPB和QCMY处的相对湿度与空气温度出现明显相反的变化趋势,反映主要受气温控制的特点;4）雨季期间SLPB、QCMY和LZLY处的CO2体积分数出现峰值,是较强的生物呼吸作用、“泵”效应和较弱的通风效应等因素综合影响的结果;5）pH值的变化趋势在洞穴内外各监测点一致,原因可能是夏秋季节基岩溶蚀较强所致。6）洞内各监测点的EC值也是夏秋季节高于冬春季节,反映了气候变化导致的化学溶蚀作用可能是影响离子含量的主要因素。     

辽宁本溪晶花洞碳酸钙沉积物颜色多样性分析

辽宁本溪晶花洞发育于中奥陶统马家沟组(O2m)中厚层白云质灰岩中,洞内碳酸钙沉积物具有白色、黄色、肉红色、浅蓝色和黑褐色等多种原生色彩。在洞穴考察的基础上,通过对围岩和洞穴碳酸钙沉积物X荧光分析以及显微镜薄片鉴定,认为洞穴中白色的次生化学沉积物主要由质纯的CaCO3形成;浅蓝色、黑褐色的形成则多由沉积物含有铜、锶和锰、锌所致;而黄色、红色则为不同环境下铁、锰等变价元素所产生。      

广西巴马县水晶宫洞穴沉积物特征及其沉积环境

巴马县水晶宫洞内次生化学沉积物景观丰富,类型多样,有石钟乳、石幔、石瀑布、石笋、石柱、石盾等特色景观;尤其是近期仍在发育的洞顶鹅管、卷曲石、石花等是国内外较为罕见的洞穴奇景。据沉积物的沉积类型、物质成分、沉积序次及测年等资料研究表明,水晶宫洞穴沉积物形成于晚第三纪以来。晚第三纪和第四纪早更新世早期,洞内沉积主要为外源水携带的硅质岩、砂岩类砾石沉积形成的钙华砾石层。早更新世中期—中更新世气候温暖湿润,是水晶宫洞穴主要景观的形成期,沉积物景观宏大而壮观,230Th-U系测年得出其分别形成于100～35万年前。晚更新世早期12.5～9万年的末次间冰期主要为温暖气候环境,洞内仅有少量的石笋沉积,且极少保存;9万年后气候环境发生突变,更不利沉积物发育和保存;自4万年后气候环境开始表现为温暖湿润,化学沉积活跃,洞穴沉积物主要由高约50～150 cm的纯白色石笋群和钟乳石组成,为洞穴奇景的形成期,230Th-U系测年得出其分别形成于40 ka BP和7 500 a BP以及1 450 a BP。晚更新世晚期以来形成的洞穴沉积物景观,不仅为水晶宫提供了丰富的旅游资源和价值,同时也为广西重建古气候环境提供了重要的信息载体。      

Karst cave tourism system in Zhejiang Province based on resource regional analysis

Karst cave tourism plays an important role in the overall tourism of Zhejiang Province,China.In analyzing the current status of karst cave tourism resources,it is crucial to develop a scientific system for optimizing resource exploitation and tourism development in the future.This study conducted an analysis of resource characteristics and regional structure in Zhejiang Province.Nearest neighbor index(NNI) method and accessibility index method were used for a comprehensive understanding of the effects of scale,strength,combination,and accessibility of karst cave tourism resources.Results indicated that karst cave tourism resources in Zhejiang Province have a significant regional influence,and that resource quality and exploitation are diverse in different regions.Among the regions,Jinhua had the highest exploitation proportion of over 60% and the lowest NNI value of 0.098.Furthermore,regional analysis inferred that different karst caves demonstrate diversity in accessibility to tourism markets,among which the Lingshan Cave,Fengshui Cave,and Xianqiao Cave reveal the highest accessibility index of 2.41.Finally,we put forward a karst cave tourism system in Zhejiang Province based on the Growth Pole Theory and set up an overall scheme for karst cave tourism development.From a regional perspective analysis,the study refined the methods for regional resource research and provided a strategic proposal for karst cave tourism in Zhejiang Province.     

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639 m,洞底投影面积为37 096 m2,洞底高差为172 m,洞内最高点海拔约为265 m,最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2) 石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m;(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。      

贵州郑家小洞内动物重金属含量及与土壤和水体的关系研究

通过对安顺郑家小洞内的动物和重金属污染进行调查研究,共获动物标本551号,隶属3门6纲10目20科29种（或类群）。对5个动物类群（螺类、马陆、斑灶马、蝙蝠粪和山蛩虫）、洞穴土壤和洞穴水的重金属含量进行了测定,研究了各动物类群的富集系数和洞穴土壤的污染指数并进行了评价。结果显示蝙蝠粪便中Zn的含量最高（670.5 mg/kg）,间接说明了洞穴外围环境中的Zn污染较为严重,马陆对Ni与斑灶马对Cr和Ni无富集能力。各元素在3个光带土壤中的平均值含量都超过了我国的土壤背景值,按顺序排列为Zn >Ni > Cu > Cr > Pb > As > Hg > Cd,水体为Zn > Cr > Ni > Cu> Pb > Hg > As > Cd。单项污染指数表明Hg、Ni和Zn为重污染,在3个光带中的平均值分别为5.11、3.18和3.20。从综合污染指数看,3个光带的平均值为2.17,属轻污染,说明该洞穴有重金属污染但不严重。