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《地下水》2021,(1)
岩溶地面塌陷是南方地区主要地质灾害之一,对岩溶塌陷区进行有效的监测预警十分必要。以广东肇庆地区某自然村为例,通过对研究区地质背景、已发岩溶塌陷情况、形成机理及演化过程进行分析,查明该研究区在地下水下降时,上覆土体在岩溶水与孔隙水所产生的压强差或真空负压作用下会发生岩溶塌陷,岩溶塌陷属吸压-陷落模式;采用间接监测法在该岩溶地面塌陷区设置监测孔2个,分别对2014.12.28-2015.12.08期间的岩溶地下水和底部土层之上的砂层孔隙水进行监测,并提取水位变化速率、水力梯度的数据范围,对相关数据进行对比分析,结果显示:研究区地下水水位变幅及波动速率未有明显异常值,底部土层水力梯度远小于临界水力梯度,岩溶塌陷水动力条件属于正常值范围,该时段内无新发岩溶塌陷灾害。研究可见,对地下水位进行长期监测,并积累长系列数据,可为日后监测预警的阈值提供依据。 相似文献
2.
在归纳山东省岩溶塌陷时空分布规律的基础上,从基岩特征、覆盖层特征、水动力条件、外界扰动4个方面分别阐述多处主要塌陷区的背景条件及影响因素,分析其主要诱发因素。结果表明:山东省岩溶塌陷主要分布于济南、泰安、枣庄、临沂等6个地市,且近年来烟台、济宁等新发塌陷区的岩溶塌陷呈现加剧趋势;山东省岩溶塌陷主要发生在薄覆盖型岩溶区,地层以奥陶系马家沟群为主,其次是三山子组、寒武系炒米店组;岩溶塌陷区土层厚度均小于30 m,覆盖层结构类型以多元结构为主,其次为二元结构和一元结构,且由试验得出黏性土的抗塌性能与其含水率、孔隙比等物理力学性质有关;岩溶水的大幅度波动是塌陷发生的最主要因素,且岩溶地下水位在基岩面附近波动时最易引发塌陷。山东省岩溶塌陷区主要分布于各重要地下水水源地,地下水不合理开发利用引发的水位大幅下降或波动是主要人为诱因,莱芜铁矿区水位受矿区排水影响明显,另外在泰安市城区铁路三角区和东平县东王庄—西王庄运输线路的震动荷载也是另一重要人为诱因。 相似文献
3.
研究区内已发岩溶地面塌陷灾害严重,地质环境条件极其复杂,第四系覆盖土层厚度大,底部粉质黏土层土洞发育、隐伏基岩为壶天群灰岩,溶洞及断层破碎带发育,单个溶洞、土洞规模较大,溶洞与溶洞、土洞与溶洞之间连通性能较好。岩溶地面塌陷是以覆盖层粉质黏土层或砂类土层的扰动和土洞的形成为起点的,根据勘查区上覆盖层二元结构的特征,区内地面塌陷及土洞的发育过程可分为"下黏上砂"二元结构塌陷模式和"下黏上砂、软土"多元结构塌陷模式,塌陷区的岩溶塌陷致塌机制主要为机械贯穿作用,塌陷发育大约经历了四个阶段,建议今后不宜在勘查区及其周边一定范围进行地下工程建设活动及抽、排岩溶地下水行为,避免地下水动力条件发生改变,再次发生岩溶地面塌陷。 相似文献
4.
广州市白云区夏茅村岩溶塌陷地质灾害严重,塌陷区内地质环境条件极其复杂,隐伏灰岩岩溶土洞发育强烈,溶洞、土洞规模较大,且发育多层溶洞,溶洞间相互连通,岩溶塌陷区基岩面起伏较大,高程变化剧烈,第四系覆盖层厚度较大,底部粉质黏土层土洞发育,土体中规模巨大的土洞是产生岩溶地面塌陷的基础条件。基岩断裂构造带及其影响带范围内,岩石破碎,形成导水断层,存在地下水迳流通道,沿断裂带地下水循环活跃,溶蚀强烈,形成岩溶强发育带,为岩溶塌陷的发生提供了良好的动力条件。区内楼房基础施工扰动了地下水和土洞间的平衡状态从而成为了地面塌陷发生的诱发因素。运用7项地质环境条件指标和5项经济人口指标分别定性评估岩溶地面塌陷的易发度和易损度,并将二者叠加进行地质灾害风险评估。研究结果表明,夏茅村潜在地质灾害风险大,只有严格控制地下水动力条件,才能避免再次发生岩溶地面塌陷。 相似文献
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唐山黄庄岩溶塌陷形成条件和机理分析 总被引：4，自引：3，他引：1
为查明唐山黄庄岩溶塌陷形成地质条件与机理,文章从该区岩溶塌陷的地质、地层岩性、水文地质特征对岩溶塌陷的影响等方面入手,研究岩溶地面塌陷的成因诱发条件,利用综合物探方法、钻探及地下水长期观测等技术手段,采用二维高密度测网数据,进行三维高密度数据处理和三维结果多角度分析,研究岩溶塌陷区地下三维空间分布形态、水流运移通道和基岩分布等。研究区岩溶地面塌陷应属于渗透潜蚀作用,塌陷坑分布于地下水的降落漏斗范围内和流水通道区域,特别集中于地下水主要径流方向和水交替强烈的地下水联系密切地段,雨季水气压力变化极为频繁、剧烈,加剧了土洞形成。 相似文献
6.
隐伏碳酸盐岩区第四系松散盖层稳定性分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在被第四系松散岩类覆盖的碳酸盐岩分布区，由于地下水动力条件改变（如水源超采、矿山排水、矿坑突水等引起的岩溶水位变化），常引发岩溶塌陷地质灾害。为了解第四系松散堆积物厚度与发生岩溶塌陷的关系，通过综合分析山东省岩溶矿区和供水水源地历年来发生的岩溶塌陷分布规律、形态特征及发生过程等，采用应力平衡法剖析了岩溶塌陷的形成机理与松散盖层的稳定性，为隐伏碳酸盐岩区工程地质勘察和岩溶塌陷防治提供参考依据。 相似文献
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福建省岩溶塌陷地质灾害发育,其发育程度仅次于滑坡、崩塌地质灾害。为研究岩溶塌陷的演化过程,本文以福建省典型覆盖型岩溶塌陷为研究对象,现场采取了覆盖层土样,在自制的物理模型箱中布设光纤光栅应变传感器、孔隙水压力计、沉降计等监测仪器获取不同条件下覆盖层土体的应力-应变信息,分析了覆盖层土体的响应情况,研究了典型覆盖层岩溶塌陷的发展演化过程。研究结果表明：(1)第四系覆盖层孔隙水位升降作用下,土层的孔隙水压力值基本呈等幅变化,底层土体变形最弱,顶层土体变形最大,两者的应变差值最大可达5倍。水位升降对土洞周围土体的破坏较小,土洞尚未形成。(2)岩溶水水位反复升降的过程中,孔隙水压力的增减与渗流水位变化同步;同一水平面上越靠近溶洞的土体产生的应变越大,且土层越高,应变差值越大,顶层土体应变差值达2000με。土洞顶板变形在水动力作用与真空吸蚀作用下不断向上发展,当变形发展超过临界土洞高度40 cm时,形成地面塌陷。(3)典型覆盖型岩溶塌陷演化过程可划分为土洞发育-覆盖层内部塌陷-地表塌陷3个不同阶段。(4)闽西南岩溶土洞塌陷大多发生于山间盆地河谷两侧地下水强径流排泄区,覆盖层厚度较大,多为第四系... 相似文献
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岩溶塌陷具有突发性,隐蔽性等特点,往往会造成重大灾害。为了预测岩溶塌陷的模式及可能性,以某地区河床塌陷为研究对象,对区域内河床透-阻型盖层岩溶塌陷的形成机理进行分析;并基于潜蚀—失托-重力致塌理论,建立土洞力学模型,对岩溶水位下降时土洞的抗塌系数进行初步评价;进一步采用FLAC~(3D)数值模拟对计算结果进行验证。研究结果表明该地区河床塌陷为地下水潜蚀作用下形成的土洞塌陷,土洞稳定性与土洞高度、土体物理力学性质、水动力条件变化等因素相关。也表明河床岩溶塌陷往往在附近地下抽排水初期以及土洞形成初期就会发生,一般先于两岸阶地的地面塌陷,可作为大范围岩溶塌陷发生的前兆。 相似文献
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湖南煤炭坝矿区岩溶塌陷的形成与易发性分区 总被引：1，自引：0，他引：1
根据矿区地质情况、地下水长期观测资料和各类岩土工程勘察资料,对煤炭坝矿区岩溶塌陷的成因及类型进行了研究,确定了岩溶塌陷易发性的评价指标,并对岩溶塌陷易发性进行了分区预测。结果显示:煤炭坝矿区岩溶塌陷形成的内因是茅口组灰岩岩溶发育,外因是岩溶水的大量开采和疏排;岩溶塌陷影响因素主要与岩溶发育条件、地下水条件、覆盖层条件、地形地貌和人工活动相关。经预测,煤炭坝小河、贺石桥、大成桥、洋泉湖几个地下水径流带处为极易塌区;欧家大冲、沩水、瓦寺冲、秧田冲、五亩冲水渠、白水塘、谢家祠堂几个地表水体分布处为易塌区;几个煤矿区为难塌区(或中等塌陷区);福泉山与谷塘坡为基本稳定与稳定区。勘察验证,预测结果符合实际。 相似文献
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湖南省涟源市岩溶地面塌陷特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
涟源市属中低山-丘陵地形,区内碳酸盐岩分布面积广,岩溶发育。由于受采煤活动影响,诱发地面岩溶塌陷48处,造成重大经济损失。岩溶塌陷多分布于岩溶采煤区,发生原因主要是矿坑突水、抽排地下水,使地下水位大幅变动,上覆岩土体失去浮托而产生塌陷。 相似文献
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隐伏岩溶区地面塌陷机理分析与建筑物地基基础处理 总被引：1，自引：1，他引：0
本文简要分析了隐伏岩溶区地面塌陷的一般机理,认为岩性构造与地下水的活动是产生隐伏岩溶地面塌陷的三要素。通常由于岩溶区盖层中地下水位的急剧变化,水力坡度增大,产生潜蚀、真空吸蚀、掏空、形成土洞进而发展到地面变形塌陷。文章中还以两个工厂为例,总结了地基与基础设计中,采用钢筋混凝土杯基、跨梁板、水玻璃灌浆、钻孔灌注桩或挖孔灌注桩等方案,都是加固地基防止岩溶土洞对建筑物的不良影响与危害的有效办法。 相似文献
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运用气体示踪进行土洞型岩溶塌陷监测预警是一种比较新的技术方法,其原理是通过气体在不同形状、规模的土体孔隙、裂缝和土洞中的运移规律研究,分析气体特征值与土体变形破坏的关系,进而间接判断土洞的发育情况,实现岩溶塌陷监测预警。本文以广州市金沙洲岩溶塌陷区为例,通过室内物理模型试验再现了土洞发育、形成到地面塌陷的全过程。运用气体示踪技术,按照土洞形成、土洞发育、土洞堵塞、土洞扩大和土洞塌陷五个过程,研究气体浓度、气体聚集时间等参数指标与土洞不同发育阶段的关系。结果表明:①土洞型岩溶塌陷发育程度与示踪气体浓度存在对应关系,气体浓度升高反映了土体变形破坏的进一步发育;②土体变形破坏程度与示踪气体浓度总体呈正相关关系,距离地面塌陷点越近浓度越高;③土体变形破坏程度与示踪气体浓度达到峰值浓度时间存在对应关系,距离地面塌陷点越近,气体浓度达到峰值的时间越快。根据以上试验结果,运用气体示踪技术进行土洞型岩溶塌陷监测预警是可行的,后期应探索预警阈值并进行野外现场实际验证。 相似文献
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基于武汉市易发生的29处岩溶塌陷,从岩溶、覆盖层和地下水3方面分析了岩溶塌陷的内部结构;通过现场监测和数值模拟,分析了降雨、钻探和桩基施工的输入作用,并探讨了武汉市岩溶塌陷的演化机理。结果表明:（1）“上黏下砂”的盖层结构、浅部岩溶发育、孔隙水与岩溶水具良好水力联系是塌陷形成的基础条件;（2）自然环境下开口岩溶上方土洞扩展存在水力潜蚀和应力集中破坏两个演化阶段;（3）钻探和桩基施工联通孔隙水和岩溶水的瞬间,孔壁周边松散砂土快速进入临界水力梯度而破坏。桩基施工在覆盖层内的振动荷载和超孔隙水压力,易造成覆盖层整体破坏。在岩溶区施工产生的冲击作用可使岩溶水和孔隙水形成不同步波动,两者存在高水头差,致使覆盖层内砂层在压力差作用下破坏。 相似文献
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佛山市南海区大沥镇黄岐海北片区地处珠江三角洲北部广花盆地边缘地带,第四纪软土、砂土以及隐伏岩溶发育,早期因区内人类工程活动强烈,诱发了群发性岩溶地面塌陷。文章在分析地质环境概况的基础上,研究了区内岩溶地面塌陷的发育特征和成因机理,认为溶洞土洞发育是先决条件,导水断裂发育是必要条件,因施工引发的地下水位下降是主要触发因素,F1断裂带附近仍具备发生岩溶塌陷的可能性,控制地下水水位标高在?3.0 m以内,地下水水位波动范围在1.5 m以内,可以大幅度降低岩溶塌陷发生概率,可以以此作为预警报警阈值。研究结果可以为佛山市城镇化建设过程中岩溶地面塌陷防治提供依据,也可以为其他类似地区防灾减灾提供借鉴。 相似文献
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莱芜市岩溶塌陷原因分析与评价 总被引：1，自引：0，他引：1
莱芜市孟公清－西泉河一带石灰岩溶洞裂隙发育，局部与上覆砂砾石层直接接触，形成“天窗”，在矿区超采地下水及矿山疏干排水影响下，地下水下渗携带砂砾石进入灰岩溶洞裂隙中，突发岩溶塌陷。1973－1997年共塌陷139处，塌陷面积6435m^2，致使1324户民房开裂，328户报废。根据1997年在莱芜市的矿山地质勘察工作成果，采用综合指数法对评价区进行了预测评价，将评价区划分为岩溶塌陷区、预测岩溶塌陷区和不具备塌陷条件区，并根据岩溶塌陷产生的原因和规律，提出针对性的防治建议，为今后对岩溶塌陷的防治提供了依据。 相似文献
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矿山疏干排水引起岩溶地区致塌机理分析与预测——以平顶山矿区七矿及附近区域为例 总被引：1，自引：0，他引：1
在分析平顶山矿区水文地质背景和岩溶发育状况以及各岩溶含水层的水力联系基础上,引入岩溶致塌机理确立了岩溶塌陷的判定准则,得出了岩溶塌陷地区的疏干警戒水位公式,从定量上论证煤矿开采疏干排水是该区岩溶致塌的关键因素,当水位下降幅度达到2．52～8．03m时,平顶山七矿及附近区域容易产生岩溶塌陷,同时指出岩溶稳定系数K=1时,是临界危险警戒的地下水降深。 相似文献
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也论覆盖型岩溶地面塌陷机理 总被引：5，自引：0，他引：5
为了更好地给覆盖型岩溶地面塌陷的处置和防治提供理论依据,根据可溶岩上覆盖层物质成分、地质结构及其物理力学性能的差异,首次将覆盖型岩溶地面塌陷机制区分为沙漏型、土洞型和泥流型3种类型。砂性土层分布区,由外界因素的触发导致沙颗粒向岩溶通道和溶洞漏失而产生的地面塌陷现象称为沙漏型塌陷。重力和岩溶提供的有效空间是产生沙漏型塌陷的必要条件,地下水作用加速了沙漏型地面塌陷发生,缩短了塌陷发生的过程。发生在黏性土和密实砂性土层中、由于土洞洞顶拱效应失效而产生的地面塌陷现象称为土洞型塌陷; 天然土洞通过地表水侵蚀与地下水潜蚀作用、砂土漏失和软土流失等3种方式形成; 土洞的形成和发展时期内洞顶上方土体是稳定的,在外部因素触发而导致洞顶拱效应失效时才发生地面塌陷; 土洞型塌陷具有隐蔽性和突发性的特点。由软弱土体流失而产生的地面塌陷现象称为泥流型塌陷。泥流型地面塌陷是软弱土体向溶蚀通道和溶洞中流失的结果。岩溶地面塌陷的触发因素包括地下水作用(垂直和水平渗流、土/岩界面处地下水位频繁波动)、外加荷载(动荷载和静荷载)和土洞顶板抗力降低(顶板强度降低、厚度减薄和结构破坏)等方面。这些外因触发了岩溶地面塌陷的发生。 相似文献
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本文以福建省龙岩市永定区樟坑村岩溶塌陷地质灾害点为研究对象,通过开展室内物理模型试验,研究了水位波动条件下岩溶覆盖层孔隙水压力和沉降的变化规律,结果表明:（1）孔隙水压力响应情况与水位波动呈现良好的一致性,根据孔隙水压力的变化可基本判断岩溶土洞内部土体的塌陷发展情况;（2）土洞内部塌陷同时向上部及水平方向扩展,但向上部扩展速度大于水平方向;（3）塌陷发展不规律,地表形成的近似圆形塌陷坑中心与原始空洞中心不在同一垂线上。同时,在分析覆盖型岩溶土洞发育特征的基础上,总结出覆盖型岩溶土洞在水位循环波动条件下的致塌模式,提出了岩溶土洞塌陷变形发展经历了土洞发育、土洞扩展和地表塌陷3个演化阶段。研究结果对岩溶土洞塌陷的监测预警具有理论及实际意义。 相似文献
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《地下水》2020,(3)
水动力条件是岩溶塌陷发生的主要诱发因素。为分析矿山抽排水对岩溶塌陷的影响,选取安徽铜陵华金矿和天马山矿两座矿山中间的岩溶塌陷区为研究对象,采用地下水软件模拟和解析法两种方法进行分析,基本查明塌陷区复杂地质条件和矿山抽排水条件下的地下水的径流概况,并对两座矿山同时抽排水对塌陷区的影响程度进行了简要判别。结果显示:勘查区地下水流场的确定是周边矿山排水产生岩溶塌陷影响范围的依据,特别是分水岭的划分;塌陷区位于周边矿山抽排水降落漏斗内,受两矿山排水影响,塌陷区位于分水岭北侧,塌陷诱发因素受华金矿影响较大。但由于地下水一直处于动态平衡过程,随着不同时刻和不同地点抽排水量的不断发生,降落漏斗和两矿山抽排水的分水岭一直处于动态中,利用降落漏斗和分水岭确定影响力的大小或确定塌陷责任的划分、比例以及间接责任仍值得进一步研究。 相似文献