福建永安大湖岩溶塌陷形成机制与塌陷模式研究

为探讨大湖岩溶盆地岩溶塌陷形成机制及塌陷模式,通过实地调查和实测地质剖面,采用野外钻探、取样、室内试验分析,对研究区的岩溶塌陷成因及机制进行综合分析,提出区内岩溶塌陷机制模型。研究表明,大湖镇坑源村塌陷主要是因区内矿坑涌排水,使塌陷区的地下水水位降低和改变流向,地下水原有的浮托作用减弱直至产生失托,并产生冲蚀及土体流变,在有地下溶洞发育且上覆土层较薄处发生地面岩溶塌陷。在对大湖镇坑源村发生的多起地面塌陷成因详细分析的基础上,提出"失托—土体流变效应"的致塌模式。     

武昌倒口湖地区F地块岩溶特征、地面塌陷机理分析及治理措施

通过大量勘探资料,总结出该地区溶洞多分布在灰岩面附近及以下一定深度范围内,其中灰岩面往下5 m范围内溶洞最为发育,5 m以下溶洞相对较少;-14 m标高以上溶洞最多、最发育,为岩溶强发育带,-14 m标高以下溶洞相对渐少,为岩溶弱发育带。在水平方向上,多数为独立成洞,贯通的可能性较小,溶洞以单层为主,多层较少。岩溶地面塌陷是因上覆松散砂土颗粒受地下水潜蚀影响,长期不断流失,在砂土层中逐渐形成漏斗状疏松体,随着漏斗状疏松体的不断扩大,最后发生塌陷,属于"潜蚀—漏斗状疏松体型"塌陷。有针对性地采取高压水平帷幕、静压注浆以及渗透注浆的治理措施,可有效防止岩溶地面塌陷的再次发生。     

岩溶地基中塌陷土层应力和变形的计算分析

考虑到岩溶区小范围塌陷地基土层特点 ,塌陷土层中的应力及沉降不能按常规方法来计算。该文利用散体极限平衡条件 ,推导了单层或多层地基塌陷土层的应力计算公式 ,并用推导的附加应力来进行塌陷土体的沉降计算     

龙岩市城区岩溶和土洞的主要调查及探测方法

龙岩市城区位于福建省西南区,为山间盆地,上部为土层,下部地层以灰岩为主。灰岩分布范围较广,岩溶较为发育,岩溶顶板塌落时形成土洞。土洞向上进一步发展后形成地面塌陷、地裂缝等地质灾害,对上部及附近的建筑物、人员安全构成威胁,对人民的财产造成损失,需处理。施工处理前应查明岩溶及土洞的分布特征。通过采用综合勘察方法对土洞及溶洞进行探查,主要有工程地质调绘、原位试验、地球物理、钻探等勘察方法,可以了解岩溶和土洞的空间分布范围,为岩溶及土洞的工程治理提供地质依据。     

水南特大桥右幅8~#墩基础隐伏岩溶漏斗形成机制初探

水南特大桥右幅8#墩处存在一隐伏岩溶漏斗,漏斗内堆积物主要为碎石土及含砾粉质粘土。该处正处于两断裂交汇和岩性分界面处,分析认为构造、岩溶作用形成该处隐伏岩溶漏斗,不断发育形成巨型溶洞,后期在流水不断作用下,形成地表塌陷、洞壁碎裂岩块崩塌及充填堵塞。因此,确定其形成机制为"断裂溶蚀—剪断垮塌—流水充填",即历经了溶洞形成、塌陷、崩塌及充填堵塞两个阶段。     

采动作用下浅埋岩溶洞塌陷的数值模拟研究

基于坪湖矿的塌陷情况,运用UDEC模拟软件对采动作用下浅埋岩溶洞塌陷的过程进行模拟。结果表明,在采动作用下浅埋岩溶洞塌陷的大致过程分为:溶洞的潜伏阶段、溶洞顶板垮落形成开口溶洞阶段、土洞不断发育阶段、地表塌陷阶段;溶洞顶板破坏的原因是由于水平应力的急剧减少造成的。模拟结果为采动作用下岩溶塌陷机理提供了分析依据,对于岩溶地区的生态保护有重要意义。     

武汉长江Ⅰ级阶地覆盖型岩溶塌陷成因及力学模型研究

岩溶塌陷已经成为制约城市发展不可忽视的问题。武汉市长江Ⅰ级阶地"上土下砂"覆盖型岩溶发育区的特点有覆盖层上部粘土层相对较薄、地下水位高且浮动明显、降雨集中且雨量大。针对该区域特定特点,分析提出武汉市长江Ⅰ级阶地岩溶塌陷的成因过程,即基岩溶蚀—砂性土漏失—土洞形成—土体塌陷。在此基础上结合"潜蚀致塌理论"和"真空吸蚀致塌理论"建立相关力学模型,给出土洞形成的临界地下水降幅以及岩溶塌陷发生的数学表达式,并对武汉市乐福园酒楼锦绣长江店北岩溶塌陷进行分析和评价,其结果与实际情况相吻合。     

武汉地区砂土渗流—漏失型岩溶地面塌陷致塌模式分析

武汉地区滨江的一级阶地覆盖土层具上下砂的二元结构,可溶岩多隐伏于砂土层之下;由于砂性土具粘聚力小、易液化的特点,故渗流—漏失机理为区域内主要的塌陷类型。通过对武汉地区历年来塌陷事件资料数据的分析,建立了武汉地区砂土渗流—漏失型岩溶地面塌陷的致塌模式及数学模型。通过数学模型试算结果表明:下部砂土漏失后粘性土盖层是否塌陷主要取决于上部粘性土层的强度和厚度,上部土层强度越高或厚度越大越不易塌陷,反之则容易塌陷。     

山地煤矿建设地基和基础的处理

黔西山地,是地下溶洞交错、沟槽密布,地面岩石裸露,孤峰散立的独特地域。在这山地进行煤矿的土建工程,溶洞、溶沟、石林、滑坡、孤石、淤泥等特殊地基和基础的处理,甚为复杂。一、溶洞 1.土洞粘土层和碎石粘土层中的溶洞。多数在基岩之上,不同土层交界处,洞底多为软土(图1)。这种洞有突然塌陷的     

一种石灰岩地区溶洞、土洞地灾处理施工方法

南粤某石灰岩发育地区，风景秀丽；地下暗河、溶洞、土洞发育，并在不断地剥落向上侵蚀，土层亦逐渐变薄，较严重地段因此而引起地面局部塌陷的事故时有发生。原居民的安居和日常生活受到了很大的影响。溶、土洞的治理已迫在眉睫。介绍通过钻孔向土洞内充填式灌砂治理的实例，谈一点粗浅的看法。     

有关岩溶塌陷稳定性评价的分析

通过地貌、堆积物性状、地下水等进行定性分析,依据岩溶溶洞上覆岩土体性状、围岩岩体完整性等,采用经验公式计算半定量、定量确定溶洞、土洞顶板的安全临界厚度,与钻探直接揭露的溶洞、土洞埋深比值来评价分析岩溶塌陷的稳定性.     

城市岩溶塌陷综合勘察方法实践

深圳龙岗地区发生的岩溶塌陷灾害,区别于常规管网破损、暗渠破损、施工影响、雨水冲刷、软土沉降等因素而引发的地面沉降,其深部岩溶地层土洞、溶洞引发的塌陷的社会危害性及不可预见性更加难以掌握。为查明其沉降的深层地质原因,本文通过采用调查法、电法、磁法、地震法、光学、声波、钻探、地下水试验的综合勘察方法调查地层溶洞的空间分布情况,并对各种方法的合理性和科学性进行分析验证,为后续进一步治理提供依据。     

岩溶区路基下伏溶洞顶板稳定性分析及加固处理

以湖南某岩溶区高速公路为工程依托, 通过建立岩溶区路基下伏溶洞有限元模型, 利用数值模拟方法分析了公路一级车道荷载作用、地下水影响以及采用碎石填充溶洞等3种工况下岩溶路基中附加应力分布及变形规律。结果表明:车道荷载作用下, 溶洞拱圈土层与石灰岩岩层接触面处出现应力集中, 溶洞顶面竖向位移达1.1 cm; 在地下水影响下, 车道荷载引起的地表和溶洞拱圈最大竖向位移分别减小了39%和28%; 采用碎石填充溶洞后, 车道荷载引起的地表竖向位移减小了57%, 有效控制了下伏溶洞对路基稳定性影响。     

地表塌陷中隐伏土洞的形成与扩展机理研究

地表塌陷已成为危害城市安全和矿区生产的重要地质灾害之一,其产生一般经历了土洞的形成、土洞的扩展和顶板岩土层失稳3个过程。分析了土洞形成的机理及其力学机制,研究了土洞扩展的条件。分析了地下水在地表塌陷形成过程中的作用,从力学的角度揭示了地表塌陷的本质。研究结果表明,地下水的活动在土洞的形成到地表塌陷产生的全过程中起着关键性的作用。     

唐钢超薄带钢生产线地下岩溶及塌陷土洞防治措施

唐钢超薄带钢生产线建设场地地下岩溶极其发育 ,并有塌陷土洞。根据建筑场地地下岩溶和塌陷土洞的特征 ,采用三重管高压旋喷和双液法注浆的方法对该场地进行加固处理 ,消除了安全隐患     

四川古蔺岩溶区地质灾害发育特征及治理措施

古蔺县碳酸盐岩地层分布面积1561.8km^(2),占全区面积的49%,岩溶发育中等,岩溶区地质灾害主要类型有滑坡、崩塌和地面塌陷,共计50处,占全区地质灾害总数(133处)的38%。通过对岩溶区地质灾害的详细调查,在阐述了区域岩溶发育特征及影响因素的基础上,分析了地质灾害与岩溶的关系及其成因机理。分析表明:区内岩溶发育较为强烈的区域,地质灾害发育也较强烈;滑坡类型以岩溶风化形成的残积土层滑坡为主;危岩破坏模式多为由溶蚀裂隙控制的倾倒式崩塌;岩溶塌陷为土洞塌陷和冒顶塌陷,是在地下水侵蚀、自重、气团压缩、水流潜蚀等作用下形成。提出了地面防渗和加固支挡的治理措施。     

喀斯特地基中土洞对地基变形的影响

喀斯特地区的建筑物建成后 ,地基中由于地下水或地表水的作用 ,往往还会发育土洞。根据弹塑性理论 ,可求出土洞周围土体的应力状态 ,继而推求出地基中任一点的变形沉降。结合工程实例针对各种土层中发育的土洞对地基变形的影响进行了探讨 ,得出了一些有借鉴意义的结论供同行参考。     

岩溶煤矿部分开采合理采高的研究

为了探究岩溶煤矿部分开采方法的合理采高,防止岩溶塌陷,以丰城矿务局某煤矿的地质条件和生产条件为背景,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,模拟出了不同采高时上覆溶洞周围塑性区的发育情况,确定了矿井的最合理采高以及岩溶塌陷易发性的评价指标。研究结果表明,地下开采会使岩溶地层和表层产生拉应力,形成拉伸破坏区,对于浅埋溶洞,其周围拉伸破坏区易发展至表层破坏区而导致岩溶塌陷。由数值模拟结果可知,充分开采后上覆溶洞周围塑性区演化至非常接近贯通但又不贯通至表层塑性区时的采高为1.4 m,因此,该矿最合理采高为1.4 m。通过对数值模拟监测数据的计算分析及地表移动的计算分析可知,地表水平拉伸变形量大于1.89 mm/m时,地表可能发生岩溶塌陷。研究结论可为该岩溶煤矿安全、经济、绿色开采及相关研究提供依据。     

铁路岩溶路基塌陷机理与注浆加固方法

浅埋隐伏型岩溶塌陷基本特征是地下水水位变化频繁和地层浅部土洞、溶洞发育,岩溶塌陷的形成往往是多种机制综合作用的结果,如地下水位下降形成真空吸蚀作用、地下水潜蚀作用、列车或采石放炮震动作用等,构成铁路安全营运隐患。针对洛湛铁路益娄段岩溶发育特征与规律,利用粘土固化浆液具备施工成本低、工艺简单易行、堵水防渗及抗震性能好等诸多优势,通过试验确定粘土固化浆液的最佳配比为:粘土粉占20%~45%,水泥占10%~30%,水玻璃占3%~5%,固化剂占1%~3%,粘土原浆漏斗粘度值为30s,对洛湛铁路浅埋隐伏型岩溶路基实行溶洞充填注浆和路基水平帷幕注浆并举加固,加固层的厚度一般为5m左右。经多种手段检验,表明注浆加固工程质量得到很好的控制。     

夹硬层土中单桩贯入挤土效应的数值模拟

桩贯入土体产生的挤土效应问题较为复杂。利用ABAQUS软件建立了单桩贯入夹硬层土和均质土的二维轴对称有限元模型,经过分析比较,得出了单桩贯入夹硬层土体所特有的位移场及应力场的变化规律。分析表明:桩贯入夹硬层土过程中,软硬土层交界处土体水平位移变化剧烈;硬土层的存在,会使土体水平及竖向位移受到约束;夹硬层土的水平挤压应力要远大于均质土情况;与水平应力相比,竖向挤压应力在硬土层处明显偏小。