浅谈岩溶塌陷的影响因素与模型研究

文章分析了国内外岩溶塌陷形成机理的研究现状,指出岩溶塌陷机制的多样性以及成因的复杂性;介绍了岩溶塌陷的三个基本条件,以及分析了岩溶发育、地下水位降低、地下水补给、岩土性状、地质构造、人类活动等重要因素对岩溶塌陷的影响机理;介绍了岩溶塌陷的相关数学模型研究的理论和方法,以及相关物理模型现阶段进展。展望岩溶塌陷的进一步研究方向,应着眼于结合多领域综合分析,完善定量研究体系和模型试验的功能。如今岩溶地区地下资源开采日益增多,通过对岩溶塌陷的形成机理和预测技术的基础性研究,深度了解岩溶塌陷的特征规律,既是社会发展需求,也具有推进相关领域学术研究的意义。      

岩溶塌陷监测内容及方法概述

岩溶塌陷是影响和制约岩溶地区社会、经济发展的主要环境地质问题之一,在我国也不例外.岩溶塌陷监测是岩溶塌陷地质灾害防治中重要内容之一.通过岩溶塌陷监测,可以掌握溶洞随时间的发展变化过程,包括大小、位置、应力强度等,进而为岩溶塌陷预测提供基础数据支撑,避免造成人员和财产损失.本文系统地介绍了目前国内外针对岩溶塌陷问题开展的主要监测工作.从岩溶塌陷的分布规律和形成的3大条件出发,总结出岩溶塌陷监测的内容和相对应的监测技术、方法和手段,为系统性地开展岩溶塌陷监测工作提供技术和方法参考,为更深入地研究岩溶塌陷机理等提供基础支撑.最后,文章指出未来岩溶塌陷监测工作的重点是新兴技术手段和传统监测方法相结合,互补优劣.     

深圳市龙岗岩溶塌陷灾害及防治对策

通过对深圳市龙岗区岩溶塌陷灾害的综合地质勘查，查明了岩溶发育特征及岩溶塌陷的分布规律。同控制岩溶塌陷的6个主要因素为岩溶地下水作用、降雨和地表水、振动作用、重力与荷载、抽排地下水及坑道突水，分析了岩溶塌陷的危害性，对潜在塌陷区进行了预测和评价。在此基础上，提出了岩溶塌陷灾害的防治对策及建议。     

岩溶塌陷空间指数等密图的编制及意义

以桂林市岩溶塌陷研究为基础,提出了岩溶塌陷空间指数等密图的编制方法和原则。岩溶塌陷空间指数等密图不但能直观、定量地反映岩溶塌陷在平面上的分布强度和密度,面且能在一定程度上揭示诸影响因素对岩溶塌陷的控制作用,在岩溶塌陷风险评价和预测研究中具有重要的实用价值。      

古岩溶塌陷的成因特点与研究手段

古岩溶发育过程中的塌陷是一种普遍现象,其形成的古岩溶塌陷体是重要的油气储集体。借鉴现代岩溶塌陷的成因机理,归纳了古岩溶塌陷与现代岩溶塌陷的相似之处,并从形成机理、联合塌陷体的成因及其储集意义等方面梳理了古岩溶塌陷的成因特点。对于古岩溶塌陷体,可通过钻井、岩心、探地雷达、地震、常规测井和FMI成像测井等技术手段来识别、研究。由于不同地质背景下古岩溶塌陷体发育模式不尽相同,使得研究过程中存在诸多问题。针对这些问题,提出了下一步亟待开展的3点工作建议。     

云南南伞盆地岩溶塌陷机制初探

通过对南伞盆地的主要地质灾害现象———岩溶塌陷的调查研究,分析了该岩溶塌陷的控制条件、影响因素及岩溶塌陷机制。将岩溶塌陷发展演化过程划为三个阶段,分析了岩溶塌陷的发展演化趋势,并结合人工影响因素对岩溶塌陷灾害进行了初步评价。     

山东省泰莱盆地岩溶地面塌陷影响因素分析

岩溶塌陷地质灾害的发生是一个复杂的、多因素共同作用的过程。塌陷虽然受多种因素的影响,但不外乎可溶岩类岩溶发育程度、覆盖层特征和动力条件(主要是地下水动力条件)3个基本因素。文章在总结和分析前人研究的基础上,结合最新调查成果,对影响岩溶塌陷的3个基本因素逐一分解,揭示了各因素对岩溶塌陷的影响和作用规律,探讨了岩溶塌陷地质灾害与其主要影响因素的相关关系:质纯厚层的石灰岩分布区岩溶塌陷最为发育,地质构造对岩溶塌陷具有明显的控制作用;研究区内主要岩溶塌陷区的覆盖层以多元结构为主,其次为一元结构和二元结构,区内岩溶塌陷发生于覆盖层厚度小于30m的区域;岩溶地下水位在基岩面上下波动时最易引发岩溶塌陷,岩溶塌陷点数量的自然对数与岩溶地下水位变幅近似呈线型正相关,塌陷点数量与岩溶地下水开采模数的自然对数值近似呈指数型正相关。     

岩溶地面塌陷三机理理论及其应用

为了给岩溶地面塌陷预测、监测、防治和应急措施提供理论依据,全面总结了岩溶地面塌陷的发育规律,认为岩溶、土体和诱发因素是岩溶地面塌陷的三要素。岩溶为土体丧失提供通道和储藏空间。土的工程地质性质决定了土体塌陷方式:“黏土块”坍塌、砂颗粒漏失、软弱土流失;土体塌陷方式决定了土体塌陷机理;据土体塌陷方式提出了由“土洞型塌陷”“沙漏型塌陷”和“泥流型塌陷”构成的岩溶地面塌陷三机理理论:黏性土和密实砂性土层中,在外力作用下,土洞顶板拱效应失效而产生的地面塌陷现象称为土洞型塌陷;由于诱发因素的触发导致可溶岩上方松散砂层中砂颗粒漏失而产生的地面塌陷现象称为沙漏型塌陷;可溶岩上方软弱土体在外力作用下向可溶岩中流失而产生的地面塌陷现象称为泥流型塌陷。三机理理论关注土体塌陷方式,既解释了岩溶地面塌陷现象,更回答了土体“如何塌”的问题。诱发因素是塌陷的外部影响因素,不是塌陷机理的构成要素;诱发因素产生作用力;作用力改变土颗粒运动状态,使土颗粒由“静止→运动”,土体由“稳定→塌陷”。依据三机理理论,提出了岩溶地面塌陷综合地质预测方法,建立了基于三个塌陷机理的土体塌陷确定性预测模型,系统总结了岩溶地面塌陷监测、防治和应急措施方法,形成了从理论到实践的、完整的岩溶地面塌陷思想体系。      

我国岩溶地面塌陷研究进展与展望

为了解我国岩溶地面塌陷理论和实践的状况,在讨论了岩溶地面塌陷概念的内涵和外延后,全面总结了岩溶地面塌陷在塌陷机理、预测、监测、防治等方面的研究现状,分析了目前存在的问题,概述了近年来研究的新进展,提出了岩溶地面塌陷研究的发展方向。      

江苏徐州新生街岩溶塌陷形成条件及与岩溶水水位变化的关系探讨

新生街是徐州地区岩溶塌陷最严重的区域,20世纪80~90年代的岩溶塌陷造成严重的经济损失和不良社会影响。文章在以往岩溶塌陷勘察工作的基础上,结合最新调查成果,逐一梳理岩溶塌陷的形成条件(地质条件、覆盖层条件、岩溶发育条件、水动力条件),揭示了徐州新生街岩溶塌陷的成因模式及触发因素,根据监测数据,识别岩溶塌陷与岩溶水水位变化的关系。文章认为,新生街岩溶塌陷是发生在废黄河断裂带内,发育有向上开口的溶洞,该区域既是岩溶水强径流带,又是岩溶水的天窗补给区,第四系覆盖层为单层砂性土结构。超量开采岩溶水是岩溶塌陷的诱发因素,岩溶水水位降至基岩面下急剧上升时段是岩溶塌陷较活跃的时期,岩溶塌陷都发生在岩溶水水位降落漏斗的区域内。     

河北唐山市区岩溶塌陷发育特征及成因机理探析

唐山是我国北方岩溶塌陷地质灾害多发地,1976年唐山大地震以来,岩溶塌陷已发生多起。在分析岩溶发育现状的基础上,描述了该区的岩溶发育特征,进而研究了岩溶塌陷的成因机理。研究认为,采矿活动和过量开采岩溶地下水是造成岩溶塌陷的直接诱因,它直接改变了地下水动力条件,局部形成了水位漏斗;地面建筑物的重力荷载、煤矿透水灾害和地震等将直接导致岩溶塌陷地质灾害的发生。据此提出了较为具体的防治措施。     

安徽省沿江地区典型岩溶塌陷区盖层－岩溶组合特征

安徽省沿江地区（铜陵、池州、安庆）岩溶塌陷地质灾害较发育,无论是开展岩溶塌陷地质灾害防治,还是监测预警,都必须研究岩溶塌陷发育的地质环境条件,掌握岩溶塌陷区盖层工程地质特征、下伏碳酸盐岩岩溶发育特征以及盖层－岩溶组合关系。文章以安徽省沿江地区岩溶塌陷为研究对象,在全面收集和总结区内大量岩溶塌陷调查、勘查及监测资料,野外调查典型岩溶塌陷区的基础上,分析了典型岩溶塌陷区盖层工程地质特征、下伏碳酸盐岩岩溶发育特征,并进行概化处理,建立了岩溶塌陷的盖层－岩溶组合地质模型。研究表明:区内典型岩溶塌陷区的组合主要有7种类型,最易产生岩溶塌陷的组合为“第四系盖层为粉质黏土－砂砾卵石双层结构,下伏基岩岩溶发育中等以上”;岩溶塌陷致塌机理主要为潜蚀致塌,其次为真空吸蚀致塌、振动致塌。      

我国岩溶塌陷研究综述

随经济的不断发展,对岩溶区资源的开发日益增强,由此引发的岩溶塌陷问题也日趋频繁、严重,已成为岩溶区可持续发展的一大障碍,有效减轻其造成的危害势在必行。文章根据近年来国内外岩溶塌陷的研究现状及发展,概述了岩溶塌陷的三大形成条件:一定发育程度的岩溶、上覆盖层、岩溶地下水系统;以及中国岩溶塌陷的时空分布规律,分别举例例证了它的几种成因机制,如重力致塌、潜蚀致塌等。由于其突发性及危害性,有必要对岩溶塌陷的预测防治进行深入研究,做到防灾减灾。基于此,总结了中国岩溶塌陷的监测预报和安全评价等方面的新方法和措施等。针对塌陷的形成条件、塌陷现象或其危情的存在状况及其危害性,归纳了有针对性的防治措施。     

广州花都区赤坭镇岩溶地面塌陷地质灾害现状及防治对策

自20世纪90年代未以来,由于人类工程活动的加剧,广州市花都区赤坭镇一带多次出现严重的岩溶地面塌陷活动。本文依据实地岩溶地面塌陷地质灾害勘查资料,系统分析了赤坭镇岩溶地面塌陷的分布、规模和危害程度;研究结果表明,赤坭镇岩溶地面塌陷的形成原因主要是人工开挖形成负地形采石场和过量抽排地下水造成。在此基础上,针对赤坭镇岩溶地面塌陷的实际情况,提出了岩溶地面塌陷地质灾害的防治对策。     

贵州省岩溶塌陷类型及形成分布规律探讨

岩溶塌陷是一种地质现象,尤其是近期人为作用所引起的塌陷,给国民经济建设带来严重的影响,成为地质灾害之一。贵州省岩溶广布,岩溶塌陷常有发生,特别是抽水引起的塌陷。本文在阐述了岩溶塌陷类型后,着重对省内塌陷形成机制、影响因素进行了研究,总结出岩溶塌陷分布特点及其规律,进而对全省岩溶塌陷进行了预测分区,并提出了防治措施。为省国民经济建设提供参考资料。     

岩溶塌陷灾害数据库的建设

岩溶塌陷是我国6大地质灾害之一.也是岩溶区主要的地质灾害类型.据统计,已发生岩溶塌陷1400例以上.主要分布在我国南方覆盖型岩溶区,给这些地区国民经济建设带来了日益严重的影响.建立全国性的岩溶塌陷数据库,实现灾害数据的社会共享,应成为当前岩溶塌陷防治工作的重要课题.开展这项工作的前提就是获取灾害资料.论文根据地面塌陷发育的机理和规律,参照国内外有关技术标准的要求,从岩溶塌陷发生日期、位置、塌陷坑信息、诱发因素、塌陷前兆、地质背景、塌陷后状况、注释等8个方面,系统分析了岩溶塌陷数据库的内容,提出了一套方便野外调查,内容较为齐全的岩溶塌陷调查表格.该调查表可以直接运用到县级地质灾害调查评价中.     

广州市白云区岩溶塌陷风险初探

识别出广州白云区岩溶塌陷风险因素,构建岩溶塌陷层次递阶结构模型,运用层次分析法的相关原理计算出基本风险因素对岩溶塌陷风险事件的影响权重。定义极易塌陷区Ⅰ、易塌陷区Ⅱ、次易塌陷区Ⅲ、不易塌陷区Ⅳ和稳定区Ⅴ共5个岩溶塌陷等级分区,建立各基本风险因素5个等级与岩溶塌陷等级分区的对应关系。为实现岩溶塌陷风险的定量评价,定义单因素致塌概率pi,引入伯努利试验建立岩溶塌陷概率计算模型,选取覆盖层厚度、岩溶发育程度、地下水位埋深、基岩岩性、覆盖层结构与底板岩性、地下水开采强度、地下活动强度和地表施工加载与振动等8个基本风险因素参与评价单元塌陷概率计算,并据此确定岩溶塌陷风险等级狭义标准,为区域岩溶塌陷等级分区的划分提供参考依据。岩溶塌陷风险等级分区表明：极易塌陷区集中在分析区内的江村、古楼岗、泉溪、西湖、社岗一带;易塌陷区和次易塌陷区主要分布在江高镇和原石井镇等地带。风险等级分区与白云区已有岩溶塌陷历史统计资料及塌陷危害程度评价结果较为吻合,从而验证了评价方法的有效性。     

广西桂林市规划中心城区岩溶塌陷易发性评价

本文对岩溶地区岩溶塌陷易发性进行研究,利用地质环境要素通过专家-层次分析法对岩溶塌陷易发性进行评价,并通过MapGIS软件实现可视化。以桂林市规划中心城区为例,选取了岩溶发育程度、土层厚度、土层结构、第四系底部土层岩性、第四系底部土层液性指数、地下水年变化幅度、岩溶水承压性、塌陷密度、人类工程活动9个影响岩溶塌陷易发性的地质环境因素,建立了岩溶塌陷易发性评价指标体系和评价方法,并对研究区进行了评价,其成果可为桂林市规划中心城区的岩溶塌陷防治对策提供指导和借鉴。     

湖南临武某地岩溶地面塌陷特征及成因机理探讨

临武某地于2019年12月19日发生岩溶地面塌陷,塌陷前后有大量因地面变形所致建筑物损坏,利用地表调查、高密度电法、钻探等手段查明了岩溶地面塌陷所处的地质环境条件、地下水位变化情况、岩溶发育和分布特征、建构筑物变形特征、影响范围等。本文从上部覆盖层、淤泥质粘土层特征、下部灰岩的岩溶发育情况等结合岩溶地面塌陷形成条件的综合研究,提出本区覆盖型岩溶地面塌陷成因机理,并对岩溶地面塌陷进行了分析预判,提出了相应防治建议。     

湖北武汉岩溶塌陷成因机理与致塌模式

岩溶塌陷是制约岩溶地区社会经济发展的主要地质环境问题之一。武汉市岩溶地质条件十分复杂,隐伏岩溶区分布范围较广,在自然和人为两方面诱发因素作用下,近年来发生了多起岩溶塌陷。本文在全面梳理武汉市已发生的岩溶塌陷基础上,从可溶岩岩溶发育程度、地下水水位与基岩面关系、第四系厚度和结构特征三个方面,概化了区内岩溶塌陷区的八类地质模式;结合塌陷产生过程和主控机理,将武汉市岩溶塌陷初步概括为九种致塌模式。