广东英德沙口镇岩溶地面塌陷发育特征及形成机理分析

近年,广东省粤北山区隐伏区岩溶地面塌陷日益增加,直接影响人民生产生活。英德市沙口镇某村地质环境复杂,第四系覆盖层厚度薄,底部卵石层与下覆天子岭组灰岩直接接触,溶洞与断层破碎带发育,溶洞与溶洞间连通性较好,岩溶地面塌陷地质灾害严重。在综合分析沙口镇某村地质环境条件基础上,从内、外两方面因素,对岩溶地面塌陷发育特征及形成机理进行分析,认为在长期地下水位波动、潜蚀及淘蚀等作用松散盖层土体颗粒流失形成土洞,地表水与地下水强烈交替形成正负压力等作用下,土洞上部盖层发生塌陷。研究结论为科学制定岩溶地面塌陷防治方案提供依据。     

阻水盖层分布区岩溶塌陷的物质基础及成因研究

本文对阻不盖层分布区岩溶塌陷的物质基础和成因机制进行了新的思考,提出“溶洞充填物潜蚀流动－压差场－盖层失托增荷效应”为阻水盖层分布区岩溶塌陷更普遍的成因机制,给出了理想情况下描述阻水盖层中岩溶 塌的数学模型。     

岩溶中低山区岩石路堑填土路基塌陷危险性判识研究

铁路在通过岩溶中低山区时大量采用了岩石路堑和人工填土路基,在路堑施工过程中,可能会有一部分原来未在原坡面开口的溶洞被部分揭露或顶板被削薄,同时爆破施工可能恶化浅埋溶洞顶板的结构及物理力学性质,从而使回填部分土石方形成的路基坐落于开口岩溶形态或溶洞的薄顶板上,具有发生岩溶塌陷的危险性。本文总结了岩溶中低山区岩石路堑填土路基岩溶塌陷发育的基本特点,分析了可溶岩边坡岩溶系统的发育规律,并结合南昆铁路部分区段开口岩溶的野外判别,提出使用逐步判归方法对岩石路堑填土路基的塌陷危险性进行评价。     

湖南宁乡煤炭坝镇富家村岩溶地面塌陷成因分析及防治建议

本文依据岩溶地面塌陷理论对宁乡煤炭坝镇富家村岩溶地面塌陷的成因、发展趋势进行了研究。根据勘查发现,研究区岩溶地面塌陷具有分布密度高、塌陷规模大、塌坑回填后稳定性差,具有继续变形甚至再次塌陷的特点。通过对区内地质环境条件分析发现,区内覆盖层厚度较薄,岩溶极为发育,煤炭坝矿区排水形成巨大的降落漏斗,孔隙水与岩溶水存在巨大的水头差,导致区内岩溶地面塌陷的发生。同时,区内开采灰岩矿,形成大面积采空区,对岩溶地面塌陷的发生起到了强大的促进作用:一是提供了巨大的物质储存空间;二是大大减小了物质运移途径。塌坑回填堆积在溶洞的土体受地下水的冲蚀潜蚀发生运移,上方土体失去支撑而不断流入采空区,造成塌坑回填后稳定性差。      

武汉地区浅层岩溶发育特征与岩溶塌陷灾害防治

运用综合分析和数学统计的方法,较为深入地研究了武汉地区浅层岩溶的发育特征。武汉地区存在6个走向 NWW-SEE、各自相对独立的碳酸盐岩条带。根据上覆盖层工程地质性能的差异,划分出5种岩溶地质结构类型。武汉地区浅层岩溶主要类型有溶隙、落水洞及小型溶洞等,钻孔遇洞率46.0%-50.1%,线岩溶率5.93%-6.00%。浅层岩溶带中,1/3的溶洞洞高小于0.6 m,50%小于1.0 m,90%小于3.0 m。1/3的溶洞顶板在基岩面以下2.5 m 以内,50%在4.5 m 以内,90%在12.5 m 以内。溶洞充填物主要是黏土,含有灰岩碎块石。全充填溶洞占70.8%,未充填溶洞约占1/5,半充填溶洞不到8%。全充填溶洞顶板在基岩面以下平均埋深5.13 m,半充填5.71 m,无充填7.69 m,且具有全充填和半充填溶洞埋深较小、无充填溶洞埋深较大的特点,反映出溶洞充填方式是自上而下充填,充填物主要来源于上部覆盖层。武汉地区浅层岩溶为上部“垂直渗流岩溶带”地下水垂直渗流作用下的产物。根据岩溶发育程度的差异,基岩面以下浅部碳酸盐岩在垂直方向上可分为上部强岩溶和下部弱岩溶两个带;岩溶塌陷灾害平面上可划分出高、中、低3个危险性区,各区防治原则不同。高危险区是岩溶塌陷灾害防治的重点,防治的基本原则是阻止上覆粉细砂的流失;中等危险区的防治原则是保护中部老黏土层或红层的完整性;低危险区应注意远城区土洞存在的可能性。各危险区治理应以岩溶地质结构为基础,在防治原则指导下制定相应的防治措施。此外,工程建设中应合理选择和利用弱岩溶带。     

盖层-岩溶介质体系宏观系统特性研究及若干问题的探讨

覆盖型岩溶区工程岩土体可以抽象为盖层-岩溶介质体系,盖层和岩溶介质通过盖层底部土体和岩溶洞隙充填物接合起来.该体系具有系统性、复杂性,自组织性、开放性以及突变性等特征,可以处理为一个复杂自组织开放的力学平衡系统.本文采用宏观系统科学的基本思想,从宏观到微观对该体系特征及岩溶塌陷防治的方法论问题进行了探讨,并对岩溶塌陷研究中的部分问题进行了讨论.研究盖层-岩溶介质体系宏观系统特性对于认识和把握该体系系统结构以及从方法论高度上研究塌陷的防治具有一定实用价值和宏观指导意义.     

覆盖型岩溶区土体塌陷典型数学模型的研究

本文通过大量工程的野外调研和岩溶塌陷数据资料分析,将覆盖型岩溶发育地区土体盖层岩溶塌陷的数学模型分为导水盖层和阻水盖层两种典型情况。提出“导水介质覆盖层的渗流场－应力场耦合的数学模型”和“阻水介质盖层的渗流场－强度弱化－压差场数学模型”。针对模型的数学物理意义进行了探讨并提出了建立“岩溶塌陷数学模型系统”的基本设想。     

试论岩溶地面塌陷的类型划分

<正> 岩溶地面塌陷,近年来日益引起人们的关注,但有关岩溶地面塌陷的分类,论述不多,笔者据岩溶塌陷调查,写成本文以期抛砖引玉,文中不妥之处,敬请批评指正。一、岩溶地面塌陷的概念岩溶地面塌陷(简称岩溶塌陷或塌陷),是岩溶地区常见的一种动力地质现象。可以出现于裸露型岩溶山区,在地下溶洞及岩溶管道发育时期,于溶洞顶部或岩溶管道上方形成一些陷落性的洼地、落水洞、竖井、漏斗等地表岩溶形态;也可于覆盖型或埋藏型岩溶区,被充填(或半充填)的溶洞、管道的充填物被掏空,上覆基岩或土层失稳后造成。塌陷的结果,是使岩溶作用向一个新的水平发展,或改变溶洞、地下管道的发育方向。目前,研究较多的,主要是覆盖型岩溶区的塌陷。塌陷在一个地区可以反复出现,后期塌陷可以继承早期塌陷而复生。      

江苏徐州地区岩溶塌陷致塌力学模型及水位控制红线

岩溶塌陷实际是覆盖层土体变形破坏的一种特殊类型。通过调查研究,将徐州地区岩溶塌陷概化为"单一透水型盖层"、"透—阻型盖层"以及"单一阻水型盖层"三种地质模式,破坏模式为渗透变形破坏和剪切变形破坏,致塌模式分别为"潜蚀渗透-超临界水力梯度致塌"、"潜蚀软化—吸蚀—渗透力致塌"以及"真空吸蚀致塌"。建立了内部塌陷阶段以及地表塌陷阶段的综合力学模型,经新生街塌陷和溶剂厂塌陷验证,计算结果与实际情况基本吻合。以徐州典型塌陷区为例,分别对不同覆盖层厚度(40 m、30 m、20 m、10 m)、不同溶洞直径(4 m、2 m、1 m、0. 2 m)、不同下伏黏性土厚度(5 m、10 m、15 m、20 m、25 m、30 m、35 m、40 m)的稳定性进行试算,得到稳定性系数随水位降深的变化关系曲线,结果表明:覆盖层厚度越大、下伏黏性土厚度越大、溶洞直径越小、水位降深越小,稳定系数越高,越不容易塌陷;当洞穴直径小于1 m时,自然条件下土体均处于稳定状态;以稳定系数等于1为变形破坏的极限平衡条件,确定了最大水位降深及其空间分布,并据此作为岩溶塌陷的水位控制红线,为研究区岩溶水安全合理开采提供指导意义。     

也论覆盖型岩溶地面塌陷机理

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。     

桂林岩溶水文地质试验场岩溶水文地球化学的研究

作者从岩溶水文地球化学为一开放的三相系统出发,重点对桂林岩溶水文地质试验场大气和土壤空气中的CO2及水的pH值、暂时硬度等进行了现场测试和室内分析;同时将水化学变化规律与土壤CO2的变化联系起来,对岩溶发育机理作了新的探索。此外,作者还通过岩溶水文地球化学异常对试验场岩溶含水介质的特征及其非均质性进行了分析研究。      

澳大利亚岩溶以及几个有关岩溶问题的思考

本文介绍了澳大利亚岩溶。同时根据澳大利亚岩溶的特征和类型,并从全球岩溶出发,作者提出了有关峰林岩溶、塔状岩溶与热带岩溶的关系、全球岩溶主要类型的划分、以及洞穴Speleothem发育与岩溶类型及气候条件的关系等方面的新见解。      

论岩溶环境系统

岩溶地区有一些特殊的环境问题,如旱涝,森林退化、地面塌陷、矿井突水突泥、地下水的污染以及旅游景物的损坏等。对其发生发展规律已作了许多探讨,对它们的治理也作了许多工作,取得了一些经验。 但是,岩溶地区有些环境问题长期治理而未能解决,有的问题解决了而又出现了另一方面的问题,或在邻近地区出现了新问题。产生这种现象的原因,在于对岩溶环境系统缺乏了解,或者缺乏以岩溶环境系统为基础的合理的环境规划、决策和有效的管理。 本文讨论了岩溶环境系统的构成、特征、及其类型划分。在一个处于自然动态平衡状态下的岩溶环境系统中,常常含有多种人类需要的资源。对各种资源的开发将会改变这种自然平衡状态,但应以该岩溶环境系统的特点以及其容量和质量为基础,并以满足人类长期的多方面的需要为目标。      

北京西山地区岩溶发育史及岩溶环境变迁

根据地壳运动所遗留的地貌形态,本区可划分为古生代和新生代二个岩溶发育期。由于本区新构造运动的特点决定了岩溶发育既具有阶段性又具有继承性。据此,新生代岩溶发育期又可划分为三个亚期:早第三纪岩溶发育亚期、晚第三纪岩溶发育亚期、第四纪岩溶发育亚期。本文根据不同时期形成的岩溶形态组合特征、洞穴化学沉积物和碎屑沉积物及具有代表性的洞外沉积物的性状、所含化石、孢粉组合、粘土矿物和重矿物组合及其化学成分和扫描电镜分析、稳定同位素和古地磁测定以及大量的测年资料,综合研究了本区晚第三纪以来的岩溶形成环境及其历史变迁。      

西藏高原喀斯特的性质及“ 残余峰林” 质疑

西藏高原面上碳酸盐岩分布区的各种有关地貌现象, 其中之绝大部分, 是在第四纪冰缘气候条件下由物理风化作用( 机械剥蚀) 形成的。可以鉴别出属于喀斯特形态的只有一小部分洞穴、溶蚀裂隙、泉钙华、洞内一些痕迹状次生碳酸钙沉积、灰岩表面的现代溶痕和流痕,以及一些喀斯特泉等. 西藏地区从不具备峰林喀斯特形成的必要地质条件.以“残余峰林” 的分析所得出的一些重大相关结论, 目前尚没有可靠的科学依据。作者建议更替离原灰岩地貌所使用的一些典型喀斯特术语, 并提出了具体方案. 同时建议命名西藏高原喀斯特为“ 高寒半喀斯特” 或“ 西藏高原式” 喀斯特类型      

锥状喀斯特区溶洞景观特征及其旅游资源评价

锥状喀斯特是湿热带地区重要的喀斯特地貌景观类型和高品位的旅游资源。发育在锥状喀斯特地区的溶洞既是锥状喀斯特地貌景观的重要组成部分,也是发展旅游不可替代的景观资源。本文从这一认识出发,首先揭示了锥状喀斯特及溶洞发育的四大特征: ( 1)溶洞成因类型多样; ( 2)是深、长、大洞的主要发育区;( 3)不同锥状喀斯特发育阶段,洞穴类型组合不同; ( 4)能形成溶蚀、沉积形态丰富、造型奇特、美学价值很高的溶洞景观集群。在此基础上,进行了初步的旅游价值评价,指出在旅游开发中具有三大资源优势: ( 1)洞穴资源具有多功能性(科研、探险、观光旅游、生态旅游、医疗等)。( 2)构成独特的高品位峰林— 溶洞(地面、地下)综合景观类型。( 3)景观资源的高度互补性可提高旅游景观内涵的丰度和旅游经济效益。      

中国的喀斯特天坑

中国有世界上最广大的喀斯特区域,最多样化的喀斯特景观和为数极多的漏斗与洞穴.中国南部在湿热气候条件下发育的峰丛和峰林喀斯特,在全球锥状和塔状(cone and tower)喀斯特类型中,是最具代表性的典型形态.而峰丛喀斯特区则是天坑(tiankeng)的重要分布区域.近十几年来,已有近50个天坑在中国南方的峰丛喀斯特区被发现.主要分布在重庆、广西、四川和贵州境内.目前的研究表明,天坑主要发育在特定的地貌、地质和水文地质环境下,并因此区别于常态的喀斯特漏斗.     

岩溶洞穴的分形弯曲度

本文对岩溶洞穴提出了分形弯曲度的概念,并且以洛塔地区岩溶洞穴为例,计算了各岩溶洞穴的分形弯曲度,对岩溶洞穴的形状研究,具有一定的意义。      

山东岩溶泉

岩溶泉是岩溶地下水的天然露头。山东省岩溶泉可以分为五种成因类型,即侵蚀—断层泉、侵蚀—接触泉、与火成岩体有关的接触泉,侵蚀泉和断层泉、而以前两类为主,已发现有308处岩溶泉,其中36处的日流量超过了10000m~3,它们主要分布于鲁中南丘陵区,特别是断陷盆地内部和泉域边缘,在这些地方岩溶泉以面状或带状成群分布,并提出了保护和合理利用岩溶地下水的若干建议。      

云南蒙自五里冲水库岩溶及其工程处理

五里冲水库个旧组（T2^cg)灰岩，岩溶极其发育，其中尤以洼地深、峰丛高、溶洞多又大，地下河管道单一较长、岩溶总体发育历史悠久为特点，以更新世以来岩溶最为发育，现今地下河管道主要形成于晚更新世至今。因区域地壳持续抬升，岩溶没有成层发育的规律，但自上向下递减现象明显。工程上五里冲水库是以帷幕高压灌浆技术为主辅以其它多种方法处理溶洞及封堵地下河，利用天然盲谷成库的一座无大坝中型水库。帷幕高压灌浆技术先、便捷、可靠。水库蓄水己达设计水位，发挥了效益。一年可向蒙自县供水8161万m^3，可增加灌溉面积10万亩，改善灌溉2.3万亩，向城市及工业供水1210万m^3，使蒙自水利化程度由37%提高到70%以上。