基于界面力學(xué)及色階比較法的巖溶地面塌陷機(jī)理研究——以道觀村、桂興村塌陷為例.pdf

1、形成巖溶地面塌陷的兩大因素分別為自然因素和人類活動(dòng),它是由于下部的溶洞或上覆土層中的土洞或松散土體,在自然與人為因素影響下,頂板失穩(wěn)產(chǎn)生塌落或沉陷或松散土體沿溶溝、溶槽溜滑而導(dǎo)致局部地面標(biāo)高突然降低的一種環(huán)境地質(zhì)現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)會(huì)成為地質(zhì)災(zāi)害,對社會(huì)造成較大的損失。巖溶區(qū)地面塌陷具有生成緩慢、成因機(jī)制復(fù)雜、發(fā)生時(shí)間突然、發(fā)生空間隱蔽和防治難度大等特點(diǎn),前人已經(jīng)做了大量的研究,但將界面力學(xué)與數(shù)字圖像的色階比較法應(yīng)用到巖溶地面塌陷中,尚未見報(bào)道

2、。
　　本人根據(jù)桂林市臨桂縣廟嶺鎮(zhèn)道觀村桃花江大橋施工誘發(fā)附近河岸村莊出現(xiàn)塌陷群、桂林市興安縣桂興村桂林普天電信設(shè)備廠職工安居小區(qū)地基基礎(chǔ)施工時(shí),引發(fā)土洞塌陷的巖溶塌陷的資料,分析引起巖溶地面塌陷的各種原因。提出在巖溶塌陷地面調(diào)查評價(jià)中,利用多種地球物理勘探、工程地質(zhì)鉆探結(jié)合地下水監(jiān)測相互配合、驗(yàn)證,對提高工作的效率和精確度具有一定的優(yōu)越性。
　　根據(jù)桂興村巖溶塌陷區(qū)實(shí)例,指出巖溶塌陷區(qū)不合理的地基處理,會(huì)對地下水文環(huán)境具有

3、一定的破壞作用,可能再次引發(fā)巖溶塌陷。同時(shí)詳細(xì)介紹各種巖溶地面塌陷的調(diào)查、評價(jià)、預(yù)測方法。
　　巖溶區(qū)紅黏土各種塑性狀的土層之間、可溶巖與上覆土體之間、土洞與土體之間、巖體結(jié)構(gòu)面節(jié)理裂隙之間都存在界面問題,因此,可以利用界面力學(xué)的理論,對巖溶地面塌陷機(jī)理進(jìn)行探討。地下水位的變化,土體溶質(zhì)遷移,土中顆粒被帶走,會(huì)造成土體結(jié)構(gòu)組成的變化,反映到土體宏觀顏色色階的改變,因此,可以用色階比較法進(jìn)行分析。
　　本人基于界面力學(xué)理論用有

4、限元軟件對含土洞硬可軟塑紅黏土土層結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)值模擬,發(fā)現(xiàn)由于界面的存在,使得在力作用下土洞頂部、各土層交界面、土洞周圍的產(chǎn)生的變形較大,而位于軟塑紅粘土中的土洞部位的變形又大于位于可塑紅粘土部位的土洞變形,在上部的硬塑紅黏土層中出現(xiàn)拉壓變形,在下部的軟塑紅黏土中出現(xiàn)擠出變形。各巖土層的應(yīng)力在界面與土洞周圍存在應(yīng)力集中、應(yīng)力不連續(xù)現(xiàn)象,多元土層結(jié)構(gòu)的破壞是從下層軟土與巖石交界面開始的,這些特點(diǎn)與道觀村、桂興村巖溶塌陷的實(shí)際相符。本文為巖溶