文档介绍：吉林大学精品课>>专门水文地质学>>教材>>专门水文地质学
§
一、岩溶塌陷的概念及产生原因
岩溶地面塌陷是指覆盖在溶蚀洞穴之上的松散土体,在外动力或人为因素作用下产生的突发性地面变形破坏,其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型,多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外,往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关,而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区,其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度
可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础,而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。大量塌陷事件表明,塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区,部分发育在埋藏型岩溶分布区。
溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约,一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度,是决定岩溶地面塌陷的直接因素,可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整,形成局部的不稳定;另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。一般情况下,岩溶越发育,溶穴的开启性越好,洞穴的规模越大,则岩溶地面塌陷也越严重。
2. 覆盖层厚度、结构和性质
松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分,由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。据南方十省区统计,%。
3. 地下水运动
地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素,地下水径流集中和强烈的地带,最易产生塌陷,这些地带有:
(1)岩溶地下水的主径流带;
(2)岩溶地下水的(集中)排泄带;
(3)地下水位埋藏浅、变幅大的地带(地段);
(4)地下水位在基岩面上下频繁波动的地段;
(5)双层(上为孔隙、下为岩溶)含水介质分布的地段,或地下水位急剧变化的地段;
(6)地下水与地表水转移密切的地段。
地下水位急剧变化带是塌陷产生的敏感区,水动力条件的改变是产生塌陷的主要触发因素。
水动力条件发生急剧变化的原因主要有降雨、水库蓄水、井下充水、灌溉渗漏、严重干旱、矿井排水、强烈抽水等。
此外,地震、附加荷载、人为排放的酸碱废液对可溶岩的强烈溶蚀等均可诱发岩溶地面塌陷。
二、岩溶塌陷勘查及预报
(一)勘查工作内容的一般要求
(1) 查明岩溶塌陷的发育现状、历史过程及其危害性。
(2) 确定岩溶塌陷的成因、类型、形成条件和地质模式,研究其分布规律。
(3) 确定岩溶塌陷发育的动力因素,研究其动态特征及其与塌陷的相关关系。
(4) 确定岩镕塌陷的机制及其临界条件。
(5) 研究岩溶塌陷综合评价预测和信息管理系统,评价其稳定性。
(6) 确定岩溶榻陷的前兆现象与监测预报方法,研究预警措施。
(7) 研究岩溶塌陷的防治工程方案和措施。
(二)勘查区岩溶环境调查研究
目的是了解勘查区所处的岩溶工程地质环境的特征及其组成要素的分布规律,以保