岩溶区地下水位动态变化诱发地表塌陷的机理研究
发布时间：2020-12-08 16:37
近年来,随着岩溶山区隧道工程逐渐增多,大型的岩溶突水灾害导致地下水位迅速下降并进一步诱发地表岩溶地面塌陷的灾害现象时有发生,本文以沪昆高铁贵州段丫口寨隧道穿越区典型岩溶地面塌陷为研究对象,经过现场调查,采用物理模型试验和数值模拟相结合的研究手段,针对地下水位动态变化诱发岩溶地面塌陷的机理进行了研究。主要得出以下成果:（1）通过对研究区地质调查资料的分析,研究区地质结构以黏土覆盖层-可溶岩二元地质结构为主。进一步对研究区岩溶地面塌陷的物质特征、岩溶发育特征、地下水活动特征进行分析,得出其岩溶地面塌陷以潜蚀致塌为主,并伴随有真空吸蚀和工程振动致塌等多致塌因素的复合型岩溶地面塌陷模式。（2）以研究区地质结构、水动力条件、岩溶发育情况为依据,设计了模拟岩溶地面塌陷的试验装置,在此基础上对隧道突水次生岩溶地面塌陷过程进行了物理模型试验模拟,对土洞的形成与拓展,形状与影响范围随水位下降的变化规律进行研究。土洞的拓展模式为拱脚侧向潜蚀——洞身洞底间产生空隙——洞身脱空——洞壁失稳塌落——土洞拓展——拱脚侧向潜蚀的循环潜蚀效应。（3）结合物理模型试验结果,借助FLAC3D有限差分软件对地下水位动态变化...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１中国岩溶地面塌陷分布图（据雷明堂等ｔ４］）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｋａｒｓｔ?ｃｏｌｌａｐｓｅ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?（Ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｌｅｉ?ｅｔ?ａｌ［４］）??
图１－３论文技术路线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??１１??
最小埋深约２２ｍ，线路走向近北东－南西向。临近隧道进口、出口有四通八达的乡??村道路，洞身在绵延的山脉中穿越，交通状况一般。隧道线路穿越地区的整体纵断??面图如图２－１所示。??中心识程Ｄ２Ｋ８４７＋７２６．５??全?Ｋ?４４９７ｍ??图２－１?丫口寨隧道纵断面图ｌ１３］??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｙａ?Ｋｏｕｚｈａｉ?Ｔｕｎｅｌｔ１３］??２．１岩溶地面塌陷形成的基本特征研究??隧道穿越区属侵蚀构造中低山地貌，地面标高１１２５ｍ？１５３０ｍ，相对高差约??４０５ｍ。地形地貌较简单，地形起伏较大，缓坡地带多为旱地及荒坡，隧道进口地??形较陡，隧道出口地势较为平缓，植被茂盛；隧道洞身穿越区域以碳酸盐岩广泛分??布为主要特征，具构造剥蚀？溶蚀槽谷地貌特点，Ｄ１Ｋ８４５＋８４５？Ｄ１Ｋ８４６＋２５５段浅??埋，并穿越一条河流。槽谷的发育多与大型节理等构造走向线一致，呈线状分布，??谷底有呈串珠状分布的溶蚀洼地、落水洞等岩溶地貌景观；坡麓自然斜坡陡峻，自??然坡度１５°？３０°。此外，区内的其余地段溶蚀洼地、漏斗、落水洞等岩溶地貌亦比??较常见。??２．１．１研究区岩溶地面塌陷形成的地质特征??＇?研究区覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层（Ｑ４ｄｌ＋ｐｌ）松软土、黏土
【参考文献】：
期刊论文
[1]地下水位变化对透-阻型岩溶塌陷影响的分析[J]. 陶小虎,赵坚,Xiaoming Wang,Ming Ye,Roger Benito Pacheco Castro. 中国岩溶. 2017(06)
[2]中国北方与南方岩溶塌陷对比研究[J]. 贺可强,王滨,郭璐,杜汝霖. 河北地质大学学报. 2017(01)
[3]隧道岩溶地质的处理与施工技术的研究进展[J]. 郭志华. 工程建设与设计. 2017(07)
[4]沙漏型岩溶地面塌陷物理模型[J]. 罗小杰,罗程. 中国岩溶. 2017(01)
[5]FLAC3D流固耦合渗流模型探讨[J]. 邓思远,杨其新,蒋雅君,陈浩. 隧道建设. 2016(02)
[6]水位变动及降雨入渗联合作用对岩溶地面塌陷的影响分析[J]. 周建,张映钱,方亿刚,刘宇. 水利与建筑工程学报. 2016(01)
[7]覆盖型岩溶地面塌陷综合地质预测与危险性评估[J]. 罗小杰,罗程. 中国岩溶. 2016(01)
[8]山东省泰莱盆地岩溶地面塌陷影响因素分析[J]. 王延岭. 中国岩溶. 2016(01)
[9]岩溶塌陷水动力-力学耦合过程数值模拟——以武汉市青菱乡为例[J]. 陈冬琴,唐仲华. 中国农村水利水电. 2016(02)
[10]也论覆盖型岩溶地面塌陷机理[J]. 罗小杰. 工程地质学报. 2015(05)
博士论文
[1]隧道充填型致灾构造灾变演化及突涌水数值模拟研究[D]. 孙超群.山东大学 2016
[2]武汉市覆盖层-岩溶地面塌陷形成机理与危险性评价[D]. 徐贵来.中国地质大学 2016
[3]铁路隧道岩溶突水灾害风险识别与预警方法研究[D]. 王成亮.北京交通大学 2015
[4]高速铁路厚覆盖型岩溶路基地质工程问题系统研究[D]. 唐万春.成都理工大学 2011
硕士论文
[1]矿井疏干区岩溶塌陷的水击气爆作用研究[D]. 曹细冲.中国地质大学(北京) 2017
[2]覆盖型岩溶塌陷模型试验与数值模拟研究[D]. 张鑫.合肥工业大学 2017
[3]弱透水盖层岩溶塌陷的水—气压力致塌机理物理模型研究[D]. 丁庆忠.成都理工大学 2016
[4]岩溶隧道涌突水灾害风险评价研究[D]. 陈骏骏.吉林大学 2016
[5]沪昆高铁大独山隧道岩溶化岩体力学性质及应用研究[D]. 陈云.北京交通大学 2015
[6]富水岩溶隧道施工技术研究[D]. 邢绍川.北京交通大学 2014
[7]某铁路岩溶段塌陷机理与工程措施研究[D]. 肖先俊.西南交通大学 2014
[8]考虑流固耦合的富水软岩隧道力学特性及合理注浆参数研究[D]. 路平.中南大学 2012
[9]覆盖型岩溶塌陷临界参数模型试验与数值模拟研究[D]. 孙金辉.西南交通大学 2011
[10]岩溶隧道与溶洞的安全距离研究[D]. 曹茜.北京交通大学 2010
本文编号：2905356
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１中国岩溶地面塌陷分布图（据雷明堂等ｔ４］）??Ｆｉｇｕｒｅ?１－１?Ｔｈｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｋａｒｓｔ?ｃｏｌｌａｐｓｅ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ?（Ｂａｓｅｄ?ｏｎ?Ｌｅｉ?ｅｔ?ａｌ［４］）??
图１－３论文技术路线??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎ??１１??
最小埋深约２２ｍ，线路走向近北东－南西向。临近隧道进口、出口有四通八达的乡??村道路，洞身在绵延的山脉中穿越，交通状况一般。隧道线路穿越地区的整体纵断??面图如图２－１所示。??中心识程Ｄ２Ｋ８４７＋７２６．５??全?Ｋ?４４９７ｍ??图２－１?丫口寨隧道纵断面图ｌ１３］??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｆｉｌｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?Ｙａ?Ｋｏｕｚｈａｉ?Ｔｕｎｅｌｔ１３］??２．１岩溶地面塌陷形成的基本特征研究??隧道穿越区属侵蚀构造中低山地貌，地面标高１１２５ｍ？１５３０ｍ，相对高差约??４０５ｍ。地形地貌较简单，地形起伏较大，缓坡地带多为旱地及荒坡，隧道进口地??形较陡，隧道出口地势较为平缓，植被茂盛；隧道洞身穿越区域以碳酸盐岩广泛分??布为主要特征，具构造剥蚀？溶蚀槽谷地貌特点，Ｄ１Ｋ８４５＋８４５？Ｄ１Ｋ８４６＋２５５段浅??埋，并穿越一条河流。槽谷的发育多与大型节理等构造走向线一致，呈线状分布，??谷底有呈串珠状分布的溶蚀洼地、落水洞等岩溶地貌景观；坡麓自然斜坡陡峻，自??然坡度１５°？３０°。此外，区内的其余地段溶蚀洼地、漏斗、落水洞等岩溶地貌亦比??较常见。??２．１．１研究区岩溶地面塌陷形成的地质特征??＇?研究区覆盖层主要为第四系全新统坡洪积层（Ｑ４ｄｌ＋ｐｌ）松软土、黏土
【参考文献】：
期刊论文
[1]地下水位变化对透-阻型岩溶塌陷影响的分析[J]. 陶小虎,赵坚,Xiaoming Wang,Ming Ye,Roger Benito Pacheco Castro. 中国岩溶. 2017(06)
[2]中国北方与南方岩溶塌陷对比研究[J]. 贺可强,王滨,郭璐,杜汝霖. 河北地质大学学报. 2017(01)
[3]隧道岩溶地质的处理与施工技术的研究进展[J]. 郭志华. 工程建设与设计. 2017(07)
[4]沙漏型岩溶地面塌陷物理模型[J]. 罗小杰,罗程. 中国岩溶. 2017(01)
[5]FLAC3D流固耦合渗流模型探讨[J]. 邓思远,杨其新,蒋雅君,陈浩. 隧道建设. 2016(02)
[6]水位变动及降雨入渗联合作用对岩溶地面塌陷的影响分析[J]. 周建,张映钱,方亿刚,刘宇. 水利与建筑工程学报. 2016(01)
[7]覆盖型岩溶地面塌陷综合地质预测与危险性评估[J]. 罗小杰,罗程. 中国岩溶. 2016(01)
[8]山东省泰莱盆地岩溶地面塌陷影响因素分析[J]. 王延岭. 中国岩溶. 2016(01)
[9]岩溶塌陷水动力-力学耦合过程数值模拟——以武汉市青菱乡为例[J]. 陈冬琴,唐仲华. 中国农村水利水电. 2016(02)
[10]也论覆盖型岩溶地面塌陷机理[J]. 罗小杰. 工程地质学报. 2015(05)
博士论文
[1]隧道充填型致灾构造灾变演化及突涌水数值模拟研究[D]. 孙超群.山东大学 2016
[2]武汉市覆盖层-岩溶地面塌陷形成机理与危险性评价[D]. 徐贵来.中国地质大学 2016
[3]铁路隧道岩溶突水灾害风险识别与预警方法研究[D]. 王成亮.北京交通大学 2015
[4]高速铁路厚覆盖型岩溶路基地质工程问题系统研究[D]. 唐万春.成都理工大学 2011
硕士论文
[1]矿井疏干区岩溶塌陷的水击气爆作用研究[D]. 曹细冲.中国地质大学(北京) 2017
[2]覆盖型岩溶塌陷模型试验与数值模拟研究[D]. 张鑫.合肥工业大学 2017
[3]弱透水盖层岩溶塌陷的水—气压力致塌机理物理模型研究[D]. 丁庆忠.成都理工大学 2016
[4]岩溶隧道涌突水灾害风险评价研究[D]. 陈骏骏.吉林大学 2016
[5]沪昆高铁大独山隧道岩溶化岩体力学性质及应用研究[D]. 陈云.北京交通大学 2015
[6]富水岩溶隧道施工技术研究[D]. 邢绍川.北京交通大学 2014
[7]某铁路岩溶段塌陷机理与工程措施研究[D]. 肖先俊.西南交通大学 2014
[8]考虑流固耦合的富水软岩隧道力学特性及合理注浆参数研究[D]. 路平.中南大学 2012
[9]覆盖型岩溶塌陷临界参数模型试验与数值模拟研究[D]. 孙金辉.西南交通大学 2011
[10]岩溶隧道与溶洞的安全距离研究[D]. 曹茜.北京交通大学 2010
本文编号：2905356
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