广州夏茅村岩溶地面塌陷成因机理与塌陷过程分析

发布时间：2021-06-29 03:52

　　研究区内已发岩溶地面塌陷灾害严重,地质环境条件极其复杂,第四系覆盖土层厚度大,底部粉质黏土层土洞发育、隐伏基岩为壶天群灰岩,溶洞及断层破碎带发育,单个溶洞、土洞规模较大,溶洞与溶洞、土洞与溶洞之间连通性能较好。岩溶地面塌陷是以覆盖层粉质黏土层或砂类土层的扰动和土洞的形成为起点的,根据勘查区上覆盖层二元结构的特征,区内地面塌陷及土洞的发育过程可分为"下黏上砂"二元结构塌陷模式和"下黏上砂、软土"多元结构塌陷模式,塌陷区的岩溶塌陷致塌机制主要为机械贯穿作用,塌陷发育大约经历了四个阶段,建议今后不宜在勘查区及其周边一定范围进行地下工程建设活动及抽、排岩溶地下水行为,避免地下水动力条件发生改变,再次发生岩溶地面塌陷。 

【文章来源】：中国地质灾害与防治学报. 2020,31(05)CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

夏茅村岩溶地面塌陷坑及地面变形裂缝位置分布图

覆盖层二元结构(图2)下部为黏性土,上部砂性土,两层都厚度较大,土洞往往形成于下部的厚黏性土层中,由于黏性土层黏粒含量较多,具有一定的内聚力,自立成拱能力较强,土洞形成时间漫长,因该黏性土层非均一介质,在较大水力坡降条件下能造成渗透变形,长期的地下水位波动造成黏性土层细颗粒的逐渐流失,从而在土层中形成漏斗状拱形土洞,随着土洞规模的不断扩大,土洞最后发展到与砂层接触面附近,随着砂层的扰动破坏会直接传递到砂层顶部,在自重和各种触发因素作用下发生地面塌陷。该类塌陷发育主要特征是土洞发育时间长,规模大,破坏时间短,突发性强。一般情况下不易发生塌陷,一旦发生,破坏性特别强,时间短,破坏的临界土洞洞顶处于黏性土与砂性土层的接触带。

覆盖层为多元结构(图3):下部为黏性土,上部砂性土、软土,其中黏性土、砂性土层厚度较大、软土厚度不大。该类结构塌陷模式与“下黏上砂”二元结构模式类似,土洞往往形成于下部的厚黏性土层中,由于黏性土层黏粒含量较多,具有一定的内聚力,自立成拱能力较强,土洞形成时间漫长,因该黏性土层非均一介质,在较大水力坡降条件下能造成渗透变形,长期的地下水位波动造成黏性土层细颗粒的逐渐流失,从而在土层中形成漏斗状拱形土洞,随着土洞规模的不断扩大,土洞最后发展到与砂层接触面附近,随着砂层的扰动破坏逐步地传递到砂层与软土层接触面,由于软土的抗剪强度低,难以抵抗上部荷载的的作用,在附加荷载和各种触发因素作用下发生沉降或直接塌陷。该类塌陷发育主要特征是土洞发育时间长,规模大,破坏时间短,突发性强。一般情况下不易发生塌陷,一旦发生,破坏性特别强,时间短,破坏的临界土洞洞顶处于黏性土与砂性土层的接触带。该类结构塌陷主要分布于壶天群的灰岩分布地段,是勘查区主要塌陷结构类型。


本文编号：3255672