凤冈新建乡岩溶塌陷机理研究

发布时间：2017-09-14 18:14

  本文关键词：凤冈新建乡岩溶塌陷机理研究

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【摘要】：随着贵州社会经济的发展,岩溶塌陷时有发生,对国民经济建设有着重大的影响,成为贵州省主要地质灾害之一,开展岩溶塌陷机理及防治技术研究是一项十分迫切的任务。论文以凤冈县新建乡岩溶塌陷为例,通过塌陷区水—工—环地质勘查资料的收集,重点分析了岩溶发育的时空分布特征、红粘土特性及岩溶水动力条件,并对产生岩溶塌陷的机理进行了分析,取得了以下认识:(1)研究区属于覆盖型岩溶区,一是研究区分布寒武系娄山关群地层,形成时代较老,经历了多期构造活动,岩溶发育方向受30°~70°、310°~320°两个方向的断裂构造控制,地表洼地(落水洞)呈串珠状分布,地下溶洞(隙)分布高程775~805m,钻孔见洞率50%;二是基岩上覆红粘土厚度变化大(2~10m),呈可~软塑状态,强度低;三是研究区处于岩溶水动力反均衡剖面的上游段,地下水埋藏浅,水位变化4~10m,对岩土体潜蚀作用强烈;四是粗晶结构白云岩在溶蚀过程中产生岩溶砂化,加剧洞隙形成和垮塌;独特的岩溶地质环境背景,造成了该地区岩溶塌陷地质灾害发育。(2)研究区致塌模式为:(1)失托致塌(地下水位反复升降—潜蚀作用—土体流失);(2)重复塌陷(塌坑回填处理不到位)。(3)运用γ0h+Pt+?P=(k0γ0h2tgφ+2ch)/r力学模型,对研究区9个塌陷点进行计算分析,结果表明致塌力为3.5~5.5m地下水所产生的浮力,故当地下水迅速下降后,土体失去地下水浮力,失托致塌,引发岩溶塌陷。(4)运用FLAC-3D中摩尔—库伦本构模型模拟研究区塌陷引发时土体在潜蚀过程中应力及位移的变化,模拟结果与实际情况进行对比,可信度较高。(5)通过力学评价法及三维数值模拟法对研究区内岩溶塌陷的形成机理进行的计算及模拟分析,为岩溶塌陷的防治及预测预警提供参考。
【关键词】：贵州凤冈 岩溶塌陷 潜蚀机制 三维可视模型 预测评价
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P642.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第1章 前言8-14
• 1.1 选题依据及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.3 研究内容及主要工作量12-13
• 1.3.1 研究内容12
• 1.3.2 主要工作量12-13
• 1.4 技术路线13-14
• 第2章 研究区地质环境概况14-25
• 2.1 气象水文14
• 2.1.1 气象14
• 2.1.2 水文14
• 2.2 地形地貌14-15
• 2.3 地层岩性15-16
• 2.4 地质构造特征16-19
• 2.5 水文地质条件19-23
• 2.5.1 地下水类型19-20
• 2.5.2 地下水补、径、排特征20-21
• 2.5.3 地下水动力特性21-23
• 2.6 人类工程活动23-25
• 第3章 研究区岩溶塌陷的基本特征25-37
• 3.1 研究区岩溶发育特征25-30
• 3.1.1 岩溶类型及发育强度25-26
• 3.1.2 地下岩溶洞隙的形态、规模特征26-27
• 3.1.3 地下岩溶管道的分布连线及发育深度特征27
• 3.1.4 研究区岩溶发育特征27-30
• 3.2 岩溶塌陷发育地质条件30-32
• 3.2.1 土层30
• 3.2.2 基岩30-31
• 3.2.3 地下水31-32
• 3.3 岩溶塌陷的基本特征32-36
• 3.3.1 岩溶塌陷的类型32
• 3.3.2 岩溶塌陷的时间分布32-33
• 3.3.3 岩溶塌陷的空间分布33
• 3.3.4 岩溶塌陷的个体几何特征33-34
• 3.3.5 岩溶塌陷与水的关系34-36
• 3.4 岩溶塌陷发育地质模式36-37
• 第4章 研究区岩溶塌陷成因机理37-43
• 4.1 研究区岩溶塌陷形成动力因素37-38
• 4.2 岩溶塌陷机理分析38-40
• 4.3 岩溶塌陷的力场耦合模式40-43
• 第5章 岩溶塌陷的预测评价43-51
• 5.1 力学解析法预测评价43
• 5.2 三维模型建立及分析评价43-50
• 5.2.1 三维可视模型的建立44-46
• 5.2.2 三维数值模拟计算46-50
• 5.3 研究区岩溶塌陷预测50-51
• 第6章 岩溶塌陷防治对策研究51-58
• 6.1 岩溶塌陷防治思路51-52
• 6.2 岩溶塌陷的预防和监测预报研究52-54
• 6.2.1 岩溶塌陷预防52
• 6.2.2 岩溶塌陷监测预报52-54
• 6.3 岩溶塌陷的治理措施研究54-58
• 6.3.1 控水措施54
• 6.3.2 地下加固措施54-55
• 6.3.3 填堵已发塌陷55
• 6.3.4 修复工程及土地复垦工程55-58
• 第7章 结论58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 附录64-71
• 附录Ⅰ64-65
• 附录Ⅱ65-67
• 附录Ⅲ67-68
• 附录Ⅳ68-71
• 图版71-75

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本文编号：851543