巖溶塌陷發(fā)育的規(guī)律

Word版本，下載可自由編輯巖溶塌陷發(fā)育的規(guī)律巖溶塌陷發(fā)育的邏輯詳細(xì)內(nèi)容是什么，下面我為大家解答。

一、巖溶塌陷的分布邏輯

巖溶塌陷主要分布于具備塌陷形成條件且有多種不利要素綜合作用的結(jié)果，對自然或人為誘塌因素的作用較為敏感的地段。歸納國內(nèi)的實(shí)踐閱歷，這些地段有：

巖溶劇烈發(fā)育的純可溶巖分布地帶，或沿其與非可溶巖的接觸地帶。這些地帶中隱伏巖溶形態(tài)較發(fā)育，且其中多有較土分布；

沿可溶巖中的斷裂帶或主要裂隙交匯破裂帶，巖層強(qiáng)烈轉(zhuǎn)折、破裂的地帶；

松散蓋層較薄縣以砂土為主，其底部粘性土層缺失或甚薄的“天窗”地段；

巖溶地下水的主逕流或或巖溶管道上；

具有潛水和巖溶水僅層含水層分布地帶；

巖溶地下水的排泄區(qū)；

巖溶地下水位在基巖面上下頻繁波動的地帶，或受排水影響劇烈的降臨漏斗中心及近側(cè)地段；

接近河、湖、塘地表水體的近岸地帶；

巖溶地下水位埋藏較淺的低凹地帶。

二、巖溶塌陷的散布邏輯

在自然條件下，因?yàn)檎T塌因素的作用強(qiáng)度除地震外普通較弱，塌陷往往是零星單個(gè)產(chǎn)生。對于人為塌陷因?yàn)檎T塌因素作用普通較強(qiáng)，塌陷往往成群浮現(xiàn)。這些塌陷群在空間是有一定的散布邏輯，其散布特征主要受控于可溶巖的分布、巖溶發(fā)育的均一程度和塌陷的發(fā)育程度。其散布特征可分為三類：

島狀散布：在塌陷群中數(shù)量最多，其緣由普通與可溶巖呈島狀分布有關(guān)，如水口山礦區(qū)，塌陷主要集中浮現(xiàn)于曾家橋、茶子園、僑頭、香花坪等地段。也多與巖溶發(fā)育的不均一性有關(guān)，如煤炭壩煤礦，塌陷主要集中發(fā)育于巖溶較劇烈的上澤泉、大成橋泉等地段而呈島狀分布。此外，還與誘發(fā)源的分布有關(guān)，如水城水鋼供水源地，塌陷主要集中在14個(gè)抽水井周圍，形成島狀塌陷。

帶狀散布：其緣由主要與可溶巖或巖溶劇烈發(fā)育帶呈條帶狀分布有關(guān)，其中以斷裂破裂帶、地下河通道帶的控制作用最為顯然。

面狀散布：主要見于巖溶發(fā)育較均一、巖溶地下水呈簇?fù)砭W(wǎng)絡(luò)狀分布的地段，常見于巖溶谷地的河、湖近岸地帶、巖溶地下水的排泄地帶。

三、巖溶塌陷發(fā)育的時(shí)空動態(tài)邏輯

單個(gè)巖溶塌陷的發(fā)育過程及其動態(tài)特征

對于絕大多數(shù)常見的土層塌陷來說，都具有由巖溶洞隙→土洞→塌陷的發(fā)育過程，土洞是塌陷的孕育階段，也是潛在的塌陷，土層塌陷的動態(tài)邏輯受著土洞發(fā)育過程的控制，后者又因土層巖性結(jié)構(gòu)和厚度、巖溶地下水的狀態(tài)及引起塌陷的作用因素不同而異。

按照我國的實(shí)際狀況，按土洞發(fā)育的時(shí)期可區(qū)別為老土洞和新土洞兩類：老土洞是在已往地質(zhì)歷史時(shí)期中在自然因素的作用下形成的；新土洞形成于現(xiàn)代，絕大多數(shù)是在人為因素作用下形成。

對于老土洞，按照其活動性概可分為兩類。一類是已停止活動的“死”土洞，其特征主要是土洞充填較密實(shí)，無空洞存在，無地下水流劇烈活動的跡象。這類土洞是因?yàn)榄h(huán)境條件的轉(zhuǎn)變而形成，如本來巖溶地下水運(yùn)移通道的充填阻塞，巖溶地下水位區(qū)域性下降并保持在基巖頂板以下，后者往往與地殼的升降活動有關(guān)。除非有劇烈作用的人為因素如大規(guī)模的抽排水或突水水作用的迭加而可能重新活動外，普通不會復(fù)活，在工程活動中可當(dāng)作一類具特別性質(zhì)的工程巖土體來對待，可不實(shí)行防塌措施。另一類是具有微弱的或間歇性活動性的老土洞，其形成時(shí)的條件和因素沒有基本的變化，僅作用因素的強(qiáng)度有所削弱，其發(fā)育和擴(kuò)展速度較緩慢，要達(dá)到塌陷產(chǎn)生的時(shí)光較為漫長，但在有人為因素的迭加作用下，其活動性及其發(fā)育和擴(kuò)展的速度隨人為因素作用的強(qiáng)度而有不同程度的增強(qiáng)。使老土洞產(chǎn)生塌陷，其經(jīng)受的時(shí)光普通為數(shù)月甚至數(shù)年。我國南方是有這中緩塌型動態(tài)的塌陷為數(shù)甚多。緩塌型老土洞的特征是土洞充填物較疏柔軟弱，普通呈軟型狀，具有地下流淌的痕跡，但其上部空洞少見。

新土洞主要是在人為因素作用下形成，其進(jìn)展速度普通較老土洞要快得多，其經(jīng)受的時(shí)光短至數(shù)小時(shí)，長的數(shù)日至數(shù)月，可稱之為速塌型。新土洞的特征是土洞充填物較新，結(jié)構(gòu)很疏松，含水量高，普通處于流淌狀態(tài)，其上部往往有空洞存在。

巖溶塌陷群發(fā)育的時(shí)空動態(tài)

人為塌陷多成群產(chǎn)生，形成塌陷群，其時(shí)空動態(tài)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.塌陷的持續(xù)性：巖溶塌陷在其誘發(fā)因素消逝之前將持續(xù)進(jìn)展，直到達(dá)到新的穩(wěn)定平衡為止。如銅錄山，水口山等礦區(qū)從1964年以來塌陷持續(xù)進(jìn)展達(dá)20年之外，至今仍在繼續(xù)。其他礦區(qū)也有類似的狀況，這種現(xiàn)象主要與礦坑排水降深不斷加深有關(guān)。對于抽水塌陷來說，假如降深較穩(wěn)定，其持續(xù)時(shí)光將要短得多，但有些也可延伸至10年以上。

2.塌陷的階段性：單個(gè)塌陷的發(fā)育過程可分為孕育階段，塌陷階段，調(diào)節(jié)階段。對于在一定誘發(fā)源作用下囫圇地區(qū)的塌陷進(jìn)展過程可分為以下幾個(gè)階段。這幾個(gè)階段組成一個(gè)塌陷輪回。

3.塌陷的周期性：在誘發(fā)源穩(wěn)定不變的狀況下，受氣象水文因素的影響。塌陷作用隨其周期性變化而作強(qiáng)弱波動，如一年中的雨季春耕泡田時(shí)節(jié)，塌陷作用劇烈，塌陷數(shù)量多而集中，其它時(shí)節(jié)塌陷作用削弱，數(shù)量削減。在一個(gè)輪回中這種波動隨著塌陷進(jìn)展逐漸向外圍擴(kuò)展，其幅度逐漸削弱以至消逝。在誘發(fā)源發(fā)生變化。塌陷作用將再次復(fù)活并向外圍擴(kuò)展，開頭一個(gè)新的輪回，再次浮現(xiàn)新的周期性波動，但其波動幅度較前一輪回削弱，呈螺旋式進(jìn)展。

4.塌陷的重復(fù)性：對于一個(gè)特定的塌陷區(qū)來說，因?yàn)檎T發(fā)源不斷變化，可經(jīng)受多次輪回的重復(fù)塌陷，表現(xiàn)為產(chǎn)生新的塌陷或者是原先塌陷的復(fù)活。

四、巖溶塌陷的伴生與共生現(xiàn)象

巖溶塌陷的伴生現(xiàn)象。主要有地面下沉、地面開裂和塌陷地震，它們隨塌陷而產(chǎn)生，有時(shí)成為塌陷的前兆現(xiàn)象。

1.地面下沉：在巖溶洞隙上復(fù)蓋層與厚度較大但性質(zhì)柔軟的土層組成時(shí)，土洞的擴(kuò)展將引起地面的局部下沉，其進(jìn)展的結(jié)果終于將形成緩發(fā)性塌陷。位于建造物下方的土洞，在其擴(kuò)展過程中將引起建造物的不勻稱沉降，地面亦將浮現(xiàn)局部下沉。

2.地面開裂：在土洞擴(kuò)展到一定程度而尚未塌陷前，往往首先在地面浮現(xiàn)裂縫，這些裂縫大都是弧形斷續(xù)展布，具拉張?zhí)卣?，有時(shí)有多條裂縫是平行交叉分布。裂縫進(jìn)一步進(jìn)展形成環(huán)狀裂縫，且寬度加大，有時(shí)內(nèi)側(cè)下錯(cuò)形成小的錯(cuò)臺，但普通不具有水平的相對位移。這些環(huán)狀裂縫往往是塌陷坑口位置的表征。此外，在塌陷坑外側(cè)周邊還可浮現(xiàn)弧形的牽引裂縫。在塌陷坑形成后引起坑壁的坍塌。

3.塌陷地震：大規(guī)模的塌陷可引起地震效應(yīng)，因?yàn)槠洚a(chǎn)生地震的能量有限，震源深度很淺，因此強(qiáng)度低，震級小，但烈度偏高。如水口山礦區(qū)，在排水初期塌陷大量產(chǎn)生，同時(shí)浮現(xiàn)烈度5度地震，影響范圍直徑5公里。烏江渡六廠1945一1946在灰?guī)r中產(chǎn)生3級地震。烈度在5—6°，貴州開陽縣城東南，1957一1958年在灰?guī)r，白云巖中浮現(xiàn)塌陷地震，震級3級。湖北恩施沐撫區(qū)大山頂一帶1975年1月27日，當(dāng)?shù)厝罕娐牭降叵掠袗灷茁?，地面見有裂縫，寬1—2厘米，長數(shù)十至數(shù)百米，裂縫附近常見有漏斗或新近塌陷的坑洞，多屬基巖塌陷，塌陷地震震級0.5—0.7級，影響范圍南北長15—20公里，東西寬2一10公里。

巖溶塌陷的共生現(xiàn)象

巖溶地區(qū)在自然和人為因素作用下除產(chǎn)生塌陷外，還可因?yàn)樽陨硭哂行l件浮現(xiàn)與之共生的地面變形現(xiàn)象，如沉陷和地裂。它們與塌陷沒有必定的成因聯(lián)系，而是與塌陷不同的另一類變形現(xiàn)象，熟悉它對于區(qū)分塌陷現(xiàn)象有著重要的意義。

1.地裂：巖溶地區(qū)可浮現(xiàn)不同類型的地裂，除新構(gòu)造運(yùn)動形成的地裂可偶見外，較常見的是巖溶地區(qū)的紅粘土中因具有脹縮性而產(chǎn)生的地裂，并常使建造物開裂損壞。另一類地裂是因?yàn)榈孛娉两刀鸬?，陪同地面沉降而浮現(xiàn)和分布。沉降愈劇烈，地裂也愈密集，其延長長度由數(shù)十米至百余米不等。如江西樂平花亭錳礦在放水實(shí)驗(yàn)時(shí)陪同降浮現(xiàn)地裂150多條，最大長度160米，可見最深2米。

2.地面沉降：

巖溶地區(qū)可浮現(xiàn)不同類型的地面沉降，常見的一種類型是“脫水壓密沉降”，如昆明翠湖公園因附近園通山人防工程排水，聲溶地下水位有較大下降，該處上復(fù)的疏松飽水土層中除有39個(gè)塌陷產(chǎn)生外，公園內(nèi)還普遍見到橋墩下沉、房屋開裂、湖堤外側(cè)開裂等一些顯然的下沉開裂現(xiàn)象，這是土層脫水壓密的結(jié)果。江西樂平花亭錳礦復(fù)蓋層為厚5～35米的紅粘土和厚約5米左右的砂礫石層，1970年2月于一