岩溶地面塌陷危险性模糊评价方法

岩溶地面塌陷危险性模糊评价方法（精选2篇）

1.岩溶地面塌陷危险性模糊评价方法 篇一

炎汝高速公路K118～K121岩溶塌陷危险性评估

炎陵至汝城(湘粤界)高速公路沿线穿越不少岩溶地段,为了能更好的`规划线路,需要对沿线进行岩溶塌陷灾害危险性评估.本文以交汝高速公路岩溶塌陷灾害较为发育的K118～K121段为例,建立了岩溶塌陷灾害评估方法,对该段岩溶的灾害危险性进行了正确的评估,可为同类工程设计提供参考.

作 者：王林 作者单位：广东泛珠技术咨询有限公司,广州广东,510630刊 名：科技创新导报英文刊名：SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD年，卷(期)：2010“”(11)分类号：U416关键词：岩溶塌陷 危险性评估 高速公路

2.岩溶地面塌陷危险性模糊评价方法 篇二

2004年3月，湘西一个移民新址部分民房地基下沉，多栋房屋变形裂缝，其中3栋民房直接损毁，工作区原为一斜坡地形，经人工改造成台地。根据野外调查及钻孔揭露，场区第 (1) 层为人工填土，堆填时间约1～2年，块碎石分布不均、粒径大小不一，架空现象严重，结构松散，厚0.5～7.50m。第 (2) 层粉质粘土，黄褐色，硬～可塑，局部软～流塑，水理性质差，其厚度0.30～13.80m。第 (3) 层基岩为二组灰色薄—中—厚层状灰岩，岩体中岩溶裂隙发育，该层局部裸露，层面埋深0.5～16.3m。

2 现状分析

据调查：2004年1～2月，8、9号建筑西侧的地面下沉，墙体有轻微裂缝;3月上旬，地面开始出现环状裂缝，地面下沉幅度加大;3月20日左右，墙体裂缝变宽变长，伴有响声;5月31日，墙体裂缝继续扩大，大部分呈45°线状分布，部分已发展为贯穿裂缝，裂缝宽1～6cm，长2～4m;地面向下陷落，已形成两个洼坑，周边有陡坎，呈圆形，直径1.0m，可见深度1.6m，底部为碎石及软塑状黄色粘土，地表排水沟损坏，不断有水流入洼坑内。22号建筑东侧挡墙裂缝并轻微下沉，22号建筑墙体明显向挡墙外侧倾斜，南北两侧墙体出现裂缝，多呈水平状，宽0.2～1.0cm，长度1～3m，东侧墙体已与南北侧墙体轻微分离，裂缝呈垂直向，宽0.5～2cm，上宽下窄。地面见一条裂缝，近南北走向，宽0.5～2cm，局部可测深度4cm。6月7日，9号建筑墙体“咔咔”作响之后部分垮塌。7月上旬，7号建筑墙体开始裂缝，22号(与8、9、22号相邻)东侧边缘挡墙裂隙加大。地面多处发现地面裂缝，多处建筑物变形。

3 岩溶塌陷成因分析

3.1 自然因素分析。

岩溶地面塌陷是一种特殊的水土流失现象，因此必须具备空间通道、物质基础及动力条件。

(1)场区岩溶发育强烈，大量的岩溶裂隙形成了空间通道。从物质迁移和能量转换的角度来考虑，需要有一定的通道才能完成物质的迁移，塌陷发生的强度与下伏基岩岩溶发育程度相适应，所以岩溶的发育与分布决定地表塌陷的产生与分布。据野外调查及钻探揭露情况分析，场区岩溶发育程度强： (1) 地表可见5个溶洞; (2) 13～16号建筑平整场地及挖基时发现溶洞11个; (3) 施工钻孔100个，见岩溶钻孔达42个，钻孔见岩溶率42%。

(2)松散覆盖土层强度低，厚度小，为岩土体变形迁移提供了物质基础;强度高或厚的覆盖层中不易发生塌陷。据国内有关资料，塌陷基本都分布于土层厚度小于30米的地段;土层的性质是影响塌陷的一个重要因素，因为土的颗粒级配，一些物理性质、水理性质和力学性质决定土体物质是否能被水流迁移，决定土洞的形成速度及其稳定性。

据野外调查及钻探揭露，场区上覆土层主要为人工填土及粉质粘土，人工填土结构松散易湿陷，粉质粘土遇水易软化，强度低，分布厚度0.50～16.30m，一般均在10m以内，上覆土层薄。

3.2 诱发因素分析。

在环境因素的控制之下，一定的诱发因素是造成塌陷的重要条件，场区水动力条件的改变是产生潜蚀及物质迁移的动能。根据1898年俄国学者巴浦洛夫提出的潜蚀论认为，人为因素引起地下水位下降时，水力梯度也随之增大，且两者成正比。水力梯度加大，地下水流整加快，则动水压力增强，当水力梯度达到一定值时，动水压力则大于土体内聚力与颗粒间磨擦力，土颗粒开始被渗流带动迁移。这一现象称为潜蚀或管涌，使土颗粒开始渗流时的水力梯度称为临界水力梯度，根据太沙基(1933年)提出的表达式：

式中：IP———临界水力梯度;γs——土颗粒的密度g/cm3;n——土体的孔隙度

据土工试验资料：第 (2) 层粉质粘土层γs=1.75～1.85g/cm3, n=0.40～0.45。代入数据得IP=0.41～0.51。工作区位于水电站库区，水电站蓄水发电后，库水水位由原来的205.0m上升至238.0m(枯水位)～248.6m(最高洪水位)，塌陷点处标高为260.0m，最高洪水位248.6m时，工作区地下水位255～260m左右，平距30m左右，水力梯度为0.05～0.21

库水位回落至枯水位238.0m时，工作区雨水期的地下水位255～260m左右，平距40m左右，水力梯度为0.425～0.55

因此判断，库水位降低过程中引发的土体潜蚀作用是岩溶地面塌陷的诱发因素。

4 岩溶塌陷稳定性评价

4.1 定性分析评价。

根据岩溶塌陷的形成条件及主要影响因素，选取了六个因素，按它们对塌陷发育的影响大小分为3～4级，综合已有的实践经验，分别赋予经验指标，见下表。

预测指标判别值：N=K+S+H+W+F+G

N=17～20极易塌陷，可产生大量塌陷;

N=13～16易塌陷，可产生较多塌陷;

N=9～12不易塌陷，可产生小量或零星塌陷;

N≤8一般不塌陷，属稳定区，在特殊条件下可能产生个别塌陷;

据工作区岩溶发育程度强烈K=3，覆盖层岩性结构为不均匀的人工填土及粉质粘土，取S=1;覆盖层厚度0.50～16.30m，取H=3;岩溶地下水位8～9m，暴雨后<5m，取W=3;岩溶地下水迳流条件属主迳流带，排泄区，取F=3，场区地貌属岩溶山前缓坡，取G=2;N=K+S+H+W+F+H=15。

综合判定：场区易发生岩溶地面塌陷，且可产生较多塌陷。

4.2 半定量分析评价。

根据地下岩溶裂隙空间发育成岩溶地面塌陷的过程中，地下岩溶裂隙空间上覆岩土体存在自然坍塌填充，自然坍塌的岩土体积增大，当塌落到一定高度时，地下岩溶裂隙空间自行填满，此时可认为地下岩溶裂隙空间已被支撑，不再向上扩展，因此无需再考虑对地基的影响。

h0———岩溶洞隙高度;k———粘土松散系数, 取1.05。

据此分析，场区42个见岩溶裂隙的勘探点有15个点位处的岩溶裂隙上覆盖层不稳定，占总点数的35.7%;27个点暂时稳定，占总点数的64.3%。若考虑水动力条件改变而形成冲刷、潜蚀作用，将有更多点处于不稳定状态。

可见，场区地下岩溶裂隙稳定性差，易诱发成岩溶地面塌陷。

5 地质灾害危险性分区评价预测

据野外调查及钻探资料，场区岩溶地面塌陷有一定的分区性。

5.1 第Ⅰ带剧烈塌陷带：

主要分布在8、9、22号建筑范围，平面呈30m×20m的椭圆状。岩溶地面塌陷已经发生，造成挡土墙、民房破坏，直接经济损失超过30万元。

第Ⅰ带地质灾害发育程度强，规模小，危害大，未经处理，塌陷仍将进一步活动，危险性大。

5.2 第Ⅱ带中度塌陷带：

分两个区，Ⅱ-1区主要分布在26～28号、18～20号建筑范围，平面呈35m×20m的椭圆状。Ⅱ-2区主要分布在13～16号建筑范围，平面呈35m×20m的椭圆状。地质灾害处于孕育期，地质灾害发育程度中等，未经处理将继续发展，直到发生岩溶地面塌陷的灾害，发生岩溶地面塌陷的灾害的可能性大，Ⅱ-1区可能危及建筑物5栋，人员20人;Ⅱ-2区可能危及建筑物4栋，人员16人，危害大，危险性大。

第Ⅱ带地质灾害发育程度中等，地质灾害处于孕育期，发生灾害的可能性大，危害大，危险性大。

5.3 第Ⅲ带轻微（隐伏）塌陷带：

主要分布257～265平台上第Ⅰ、Ⅱ带范围以外的场区，现状稳定，但随着地质环境的变迁，零星分布的岩溶裂隙有可能进一步发展，地质灾害发育程度弱～中等，发生岩溶地面塌陷的灾害的可能性小～中等，可能危及建筑物17栋，固定人口70人，流动人口30人，危害中等，危险性中等。

第Ⅲ带地质灾害发育程度弱～中等，发生灾害的可能性小～中等，危害中等，危险性中等。

6 结论和建议

6.1 移民新址属典型的山区不均匀岩土组合地基，地质环境条件复杂。场区已经发生小型岩溶地面塌陷的地质灾害，发育程度强，危害大，危险性大;13～16号、18～21号及26～28号建筑区，岩溶地面塌陷处于孕育期，地质灾害发生的可能性大，危害大，危险性大。其余地段岩溶地面塌陷发育程度弱～中等，地质灾害发生的可能性小～中等，危害中等，危险性中等。因此未经处治，场区不宜做建设用地使用。

6.2 场区岩溶裂隙发育强烈，上覆松散土层性质差，厚度薄，是造成场区岩溶地面塌陷的自然因素。水动力条件变化大特别是水库蓄水是场区岩溶地面塌陷的诱发因素。

6.3 地质灾害时效性非常强，因此应尽快进行设计施工。同时需尽快建立地质灾害监测应急系统，以防地质灾害的进一步扩大。

7 几点经验教训

7.1 该工程属未经地质灾害评估、勘察、设计的特殊建设场地，如果按照基本建设程序要求做到位，此类地质灾害是完全可以避免的;

7.2 该工程查明了库水位下降过程中引起工作区内松散土体产生潜蚀破坏，设计据此有针对性的水泥灌浆进行防渗加固，从改良土体的渗透性出发进行治理，取得了很好的效果，工作区经处治后，至今未发现有沉降变形迹象。

摘要：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的一种地质灾害现象。湘西地区分布着大面积的碳酸盐岩, 因此也是岩溶地面塌陷较发育的地区, 由于复杂的地质条件以及勘查手段的关系, 分析评价岩溶地面塌陷还存在着较多的技术难题, 通过具体实例对一个移民新址的岩溶地面塌陷评价分析, 以期和同行切磋和交流。

关键词：塌陷,分析,评价

参考文献

[1]刘传正.地质灾害勘查指南[Z].