考虑空间形状的覆盖型岩溶土洞降水致陷分析

为揭示覆盖型岩溶土洞降水致陷机理、洞体形状尺寸影响及极限平衡状态下内在规律,以常见直筒塌陷椭球土洞为研究对象,构建其降水致陷力学模型,依据玻义耳-马略特定律推导了土洞空腔负压计算公式,以此获得土洞塌落稳定系数表达式,并对比验证计算公式的可行性;进一步获得了极限平衡状态下土体物理力学参数、降水参数、土洞空间形状尺寸及覆土厚度之间内在关系式;基于算例开展了地下水降水参数与土洞形状尺寸参数影响、极限平衡状态下内在规律分析.研究结果表明:初始水位高于洞顶时,土洞塌落稳定系数与地下水降深展现“Z”字形规律变化,下降稳定水位降越拱顶瞬间极易引发土洞塌陷;初始水位处于洞体时,两者呈现前陡后缓的负相关变化规律,且洞内初始水位越高,降幅越大;初始水位低于洞底时,降深影响很小.椭球长短半轴之比对稳定系数影响符合增函数变化规律,截面离心率越大越稳定,而圆形球体则最不利;矢高和稳定系数呈线性关系,矢高增加成拱效应显著,土洞越稳定.极限平衡状态下,初始水位一定时,降深与覆盖层厚度正相关,呈现前缓后陡变化趋势,而覆盖层厚度一定时,降深与初始水位负相关;土洞水平截面离心率越大或矢高越大,达到极限平衡状态所需地下水降深则越大,表现为前缓后陡变化规律.

单层土体结构岩溶土洞的形成机理

岩溶土洞是岩溶区工程路基施工中的主要地质灾害。本文首先对广西桂林阳朔高速公路雁山段、西气东输二线工程广西贵港段两个典型工程路基单层土体结构的岩溶土洞进行详细剖析,然后通过室内模型试验、崩解试验的验证,研究岩溶土洞的形成机理。结果表明:单层土体结构的岩溶土洞发育是先从基岩面逐渐往地面发展,在发展过程中,对于较厚的土层,岩溶土洞的发育与扩展分为3个阶段:(1)基岩面附近的土洞形成与地下水位的承压状态和地下水位初始下降速度密切相关,土洞的形态主要以缝(洞)的形式出现,规模较小,多形成于土体中的裂隙面或非均质部位;(2)在地下水包气带(季节变动带)土洞的扩展以崩解为主,规模较大;(3)近地表(垂直渗入带)土洞扩展机制以上部降雨入渗、洞顶剥落为主,崩塌块体较大。

岩溶土洞发育区地基塌陷的治理

岩溶土洞是一种特殊的岩溶现象 ,具有埋藏浅、发育快、分布密、易引发地面塌陷的特点 ,对工程建设危害极大。本文以郴州师范学校教职工生活区地基塌陷治理工程为例 ,对岩溶土洞的分布规律、形成机理及地基塌陷原因进行了分析 ,并简要介绍了岩溶土洞的治理措施。

基于BOTDR技术的深埋岩溶土洞监测分析

岩溶洞穴发育成地表塌陷影响因素复杂。为了获得岩溶土洞监测标识区域的应力特征,在太沙基松动土压力理论基础上,对岩溶土洞发育历程中松动区竖向土压力进行了分析。松动区的空间位置由洞穴特征及其上方岩土介质的物理、力学性质决定;平面应变和非平面应变条件下,松动区竖向土压力的分布特征差异明显。根据岩溶土洞上方松动区竖向土压力的分布特征,结合BOTDR技术优点,提出应用BOTDR技术监测岩溶土洞的发育,针对光纤监测系统设计中光纤布线型式进行了分析。岩溶土洞应力场变化特征的定量研究对光纤传感技术应用于岩溶土洞监测设计提供理论依据和指导。

基于分布式光纤传感技术的铁路路基岩溶土洞塌陷监测

岩溶土洞塌陷是铁路路基最为严重的破坏形式,具有隐伏性强、空间分布广的特点。鉴于常规监测与检测方法难以满足路基岩溶土洞塌陷分布式监测要求,本文提出采用分布式光纤布里渊传感技术对土洞塌陷进行识别和定位。在应用该技术时,采用纤维增强树脂封装保护用于土洞塌陷监测的分布式光纤布里渊传感器,并利用绝对温度补偿方法剔除环境温度对塌陷应变测试的影响。路基岩溶土洞塌陷模型试验结果表明:绝对温度补偿技术可以有效剔除环境温度变化引入的塌陷应变误差,基于分布式塌陷应变信息可以有效识别和定位土洞塌陷,塌陷应变测试结果与岩溶土洞塌陷实际情况吻合。

呈贡新区雨花2号地块岩溶土洞地基地质特征及防治措施

通过对大量钻探资料的研究,系统分析了云南省昆明市呈贡新区雨花2号地块二期建设场地岩溶土洞分布特征,对岩溶土洞地基稳定性进行了系统评价并提出相关防治措施,为建设场地工程建设提供重要依据。

覆盖型岩溶土洞塌陷数值模拟分析

根据某市岩溶土洞塌陷与不同地下水位、土洞规模的相关性,应用有限差分法程序FLAC3D对岩溶土洞塌陷发育与发展过程进行非线性数值模拟分析,通过数值计算获得土洞周边土体的位移及应力状态的渐变过程,为地面塌陷预警预测提供理论支持。

水位波动条件下岩溶土洞塌陷的模型试验

强降雨条件下水位发生剧烈波动,容易触发岩溶塌陷。选取桂林市临桂区作为研究区域,通过现场勘查和理论分析,根据实际情况进行了强降雨条件下两种水位波动情况的土洞塌陷试验,旨在通过研究土洞顶板的孔隙水压力、土压力以及洞室气压的变化,揭示土洞的扩展过程及塌陷机理。结果表明:孔隙水压力、土压力以及洞室气压的变化情况随水位波动呈现出明显的规律性,孔压与土压随降雨量的变化具有分层现象,洞室气压的变化大致可分为2个阶段;当连续性降雨时土压单次变化较弱但塌陷发生较快,间歇性降雨时土压单次变化剧烈但塌陷发生较慢;土洞顶板塌陷经历了土体软化阶段、缓慢塌落阶段和快速-整体塌陷阶段,是强降雨诱发水位变动产生的水、气变化,进而引起多种不利因素叠加作用的结果。

王双树特大桥岩溶土洞塌陷危险性评价研究

根据王双树特大桥的水文地质、工程地质条件,结合该地区岩溶发育程度和地下水状况,分析了岩溶、土洞形成过程和发展模式,对该桥岩溶产生土洞塌陷的危险性进行了评价,并提出相应的工程措施建议。

桂阳高速公路路基岩溶土洞发育成因与处治技术

岩溶土洞塌陷严重影响高速公路建设和安全运营,是覆盖型岩溶区高速公路路基面临的岩溶主要病害问题之一。该文分析了广西桂阳高速公路建设过程中出现的岩溶土洞病害成因,在对土洞发育特征和分布状况全面调查的基础上,针对不同类型土洞病害特点提出了处治原则,并采取了相应的处理措施,解决了工程问题。

压力灌浆法在粘土岩溶土洞加固中的应用

通过工程实例，介绍压力灌浆法在红粘土地基岩溶土洞加固中应用的成功经验。

路基施工中岩溶土洞塌陷的原因分析与防治

岩溶土洞塌陷是岩溶区路基施工的主要地质灾害之一。以铜仁市松桃至玉屏城际快速道路岩溶土洞塌陷为例,介绍了岩溶土洞形成的条件和塌陷的原因,分析了路基施工对土洞塌陷的影响,提出了路基施工中土洞塌陷的防治与治理措施,可供其他路基工程建设参考。

云湛高速公路路基岩溶土洞成因分析及处治措施

高速公路建设不可避免要穿越岩溶地区,路基岩溶病害问题一直也是工程界关注的重点和亟需解决的难点。以在建云湛高速公路的路基岩溶土洞病害为例,结合地质钻探、高密度电法物探、现场调查和理论分析等方法,通过对典型土洞的分析,总结了本地区岩溶土洞形成机理,对路基岩溶土洞病害处治的设计和施工提出建议,可供粤西南地区线性工程建设借鉴参考。

名甲山特大桥岩溶土洞塌陷危险性评价研究

根据名甲山特大桥的水文地质、工程地质条件,结合该地区岩溶土洞形成及发育机理,对该桥岩溶段进行土洞塌陷现状的危险性评价及预测,提出了相应的建议及工程措施。

KMTC项目1号隧洞出口岩溶土洞塌方处理

斯里兰卡KMTC项目1号隧洞2019年7月底隧洞通过岩溶土洞发生了坍塌,进行固结灌浆防治土层继续坍塌,利用坍塌土体作为施工平台,采用工字钢和钢板及时对溶洞进行封闭并预留回填管,并且采用喷混凝土、挂网、钢格栅进行支护,之后分两期对溶洞进行回填,达到支护回填的效果;同时对洞顶边坡进行防水处理,对坍塌支护段进行收敛监测,设置逃生通道。

基于某燃机电厂的岩溶土洞不同处理方案对比研究

文章旨在探讨岩溶土洞地区的电厂工程不同地基处理方案的优劣性。以国内某燃机电厂的地基处理过程为例,从施工难易程度、经济性及处理效果等三个方面对本工程中使用的两种地基处理方案进行比较,并总结了两种方案各自的优缺点。相关比较结果表明,只有根据具体地质特点及特定结构的功能特性和安全等级,结合使用两种地基处理方案,才能在安全性和经济性上达到平衡,取得最佳的地基处理效果。

岩溶(土洞)塌陷TDR监测试验研究

结合土洞的分布和形成演化的特点,采用具有分布式特点的同轴电缆时域反射(TDR)技术开展岩溶土洞监测研究。通过室内同轴电缆的抗拉、胶结同轴电缆的抗折等试验,以及在建高速公路上铺设方法的对比,得到以下结论:TDR用于野外岩溶土洞发育区的监测是可行的,但要求同轴电缆的拉断荷载低于200N,水泥砂浆的配比在1∶3～1∶4之间,且梁式胶结同轴电缆铺设方法较好。

杆塔基础邻侧土洞发育诱发应力场及其对基础稳定性的影响

高压输电杆塔在施工过程中一般会对杆塔基础底部土层进行处理,却往往容易忽略杆塔基础底部邻侧潜在土洞发育造成的威胁。鉴于此,建立最不利因素下的简化理论计算模型,推导了岩溶土洞发育对邻侧输电杆塔基础底部产生的诱发应力,继而通过参数分析讨论了土洞位置以及土洞的发育特征对杆塔底部地基诱发应力场的影响规律。在此基础上,结合鄂西某工程实例,采用FLAC3D有限元软件分析了杆塔地基邻侧下卧土洞在不断发育扩大的过程中对500kV输电杆塔稳定性的影响。在计算分析时通过监测地基周围土的应力状态和变形情况,得到了距离杆塔底部侧向不同位置处对应的土洞发育半径的最大允许值。研究成果可为岩溶地质区域输电杆塔安全运营和灾害评估提供参考。

超高密度电阻率法在土洞、煤窑采空区和岩溶勘探中应用研究

超高密度电阻率法是Australia ZZ Resistivity Imaging研发中心积近十年的研究成果提出的全新的电阻率法勘探理念,是电法勘探从手工时代向计算机时代的一次跨越式发展,采用一次布极,采集所有可能组合电极间的电位信息,信息量较常规电法在信息量上翻了40倍以上,并且避开视电阻率概念,利用处理软件直接反演获取断面真电阻率值.针对目前还没有行之有效的地面物探方法可以勘探清楚的土洞、煤窑采空区和岩溶等复杂地质问题,我们采用该方法分别对机场岩溶和土洞、煤矿运煤巷道、隐伏小煤矿采空区和复杂地质病害隧道进行了试验勘探,经钻探验证,准确率在60%以上,达到国内领先水平,取得了较好效果,对复杂地质的工程勘探具有一定参考价值.

覆盖层的抗剪强度与土洞型岩溶塌陷高度关系的数值分析研究

通过三维快速拉格朗日有限差分法分析了阳春市大河水库移民河西安置典型土洞的塑性区分布情况。数值分析结果表明研究区典型土洞覆盖层在自重作用下所引起的塑性区已发展至地面,因此存在较大的塌陷可能。作者以此为基础,通过数值分析的方法,研究了在自重及其与均布外载联合作用下土洞型岩溶塌陷区的高度与覆盖层抗剪强度之间的关系。