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1、....第18卷第3期中国地质灾害与防治学报Vol.18No.32007年9月TheChineseJournalofGeologicalHazardandControlSep.2007我国岩溶塌陷研究综述张丽芬1～3,曾夏生5,姚运生1～3,廖武林1～411111430071;(1中国地震局地震研究所,湖北武汉430071;2地壳运动与地球观测试验室,湖北武汉3中国地震局地壳应力研究所武汉创新基地,湖北武汉430071;4中国地震局地球物理研究所,北京100081;5湖北中南勘察基础工程有限公司,湖北武
2、汉430081)摘要:随经济的不断发展,对岩溶区资源的开发日益增强,由此引发的岩溶塌陷问题也日趋频繁、严重,已成为岩溶区可持续发展的一大障碍,有效减轻其造成的危害势在必行。文章根据近年来国内外岩溶塌陷的研究现状及发展,概述了岩溶塌陷的三大形成条件:一定发育程度的岩溶、上覆盖层、岩溶地下水系统;以及中国岩溶塌陷的时空分布规律,分别举例例证了它的几种成因机制,如重力致塌、潜蚀致塌等。由于其突发性及危害性,有必要对岩溶塌陷的预测防治进行深入研究,做到防灾减灾。基于此,总结了中国岩溶塌陷的监测预报和安全评价等方
3、面的新方法和措施等。针对塌陷的形成条件、塌陷现象或其危情的存在状况及其危害性,归纳了有针对性的防治措施。关键词:岩溶塌陷;成因机制;监测预报;防治;安全评价文章编号:100328035(2007)0320126206中图分类号:P642125文献标识码:A专业资料....1岩溶塌陷概述据不完全统计,全球已有16个国家存在严重的塌陷问题。就我国而言,可溶岩分布面积达365万km2,占国土面积的1P3以上,是世界上岩溶最发育的国家之一[1]。岩溶塌陷分布范围也相应很广,见于22个省区,以南方的桂、黔、湘、赣
4、、川、滇、鄂等省区最为发育;北方的冀、鲁、辽等省也发生过严重的岩溶塌陷灾害[2]。岩溶塌陷的产生,使岩溶区的工程设施,如工业与民用建筑、交通干线,矿山及水利水电设施等遭到破坏,还造成岩溶区严重的水土流失并恶化环境。如1981年5月8日发生在美国佛罗里达州的WinterPark的巨型塌陷,直径106m、深30m,毁坏街道、公用设施和娱乐场所,损失超过400万美元。1996年1月28日发生于桂林市市中心的体育场塌陷,塌陷坑直径915m,深度5m,造成邻近整个商业街关闭15天,营业额损失近千万元。1981年1
5、月3日发生于广西玉林分界的塌陷,共形成塌陷坑400多个,使517hm2农田被毁[2]。2000年3月,福建安溪县湖上乡岩溶塌陷造成多处山上梯田破毁,经济损失达390余万元[3]。2岩溶塌陷的形成条件岩溶塌陷的形成,通常必须具备三个条件:下部有岩溶地层,有溶蚀的空间(溶洞或土洞),为地下水专业资料....和塌陷物质提供存储场所或通道;上部有一定厚度的盖层,盖层可以是基岩,也可以是松散土层;其三是产生岩溶塌陷的主导因素———致塌作用力。211空间条件岩溶是漫长的地质历史所形成的。可溶岩中普遍存在的垂向岩溶
6、是其上方岩土体中物质在水的入渗作用下发生的垂直通道,而层状岩溶、构造岩溶和层间岩溶,既是垂直通道运移来的物质在水动力作用下进一步运移的水平通道,也是当溶洞发展到一定规模时直接容纳冒落和塌陷物质的空间,它控制了岩溶塌陷的分布[4]。简言之,洞隙是塌陷产生的基础,是地下水和塌陷物质的存储场所或通道。岩溶洞隙主要分布于构造断裂带、褶皱轴部、相对易溶的地层岩性地段,或者与非可溶岩接触地带。如广东碳酸盐岩分布区,岩溶普遍发育,加上雨量充沛,浅部岩溶洞隙由于地下水活动频繁,连通性较好,地下往往形成错综复杂的洞隙网络
7、系统,岩溶通过各种途径与向上开口的溶洞裂隙连通。这些向上开口的溶洞裂隙,是接受塌陷物质的门户和窗口,是塌陷产生的重要因素[5,6]。212岩溶塌陷的物质条件收稿日期:2006211216;修回日期:2006212223作者简介:张丽芬(1981—),女,硕士,现从事水库诱发地震研究。专业资料....第3期张丽芬,等:我国岩溶塌陷研究综述127专业资料....岩溶地面塌陷是盖层土体在各种致塌因素作用下所产生的塌落现象,盖层的性质根据其胶结程度分为岩石和土石两类。岩石指各种坚硬岩石,裂隙发育,具破碎性;土石
8、主要为松散土石,是主要的塌陷盖层。从致塌条件分析,随土的颗粒变粗,其抗塌性能变差,随含砂量的增加,其抗塌性降低,均匀结构的黏土具有最好的抗塌性[6]。岩土体的厚度因受岩溶地下水动力作用的大小、可溶岩接受溶蚀的时间长短、区域构造升降运动的缓急等因素控制,随地区的不同其差异较大。一般来说,塌陷大多分布于上覆盖层较薄部位,盖层越厚越不易产生塌陷。213水动力条件有了基岩的洞化及较薄的盖层,并不一定就会形成塌陷,还要有岩溶系统渗流场中地下水动力条件
