環(huán)境地質(zhì)學(xué)第_九講_地面塌陷(存儲(chǔ)版)
【正文】 單軸飽和抗壓強(qiáng)度（ M Pa）； σn—— 粘性土剪切面上的正壓力； c —— 土的粘聚力。 洞隙穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià) 四、巖溶塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG 洞隙穩(wěn)定性的半定量評(píng)價(jià) （ 1）洞隙頂板的安全厚度評(píng)價(jià) 對(duì)于比較完整的微風(fēng)化堅(jiān)硬巖石組成的洞隙頂板，根據(jù)大量的洞隙地基工程實(shí)例調(diào)查統(tǒng)計(jì)，其安全厚度主要與洞跨有關(guān)，一般洞隙厚跨比 ， 即為穩(wěn)定安全。 對(duì)已出現(xiàn)地面變形，但尚未塌陷的地點(diǎn)，要圈圍出警戒區(qū)，及時(shí)撤離人員。對(duì)建筑物地基而言，可采用梁式基礎(chǔ)、拱形結(jié)構(gòu)，或以剛性大的平板基礎(chǔ)跨越、遮蓋溶洞，避免塌陷危害。 “ 硬殼層 ” 厚度根據(jù)具體地質(zhì)條件和建筑物的設(shè)計(jì)而定，一般 10 ～ 20 m 即可。 危房改造必須到位，嚴(yán)重?fù)p毀的房屋必須拆除。在一般情況下，為減少地面變形造成的損失，應(yīng)留有足夠數(shù)量的保安礦柱，而且禁止對(duì)礦柱的回采。 山東泰安車站用灌漿堵塞巖溶裂隙防治地面塌陷 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG （ 6）深基礎(chǔ)法 對(duì)于一些深度較大，跨越結(jié)構(gòu)無(wú)能為力的土洞、塌陷，通常采用樁基工程，將荷載傳遞到基巖上。清除其中的松土，填入塊石、碎石形成反濾層，其上覆蓋以粘土并夯實(shí)。 四、巖溶塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG 五、地面塌陷的防治 “以防為主、及時(shí)治理 ” 一、巖溶地面塌陷的防治 （一）巖溶地面塌陷災(zāi)害預(yù)防 查明洞穴分布：調(diào)查工作應(yīng)在查明區(qū)域地質(zhì)、水文地質(zhì)背景的基礎(chǔ)上，運(yùn)用鉆探和物探手段確定淺表洞穴的分布情況，并從危險(xiǎn)性的角度進(jìn)行分區(qū)。定性評(píng)價(jià)是洞隙穩(wěn)定條件的地質(zhì)分析，是評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)；半定量評(píng)價(jià)盡管計(jì)算方法比較嚴(yán)密，但限于條件的概化難以完全符合實(shí)際，其邊界和參數(shù)的確定也難以達(dá)到足夠的精度，因此只能起到補(bǔ)充和核對(duì)的作用。 四、巖溶塌陷穩(wěn)定性評(píng)價(jià) 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG （二）土洞穩(wěn)定性的評(píng)價(jià) 休止?fàn)顟B(tài)的土洞其穩(wěn)定性主要取決于土洞頂板埋深或其與安全臨界厚度之比。 三、地面塌陷的形成條件及發(fā)生機(jī)理 （ 二 ） 巖溶地面塌陷的機(jī)理 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG 三、地面塌陷的形成條件及發(fā)生機(jī)理 真空吸蝕效應(yīng) 我國(guó)徐衛(wèi)國(guó)等于 1979年提出的，國(guó)內(nèi)也普遍接受這一論點(diǎn)。如潛蝕、真空吸蝕、振動(dòng)、土體軟化、建筑荷載。這時(shí)巖溶地下水對(duì)洞隙上覆蓋層土體產(chǎn)生 正壓力或使浮托力增大 。 三、地面塌陷的形成條件及發(fā)生機(jī)理 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG （一）巖土體的內(nèi)部條件 洞穴圍巖狀況 地下洞穴的受力狀況如同梁的受力，洞的頂板相當(dāng)于承載上覆巖土體自重的梁，洞的兩側(cè)如同位于梁端的兩個(gè)支點(diǎn)。 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG 地下空洞的形成，可以是自然力，也可以是人工挖掘的結(jié)果。湖南省巖溶塌陷居全國(guó)之首，其次為廣東省和廣西壯族自治區(qū)，再其次為貴州、云南、四川。 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG 二、我國(guó)地面塌陷分布的特點(diǎn) 北方巖溶地面塌陷區(qū) 長(zhǎng)江以北，由于華北地臺(tái)大多為大型寬緩的褶皺和斷塊構(gòu)造，氣候較干旱，降水量少，巖溶發(fā)育程度不高，除古代的巖溶洞穴系統(tǒng)有部分殘留外， 現(xiàn)代巖溶主要以溶蝕裂隙為主 。天然洞穴是由自然地質(zhì)作用形成的，包括巖溶洞穴、土洞（黃土洞穴、紅土洞穴、凍脹丘融化形成的土洞）。 黑龍江鶴崗煤礦，開采 70多年來(lái)，已塌陷土地，搬遷房屋總建筑面積 104m2， 2022年 4月 6日，洪山區(qū)青菱鄉(xiāng)烽火村地面塌陷。華北地臺(tái)曾經(jīng)歷過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，地下水的區(qū)域排泄基準(zhǔn)面也多次變遷，致使碳酸鹽巖地層形成大量的洞穴。其中煤礦開采造成的地面塌陷比例最大。 巖溶洞隙的發(fā)育一般受 巖溶地下水排泄基準(zhǔn)面的控制 ，多發(fā)育于淺部，向深部逐漸減弱。 中 國(guó) 地 質(zhì) 大 學(xué) 環(huán) 境 學(xué) 院 School of Environmental StudiesCUG （二）巖土體的外部條件 自然影響因素 （ 1）大氣降水 ? 降雨入滲水可以使洞頂覆巖的含水層增大，自重加大； ? 下滲水流會(huì)濕潤(rùn)裂隙面，降低巖石塊體間的抗滑阻力，從而引起洞頂和洞壁的進(jìn)一步變形而失穩(wěn)。
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