岩溶地基土洞稳定性评价中坍塌平衡法的改进与应用
#岩溶区溶洞顶板稳定性评价研究现状
岩溶区溶洞顶板稳定性评价研究现状溶洞顶板稳定性问题，是由国内科技人员在项目实践中提出的项目问题，目前对溶洞顶板稳定性研究，主要集中在理论评价方法的研究上，有关顶板稳定性研究的室内物理模型和现场项目研究不多，因此溶洞顶板稳定性研究还处于初步的阶段。
近年来稳定性评价方法的研究取得较大进展[29一6，J，对岩溶溶稳定性的分析评价经历了从定性一半定量一定量的过程[66]。
定性评价方法[29一30]适用于一般项目或项目的初勘阶段的溶洞顶板稳定性的分析评价，包括影响因素分析法、经验比拟法和专家系统评价法等。
影响因素分析法是根据洞隙的各项边界条件，包括岩性、厚度、裂隙状况、岩层产状、洞穴形态及埋藏条件、地下水等条件。
经验比拟法根据评价对象的项目地质条件，与条件相似的已有成功或失败项目实例进行类比评价。
专家打分法是利用己有的反映岩溶问题的项目实录，建立集岩溶项目地质评价、物探测试方法、不同岩性物理力学指标、地基稳定性评价和岩溶地基处理方法于一身的智能专家系统，通过初步勘查、简单的测试参数，利用专家分析系统对岩溶项目地质及地基稳定性做出快速定性评价。
排除法是在众多岩溶形态条件及其对项目不同影响群体中，从既定的项目使用要求出发，划出一些经验公认的对项目属安全或不安全的两个极端的若干范围与条件，以作为项目评价的依据。
而在这两个范围之外的情况，结合项目、洞体的具体条件进行单独研究与评价砰51。
半定量的评价方法较为实用[29一，6]，并月.目前也在不断的探索和提高。
半定量法包括抗弯验算、抗剪验算法、极限平衡法、以及利用顶板坍塌物填塞溶洞来估算溶洞完整顶板和不完整顶板的安全厚度。
定量评价法是在取得详细的地质资料和岩土体准确的物理力学参数的情况下采用的评价方法[37一39]。
因为勘查技术的进步和计算机数值仿真技术的进步，定量评价方法已在实际项目中得到运用。
定量评价法因涉及岩土体力学参数和边界条件甚多且不易确定，故一般先由假定条件建立相应的物理力学模型或数学模型，再进行分析计算，依据结果对溶洞顶板稳定性做出评价和判断。
路基溶洞稳定性评价及整治措施
路基溶洞稳定性评价及整治措施摘要：路基溶洞稳定性的评价对道路路基工程具有十分重要的意义，本文首先介绍了国内外普遍使用的几种路基溶洞稳定性评价方法，然后着重阐述了我国比较常见的几种路基溶洞处理方法。
关键词：路基溶洞；稳定性；评价；治理我国地域辽阔，岩溶分布广泛，具有多种发育类型，在碳酸盐分布地区存在着许多形状各异、大小不等的溶洞，在公路建设当中，含有溶洞的路基在交通荷载以及附加荷载的作用下，极有可能导致溶洞坍塌，引起道路路基或公路附属构筑物的开裂、下沉或塌陷。
在岩溶地区进行公路铺筑一直是公路建设方面面临的一个重大难题，在外荷载特别是车辆荷载的作用下，溶洞往往会因失稳而产生坍塌，发生坍塌的时间和空间很难预测，因此路基溶洞稳定性的评价成为公路工程建设中至关重要的一个问题。
1稳定性评价随着实际工程经验的不断积累和科研人员的研究不断深入，路基溶洞稳定性的评价方法及体系已日益成熟。
传统的路基溶洞稳定性评价方法就是从溶洞的性质和应力的分布着手，研究溶洞的破坏机理、塌陷的空间分带性，观测地表的移动和变形量，计算后期的位移预测，评价路基溶洞的稳定性。
目前较常用的方法有定性分析法和半定量分析法。
随着近年来计算机的发展，数值模拟计算方法也有了长足的发展，成为岩石力学研究和工程计算的重要方法，对路基溶洞的研究也取得了较多的研究成果。
现在的数值模拟方法主要有有限单元法、有限差分法、离散法、边界元法、半解析解法、以及以上方法的耦合。
绝大多数数值模拟计算法均可用于评价路基溶洞的稳定性。
1.1定性评价法定性评价法多用于初期勘探阶段选择场地和一般的地基稳定性分析评价。
定性评价法可以根据岩溶洞及围岩的边界条件，对溶洞稳定性的影响因素进行综合分析从而做出初步评价，这些影响因素主要包括岩性及岩层厚度、岩体产状、裂隙状况、顶板情况、洞穴形态与埋藏条件、充填情况和地下水等。
但是路基溶洞稳定性的评价是一项全面、复杂的系统工作，稳定性的各个影响因素之间具有一定的关联性，各个影响因素影响程度的描述也只是定性描述，难以使用确定性的方法评价出公路路基岩溶顶板的稳定性。
岩溶地区路基溶洞顶板的稳定性评价及应用
表 1 洞隙稳定性评价
影响因素
对稳定性有利
对稳定性不利
岩性 及厚度
厚层块状 、强度高的岩石
泥质岩 、白云质灰岩 , 薄层 状有互层且岩性软化
裂隙 状况
无断裂 ,裂隙不发育或胶 结好
有断层通过 ,裂隙发育 ,岩 体被两组以上裂隙切割 ,裂 隙张开 ,岩体呈平砌状
岩体 岩层走向与洞轴正交或 岩层走向与洞轴平行 ,陡倾
高速公路通常要穿过岩溶地区 ,在施工过程中不可 避免地要碰到溶洞等不良地质的影响 。影响溶洞洞体 顶板稳定的因素很多 ,其中内因有顶板厚度及完整程 度 、洞体跨度及形态 、岩体强度及产状 、裂隙状况及洞内 充填情况等因素 ;外因有荷载大小 、作用次数和时间 、温 度 、湿度等 。在施工过程中 ,岩溶空洞实质上是一种自 然水动力开挖的隧道 ,故可将其视为隧道模型 ,采用各 种简化方法进行研究和评价 。
1 64 西部探矿工程 2007 年第 6 期
岩溶地区路基溶洞顶板的稳定性评价及应用
向贤礼 ,曾祥忠
(贵州省有色地质勘查局 ,贵州 贵阳 550005)
摘 要 :针对高速公路施工过程中遇到的路基岩溶地质情况 ,从定性 、半定量和定量等方面对溶洞顶 板的稳定性评价方法进行了探讨 ,并将这些方法应用到某高速公路岩溶路基的分析评价 ,效果良好 , 为同类工程的勘察 、设计和施工提供了依据 。 关键词 :路基 ;岩溶 ;溶洞顶板 ;稳定性评价方法 中图分类号 : U4181 5 文献标识码 :B 文章编号 :1004 —5716 (2007) 06 —0164 —04
成圆锥形破坏面和柱状塌落体 ,由朗肯土压力理论 ,求
得塌落岩土体整个高度范围的圆柱体侧表面摩擦阻力
F为:
F=
1 2
基于卸荷拱理论的岩溶地基坍塌平衡法的改进
基于卸荷拱理论的岩溶地基坍塌平衡法的改进肖圣磊;朱杰勇;姚美良;王旭【摘要】This paper expounds the principle of collapse balance method of semi-quantitative-evaluation method, and analyzes its shortcomings, and solves the problem, by introducing the unloading and establishing an improved mechanical model of arch theory; The mechanical model is closer than the original mechanical model to the actual condition more accurately, derives the theoretical formula of the method of stability evaluation of Karst foundation, and puts forward the stability criterion of karst foundation.%通过阐述半定量评价方法中的坍塌平衡法的原理，分析其存在的不足，并针对该不足，引入卸荷拱理论建立了一种改进的力学模型；该力学模型比原始力学模型更加准确地接近实际状态；重新推导了岩溶地基稳定性评价方法的理论公式，同时提出了判定岩溶地基的稳定准则。
【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2016(035)035【总页数】3页(P122-123,124)【关键词】岩溶地基;坍塌平衡;卸荷拱;力学模型;改进【作者】肖圣磊;朱杰勇;姚美良;王旭【作者单位】昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093;昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093;昆明理工大学建筑工程学院，昆明650500;昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093【正文语种】中文【中图分类】TU449岩溶地基稳定性问题的研究一直是岩溶地区工程建设初期的必要步骤。
溶洞、土洞稳定性评价与工程处理
半充 填状 态为 主 ， 填物 为流 塑状粉 质粘土 ， 充 局部 为
松散砂 土 。
２ ２ 水 文地质概 况 ．
五层 ， 用 片筏基 础 ； 他 厂 房 车 间 均 为单 层 ， 采 其 采用
钢筋混凝 土框架或 排 架 结 构 ， 础 采 用 桩 基 或 钢筋 基 混 凝土条 基 ， 总建筑 面积 约 ８ ４ ３ ５ ｍ。 ８ ６ ． ４ 。本 工程 属
式 主要表 现 为大气 蒸发 或人 工抽汲 地下水 。
２ 地 质 条 件
２ １ 工 程地质概 况 ．
拟 建 车辆 段 范 围 内 岩 土分 层 主 要 为 ： 工 填 土 人
Ｑ 、 更 新 统 冲 积 一 洪 积 砂 层 Ｑ３ Ｈ 土 层 ｔ 上 ＋ 。 、 Ｑ ａ ｐ 基 岩 主要 为 二 迭 系 下 统 栖 霞组 Ｐ 。＋ｌ ｌ ； 深 灰 、 灰 黑色含 炭质灰 岩 、 石炭 系壶 天群 石灰 岩 。 通 过 地质 钻 探 、 浅层 地 震 反 射 法 和 瞬变 电磁 法
岩 面埋深 于地 面 以下 １ － ４ ｍ， ７ －０ 深度 较 大 ， 溶 － 岩
形态 、 内充 填 情 况 以 及 外 部 荷 载 大 小 、 洞 作用 时 间
等 。对溶 洞 、 土洞 的安 全性 评价 ， 目前 尚无 规范 可遵
循 ， 考 国 内外土 木工 程 中对 溶洞 、 参 土洞稳 定性评 价
关键词 ： 岩溶 场地 稳 定性 分析 ； 处理措 施 ； 道 交通 轨
中图分 类号 ： ２ ２Байду номын сангаас１ Ｕ １ ．
发育强 烈 ， 规律性 差 ， 态 规 模 各异 ， 形 主要 表 现 为溶
岩溶塌陷的灾情评估及防治措施.
岩溶塌陷的评估及防治措施一、岩溶塌陷的概念及产生原因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，其结果多形成圆锥形塌陷坑。
岩溶地面塌陷是地面变形破坏的主要类型，多发生于碳酸盐岩、钙质碎屑岩和盐岩等可溶性岩石分布地区。
激发塌陷活动的直接诱因除降雨、洪水、干旱、地震等自然因素外，往往与抽水、排水、蓄水和其他工程活动等人为因素密切相关，而后者往往规模大、突发性强、危害也就大。
岩溶地面塌陷发现于碳酸盐岩分布区，其形成受到环境和人类活动的双重影响。
1. 可溶岩及岩溶发育程度可溶岩是由岩溶地面塌陷形成的物质基础，而岩溶洞穴的存在则为地面塌陷提供了必要的空间条件。
大量塌陷事件表明，塌陷主要发生在覆盖型岩溶和裸露型岩溶分布区，部分发育在埋藏型岩溶分布区。
溶穴的发育和分布受岩溶发育条件的制约，一般主要沿构造断裂破碎带、褶皱轴部张裂隙发育带、质纯层厚的可溶岩分布地段、与非可溶岩接触地带分布。
岩溶的发育程度和岩溶洞穴的开启程度，是决定岩溶地面塌陷的直接因素，可溶岩洞穴和裂隙一方面造成岩体结构的不完整，形成局部的不稳定；另一方面为容纳陷落物质和地下水的强烈运动提供了充分的空间条件。
一般情况下，岩溶越发育，溶穴的开启性越好，洞穴的规模越大，则岩溶地面塌陷也越严重。
2. 覆盖层厚度、结构和性质松散破碎的盖层是塌陷体的主要组成部分，由基岩构造成的塌陷体在重力作用下沿溶洞、管道顶板陷落而成的塌陷为基岩塌陷。
塌陷体物质主要为第四系松散沉积物所形成的塌陷叫土层塌陷。
据南方十省区统计，土层塌陷占塌陷总数的96.7%。
3. 地下水运动地下水运动是塌陷产生的动力条件——主要动力。
地下水的流动及其水动力条件的改变是岩溶塌陷形成的最重要动力因素，地下水径流集中和强烈的地带，最易产生塌陷，这些地带有：（1）岩溶地下水的主径流带；（2）岩溶地下水的（集中）排泄带；（3）地下水位埋藏浅、变幅大的地带（地段）；（4）地下水位在基岩面上下频繁波动的地段；（5）双层（上为孔隙、下为岩溶）含水介质分布的地段，或地下水位急剧变化的地段；（6）地下水与地表水转移密切的地段。
岩溶区溶洞及土洞对建筑物地基稳定性影响的处理方法探讨
２ ０． １ ． ２３ １ ： ０ ０１ １ ６ ０
２１ ０ ０． １ ． ２ １ ４ ２ｌ ０ ０． Ｕ ． ２ ５ １ ０ ６： ０ ｌ ０ ６： ０
４３ ６ ７
４８ ３４ ４ ９Ｉ ３
８
７ ７
５ ９． ６ ０
可 得结 论， 统计 ２ １ ．１ ～２ １．１ ５号用 电量 ， 以上 ０ ０１． ０ ０Ｉ． ５ ２ 用 公式计算平均节 电比例为 ３ ％，节 电效果明显 。若按照节 电 ４ ３
度／ ， 天 能量 回馈器 的销售价 １ ００元 ／ ００ 台计算 ， 电费为 Ｉ ／ 元
度计算， 需要 １０ ０ （×４ ６） ６８ ００￣ １ ｘ３５＝ ． ４年才 能收 回投资 ， 客户 未必接受 ，现 按实际使用 功率 ４度 ／． ９ ＫＷ＝ ． １ ／ ／ Ｗ ５ ０２度 天 Ｋ ４
筑物 的安全使 用， 甚至发 生塌 陷事故 ， 危及人 民生命财 产安全 。 根据洞体大小 、 项板形状、 体结构和 强度 、 内充填情况 以及 岩 洞
因此 ， 随着 近年来 越来越 多的工程兴建 在岩溶地 区 ， 如何采用 岩 溶水活动等因素 ， 进行洞体稳定性分析 。如地质条件符合 下
【 关键词】 溶洞； 土洞； 地基 我国 的可溶性碳酸盐岩分布 面积达 ３４ ｘ １８ ｒ２占国土 ． ０ｋｎ， ４ 面积 的 １３以上 ， ／ 其中碳酸盐岩 出露面积约 ９ 万 ｋ ， ｌ ｍ２为岩溶 的 溶洞、 土洞对地基稳定性的影响
一
、
１ ．溶洞对地基稳定性 的影 响。当独立基础底 面 以下 ９ ７
５ ２． １ ６ ５ ６． ２ ６
５０ １ ７． ５３ ９ ７． ５８ Ｉ ７． ５ ４． ４ ８ ５ ８． ６ ８ ５ ２． ６ ９ ５ ６． ７ ９ ６ ０． ４ ０ ６ ５． ９ ０
岩溶地面塌陷稳定性数值模拟分析及防治对策:以深圳市某区域为例
岩溶地面塌陷稳定性数值模拟分析及防治对策：以深圳市某区域为例CAI Jiansi;ZHANG Hongyan【摘要】随着深圳城市化的快速发展,辖区内可用土地资源日趋紧张,合理开发利用土地就显得尤为重要.深圳市东部区域约有80 km2下伏地层为石炭系下统大塘阶石凳子组(C1 ds)可溶岩区域,岩溶较发育,影响城市公共安全和制约土地资源的合理开发利用.本文以深圳辖区内某区域为例,开展资料收集、调查、钻探等工作,通过梳理、分析历史数据,拟定岩溶的发育形态及发育规模,结合当前城市工程建设现状,利用软件FLAC3D进行数值建模和模拟分析,得出该区域可能发生岩溶地面塌陷灾害的条件,并提出合理的防治建议,以期有效促进深圳岩溶地面塌陷灾害防治工作的发展,进一步保障城市公共安全,提高土地利用率.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2019(028)002【总页数】6页(P133-138)【关键词】岩溶塌陷;数值模拟;稳定性分析;防治对策【作者】CAI Jiansi;ZHANG Hongyan【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】X431 区域地质背景深圳市地处广东省南部，东临大亚湾和大鹏湾，西濒珠江口和伶仃洋，南边隔深圳河与香港相联，北部与东莞、惠州两城市接壤。
深圳市东部某区域属于丘陵谷地-盆地地貌带，下伏地层主要有石炭系下统大塘阶石磴子组(C1ds)，为浅海台地相碳酸盐岩地层[1]，岩性主要为深灰色白云质灰岩，局部受热液变质或动热变质作用影响，常形成深灰色、灰色、灰白色、白色结晶灰岩、大理岩化灰岩、大理岩等，分布于山间谷地，上部大部分为第四系覆盖，总厚度>700 m。
2 资料收集及分析本研究收集研究区域钻孔45个，其中遇见溶洞的钻孔11个，遇洞率24.4%，钻孔岩溶率5%～10%，该区域微风化石灰岩岩层表等高线见图1。
根据《岩溶工程地质》中岩溶发育程度等级及其指标判别，该区域属于岩溶强烈发育区，需要对该区域进行稳定性分析。
路基溶洞稳定性评价及整治措施
路基溶洞稳定性评价及整治措施摘要：路基溶洞稳定性的评价对道路路基工程具有十分重要的意义，本文首先介绍了国内外普遍使用的几种路基溶洞稳定性评价方法，然后着重阐述了我国比较常见的几种路基溶洞处理方法。
关键词：路基溶洞；稳定性；评价；治理我国地域辽阔，岩溶分布广泛，具有多种发育类型，在碳酸盐分布地区存在着许多形状各异、大小不等的溶洞，在公路建设当中，含有溶洞的路基在交通荷载以及附加荷载的作用下，极有可能导致溶洞坍塌，引起道路路基或公路附属构筑物的开裂、下沉或塌陷。
在岩溶地区进行公路铺筑一直是公路建设方面面临的一个重大难题，在外荷载特别是车辆荷载的作用下，溶洞往往会因失稳而产生坍塌，发生坍塌的时间和空间很难预测，因此路基溶洞稳定性的评价成为公路工程建设中至关重要的一个问题。
1稳定性评价随着实际工程经验的不断积累和科研人员的研究不断深入，路基溶洞稳定性的评价方法及体系已日益成熟。
传统的路基溶洞稳定性评价方法就是从溶洞的性质和应力的分布着手，研究溶洞的破坏机理、塌陷的空间分带性，观测地表的移动和变形量，计算后期的位移预测，评价路基溶洞的稳定性。
目前较常用的方法有定性分析法和半定量分析法。
随着近年来计算机的发展，数值模拟计算方法也有了长足的发展，成为岩石力学研究和工程计算的重要方法，对路基溶洞的研究也取得了较多的研究成果。
现在的数值模拟方法主要有有限单元法、有限差分法、离散法、边界元法、半解析解法、以及以上方法的耦合。
绝大多数数值模拟计算法均可用于评价路基溶洞的稳定性。
1.1定性评价法定性评价法多用于初期勘探阶段选择场地和一般的地基稳定性分析评价。
定性评价法可以根据岩溶洞及围岩的边界条件，对溶洞稳定性的影响因素进行综合分析从而做出初步评价，这些影响因素主要包括岩性及岩层厚度、岩体产状、裂隙状况、顶板情况、洞穴形态与埋藏条件、充填情况和地下水等。
但是路基溶洞稳定性的评价是一项全面、复杂的系统工作，稳定性的各个影响因素之间具有一定的关联性，各个影响因素影响程度的描述也只是定性描述，难以使用确定性的方法评价出公路路基岩溶顶板的稳定性。
岩溶地区地基处理及稳定性分析
《现代工程地质学》读书报告岩溶地区地基处理及稳定性分析******学号：********班级：硕1508班专业：地质资源与地质工程指导老师：王连俊教授岩溶地区地基处理及稳定性分析岩溶地区的地质构成常常会引起地基的不均与沉降、承载力不足以及地基的塌陷或滑动等严重破坏。
而随着经济的发展，越来越多的建筑工程在岩溶地区展开，岩溶地基就成为了工程建设过程中最为突出、亟待解决的重要问题。
一、岩溶地区存在的工程地质问题岩溶地区就是我们常说的喀斯特地貌，是硫酸盐岩、碳酸盐岩等可溶性的岩石在水的腐蚀和崩塌的作用下，产生的各种地质形态、作用和现象的统称。
在这样的地区进行工程建设，建筑物的基础很容易遇到土洞、溶洞等不良的地质问题。
这些天然的土洞和溶洞都是由能够溶于水的石灰岩组成的，由于石灰岩长期受到水的冲刷和溶蚀，石灰岩的结构出现变化，日积月累就会形成土洞和溶洞。
这些天然的土洞和溶洞不管是大小还是分布都会造成工程建筑在设计和施工方面的重大影响。
在岩溶地区进行工程建筑，地基处理是工程施工中的难点，更是重点。
以下是岩溶地区可能出现的工程地质问题。
（1）地基不稳及塌陷问题由于地表的岩溶作用，石灰岩的表层会有溶沟发育，在这些发育的溶沟之间常常会残留尖棱状或者锥状的石芽，导致石灰岩地基出现高低不平的现象，从而形成石芽地基。
此外，石芽间的溶沟会被土填充，所以具有较低的强度和较高的压缩性，容易引起建筑地基的不均匀沉降，从而无法保证建筑的稳定性。
土洞地基和溶洞地基也容易在建筑物的荷重作用下产生塌陷，给建筑物造成严重的安全隐患。
（2）突水和渗漏问题在岩溶地区，由于岩体中存在的缝隙、溶洞和管道，导致在地基基坑开挖或隧道开挖时，如果有承压水，那么很容易引起地下突水，从而导致地基基坑的排水困难，严重的还会把地基淹没。
影响岩溶地基稳定性的自身因素有：溶洞顶板的厚度和跨度，洞体完整程度和充填情况，岩体强度和产状分布，岩溶裂隙发育和。
外部因素有：荷载大小和作用时间长度等。
岩溶地区溶洞顶板稳定性分析评价及其稳定性提高措施
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岩， 胶 结较 差 ， 且 结构 十 分 的松 散 ， 具有较强的透水性 。 严 重影 响 到 岩 溶 地基 的稳 定 。压 性 断裂 的裂 面 以及 压 扭 性 断 裂 的裂
较 小。 ④ 跟路 面设计 的标 高相 比， 洞室的埋深较浅。⑤ 洞室受
旦 水 位 变化 较 为 明显 ． 或者承受较大的压力 时． 则会 对 地 基 到地 下水 的影 响 依 旧在 。（ 开 挖 施 工 中会 影 响 到 洞 室 的 整体 溶 洞 周 围的 应 力情 况产 生影 响 ． 使其发生改变 。 对溶 洞顶 板 的 稳 定 性 ， 所 以 对 场 区 路 基 下 洞 室 顶 板 的 稳 定 性 差 产 生 了 初 步 稳定性产生影响。 而 对 于岩 溶 土 洞 来 说 ． 水 活动 还 会 造 成 土 洞 判 定后 ， 难 以跟 设 计 强度 的 要 求 相 符 合 。 出现 塌 陷 ， 将 地 下 水抽 取 后 ， 进行 坑道排 水、 地 表 水 渗 入 都 会 （ ２ ） 根据 顶板厚 跨 比法 ， 对 照 上 文 中的 相 关 数 据 ． 得 ｈ 几
要 的分 析 结 果 如 下 所 述 ：
２ ． ２ 溶洞 形态 对溶 洞顶板 失稳 的影 响
当洞体 的体 积 跟 基 础 尺 寸相 比较 小 时 ，延 伸 状 态 未 竖 向 井状 ， 埋深较深时 ， 则有 利 于岩 溶 的稳 定 。 而溶 洞顶 部 拱 的形
状对顶板稳 定性也有影响 ， 顶 板 呈 板 状 或拱 状 ， 对稳定有 利 ． 当顶 板 有 悬挂 岩体 、 被 裂 隙切 割 且 未胶 结 ． 对 稳 定 不 利
岩溶洞穴塌陷稳定性分析模型及应用
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald92在我国的广西、贵州以及重庆等西南喀斯特地区，岩溶塌陷是常见的地质灾害之一。
随着科学技术的发展和进步，人们对环境资源的需求面积越来越大，也更加重视对环境资源的保护和对各种地质灾害的防治。
岩溶塌陷对人类生命财产安全造成极大的威胁，引起了国内外学者的高度重视。
由于地质环境的差异，岩溶塌陷的发育具有很强的复杂性。
重力、渗透力、气动力、振动力等都是导致塌陷的力。
为此，国内外学者做了大量的研究。
康彦仁[1]等总结提出了重力致塌式、潜蚀致塌式、冲爆致塌式、真空吸蚀致塌式、振动致塌式、荷载致塌式、溶蚀致塌式、根蚀致塌式８种基本的岩溶致塌模式，其中潜蚀论和真空吸蚀论比较得到大家的认可；李前银[2]提出了“溯源潜蚀”和“土体流变”的观点；陈国亮[3]等提出导致塌陷的主要成因机理是当地下水位变动时产生的压强差效应，压强差效应并非单一的真空负压或潜蚀（管涌），既有压强差的作用，又有由此而产生的潜蚀和气蚀作用。
岩溶塌陷的形成发生,往往是多种作用的共同结果。
岩溶塌陷发育的基本条件是：一定发育程度的岩溶，一定厚度的松散覆盖层和水动力条件易于发生改变的岩溶地下水系统[4]。
所以为了避免或者减小岩溶塌陷灾害引起的损失，需要对还未发生塌陷的地下洞穴的覆盖层进行稳定性分析，达到对塌陷提前预测预警的目的。
1 岩溶塌陷的成因机制1.1 岩溶塌陷的成因机制分析按岩溶塌陷产生的根本原因是盖层的部分土体受力失稳破坏，塌陷体受到的抗塌力小于致塌力。
一般条件下,致塌力包括盖层岩土体自重力、地下水的垂向渗透力、侧向渗透力、岩土体空隙中气体的正压力或负压力、振动力、大气压力；抗塌力包括岩土体的内聚力、塌陷体周边的摩阻力、地下水的浮托力等。
对一个岩溶塌陷来说，因为引起塌陷的作用和所处的地质环境不同，不可能同时受到上述所有力的作用，但由于受力状态和产生的力学效应的不一样，且有不同的成因机制，形成不同的致塌模式，所以岩溶塌陷的形成是多种因素共同作用的结果，单一成因论无法解释在任何条件下所形成的岩溶塌陷[5]。
浅谈岩溶地基稳定性评价
浅谈岩溶地基稳定性评价浅谈岩溶地基稳定性评价摘要：本文通过分析在自然因素与人类工程活动的共同作用下，岩溶发育对地基稳定的不利因素，岩溶地面塌陷形成机制、控制因素与发展趋势，并介绍相关评价方法及适用范围。
关键词：岩溶地基；稳定性评价；岩溶塌陷中图分类号：TU4 文献标识码：A 文章编号：1.引言我国是岩溶发育的国家之一，岩溶塌陷是我国六大类地质灾害之一。
据统计：我国碳酸盐岩分布面积约为2×106km2，占国土总面积的1/5。
在川、黔、滇、桂、湘、鄂诸省呈连续分布，面积达5×105km2，是我国的主要的岩溶区。
近年来，随着城市化建设发展，各种资源开发不断增强，由此引发的岩溶塌陷问题日益突出，已成为岩溶区主要地质灾害问题。
综合灾害发生的危险性与经济易损性，开展岩溶地基稳定性研究具有更为重要的理论和现实意义。
2.岩溶发育基本条件岩溶又称喀斯特，是指可溶性岩石在水（特别是具有侵蚀性、腐蚀性的地下水）的溶蚀作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称。
其发育基本条件为：1.具可溶性岩石；2.具溶蚀能力的水；3.具良好的水的循环交替条件。
岩溶塌陷（土洞）是在有覆盖土的岩溶发育区，在特定的水文地质条件下，岩面以上的土体遭到流失迁移而形成土中的洞穴和洞内塌落堆积物以及引发地面变形破坏的总称。
土洞是岩溶的一种特殊形态，不良地质现象，由于发育速度快、分布密，对工程的影响有时甚至大于溶洞。
其发育基本条件见下图：实践中岩溶地基稳定性问题常见的有以下几种危害形式:1.地基承载力不足；2.地基不均匀下沉； 3.地基滑动； 4．地表塌陷；图1岩溶塌陷框图3.岩溶发育影响因素岩溶的发育与分布在具有一定的规律可循，但个体岩溶变异性很大。
无论何种岩溶其发育也有其共性，其中岩性与气候条件是基本，地质结构与地壳运动控制宏观，地形地貌影响强弱。
岩溶发育影响因素表4．岩溶地基稳定性评价是在查清岩溶区构造特征、岩溶发育情况及水文地质条件的基础上 ,重点对已产生的和潜在的岩溶塌陷发展趋势及其成因、控制因素进行判释 ,预测可能发生塌陷的地段和危害程度 ,并提出相应的控制、消除、治理和保护的措施与建议。
岩溶地区路基溶洞顶板的稳定性评价及应用
高速公路通常要穿过岩溶地 区， 在施工过程中不可 避免地要碰到溶洞等不 良地质的影响。影响溶洞洞体 顶板 稳定 的 因 素 很 多 ， 中 内 因有 顶 板 厚 度 及 完 整 程 其 度、 洞体跨度及形态 、 岩体强度及产状 、 裂隙状况及洞内 充填情况等因素． 夕 因有荷载大小 、 作用次数和时间、 温 度、 湿度 等 。在 施工过 程 中 ， 岩溶 空 洞 实 质 上 是 一 种 自 然水 动 力开挖 的隧道 ， 可将 其 视 为 隧 道模 型 ， 用 各 故 采 种 简化方 法进行 研究 和评 价 。 岩溶空洞稳定性分析评价过程的一般步骤为： 实际 洞体一几何模型一力学模型一数学模型一计算方 法一 结论 。其 核心 内容是 力学 模型 、 数学 模 型及计 算方 法 的 研究 ， 年来在 该领 域 内的研究 取得 较 大进 展 。其 中岩 近 溶 空洞地 基稳定 性分 析是 我们关 注的一 个重 要方 面 ， 其 分 析评 价经历 了从定 性一 半定 量一 定量 的过 程 ， 别进 分 行 了探讨 。
１。
訾
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古 佶
连 ，
顶板岩层厚度与洞径比 顶板岩层厚度与洞径 比值 值大， 顶板呈板状或 拱 小， 有悬挂岩体， 被裂隙切
状， 可见钙质沉 积 割
几慢
为密实 沉 积物 填满 且 无 未充填 ， 流 冲蚀充 填 物， 水 水冲蚀的可能 洞 中见有近期塌落物
２ 半定量 评价 方法
表 ｌ 洞 隙 稳 定 性 评 价
影响因素
对稳定性有利 厚层 皴 高的岩石
对稳定性不利
状 好一 不育胶 弄 馨 结 隙发或 潞 ” 况 氅 裂 裂 曩 舂
岩体 产状 岩层走向与洞轴正交或 岩层走向与洞轴平行， 陡倾 斜交 ， 倾角平缓 角
岩土工程勘察地基均匀性和稳定性评价方法邓宇凡
岩土工程勘察地基均匀性和稳定性评价方法邓宇凡发布时间：2021-11-10T12:47:15.922Z 来源：《建筑模拟》2021年第9期作者：邓宇凡[导读] 岩土工程勘察地基均匀性和稳定性是地质勘查的重要组成部分，一定程度上关系到岩土工程勘察效果，同时岩土工程勘察过程中，应该落实地基均匀性和稳定性的评价，通过综合评价方法的应用，实现对岩土勘察的分析。
本文笔者针对岩土工程勘察地基均匀性和稳定性评价方法进行分析研究，文章中对地基均匀性和稳定性评价方法进行分析，同时也总结了岩土工程勘察地基均匀性和稳定性的评价方法。
广东省地质灾害应急抢险技术中心广东广州 510000摘要：岩土工程勘察地基均匀性和稳定性是地质勘查的重要组成部分，一定程度上关系到岩土工程勘察效果，同时岩土工程勘察过程中，应该落实地基均匀性和稳定性的评价，通过综合评价方法的应用，实现对岩土勘察的分析。
本文笔者针对岩土工程勘察地基均匀性和稳定性评价方法进行分析研究，文章中对地基均匀性和稳定性评价方法进行分析，同时也总结了岩土工程勘察地基均匀性和稳定性的评价方法。
关键字：岩土工程；勘察；地基；均匀性；稳定性在工程建设以及勘察过程中，完成岩土勘察工作是非常重要的勘察环节，主要完成地基的有效勘察应用，实现对地质地基勘察的综合应用控制，确保勘察工作应用更加合理。
在进行岩土勘察过程中，需要根据勘察内容实现对地基均匀性和稳定性的有效分析工作，针对地基的整体稳定性情况进行分析。
在分析过程中发现地基有承载力不足或者不稳定的问题，需要做好对地基的有效控制，确保地基均匀性和稳定性施工建设更加合理。
而在进行岩土工程勘察地基均匀性和稳定性施工应用中，需要实现其技术管理。
1.岩土工程勘察工作岩土工程勘察是现代工程项目施工过程中应用的重要模块，对于工程勘察技术应用有非常重要的作用，一定程度上关系岩土勘察应用效果，确保其技术的应用更加合理，也能够在最大程度上勘察地基均匀性的应用效果。
岩溶地基土洞塌陷评价及处理
塑含 卵 石 粉质 粘 土 的岩 土参 数 值 为：重 度 ｙ＝
１． Ｎ ｍ ，粘聚 力 ｃ＝３ Ｐ ， 内摩 擦 角 ＝ ９０ｋ ／ ０ｋａ ２。 ５ ，拟 采用 筏形 基 础 … 。 以 ９ 孔 位 置 为 中 心 ，半 径 为 ３０ 的 周 围 ４钻 ．ｍ 范 围 内均 匀 补充 布置 ４个钻 孔 ，未 发现 有 土洞 ，说
２ ．０ｍ为硬塑含卵石粉质粘 土，其 中 １．０～ ７ ０ ３０ １．０ｍ为 硬 塑 粘 土夹 层 ，２ ．０ｍ 遇 石 灰 岩 ，硬 ５０ ７０
～
岩溶区地下水位 的下降 ，使 地下水 的水 力梯度 和 流速增大 ，动水压 力增强 ，从 而对岩溶 洞隙通道
中 的松 散 充 填 物 和 覆 盖 层 产 生 侧 向潜 蚀 、冲 刷 和 掏 空作 用 ，土 洞不 断 向上扩 展 而导致 塌 陷 Ｊ 。
作 者简介 ：刘之葵（ ９８） １６ 一 ，男 ，江西吉安人 ，博士 （ ） 后 ，副教授 ，主要从事岩土工程 的教学和科研工作．Ｅ ｍ ｉ ｉｚｉ ｉ ２．ｏ ． ａ ：ｌ ｈｋ ＠１６ ｃｒ ｌ ｕ ｕ ｎ
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２ ２卷
此外 ，地 表水 下 渗 也 会 产 生 的 潜 蚀 作 用 ，桂
１ ．０ ｉ，相 当 于标 高 １ ８ ８ ４４ ｎ ５ ． ４～１ ７ ９ ４ ． ０ ｍ，有 少
数 钻孔 未 见 地 下 水 ， 由此 可 知 该 场 地 的地 下 水 位
收稿 日期 ：２ ０ ０ ０ ０ ７— ２— ９ 基金项 目：广西教 育厅科研项 目（ 桂教科研 ［０４１０号） ２０ ２
（ ．中南大学 资源与安全工程学 院，湖南 长沙 ４ ０ ８ ； ．桂林 工学院 土木工程系 ，广西 桂林 １ １０ ３ ２ ５ １０ ） ４ ０ ４
岩溶地区土洞稳定性探讨
Technology Forum︱334︱2016年12期岩溶地区土洞稳定性探讨幸大军重庆市市政设计研究院，重庆 400020摘要：岩溶土洞是一种特殊的岩溶现象，具有埋藏浅、发育快、易引发地面塌陷的特点，对路桥工程的稳定性将造成严重的危害。
本文将以路桥工程为研究对象，研究岩溶土洞的发育条件和影响因素，并提出处理措施，以供相关从业人员借鉴学习。
关键词：岩溶地区；土洞；勘察方法；处理措施中图分类号：P642.252 文献标识码：B 文章编号：1006-8465（2016）12-0334-01岩溶土洞（soil cave）是指发育在可岩溶上覆土层的空洞，当地下水位在岩土交界附近频繁升降时，会潜蚀上覆土层而形成空洞。
我国岩溶地质分布面积广泛，因此加强岩溶土洞的防治，具有强烈的现实意义。
本文将立足于岩溶地区土洞形成的机理及其分布规律，深入研究岩溶土洞处置措施。
1 岩溶土洞的形成机理及其分布规律1.1 影响岩溶地区土洞形成的主要要素岩溶地区土洞的形成受岩溶地区的地层岩性、水文地质、岩溶发育情况等诸多因素影响，尤其受水文地质因素影响较大，岩溶土洞形成的基本条件，是地下水的频繁活动，随着地下水位的波动，使岩溶地区覆盖的软岩脱离母体被水流带走，从而形成岩溶土洞。
此外，土洞的形成和岩溶发育情况有一定的关联，土中颗粒在水流的作用下会发生迁移，从而造成土颗粒崩解的现象，加速岩溶土洞的形成。
1.2 土层的性质及覆盖层结构土层的类型、性质及覆盖层的结构与岩溶地区土洞的形成有一定的关系，例如土层的矿物成分的不同，其崩解的速率也有所差异，例如蒙脱石含量高的土层，其崩解速率也远远高于蒙脱石含量低的土层，因此分析土层的化学成分与矿物成分，也是研究岩溶地区土洞形成机理的一个重要环节。
据有关实验表明，土层的受侵蚀性与土层的结构关系不大，反而与土层的钙蒙脱石的含量有着直接关系。
此外，覆盖层的结构、土层颗粒的大小、土层的含水状态，都会影响土层的崩解速率，例如支架状的覆盖层结构的崩解速率就远远小于蜂窝状的覆盖层结构的崩解速率，而颗粒越小的土层越不易崩解。
含岩溶洞穴岩体地基稳定性评价方法
含岩溶洞穴岩体地基稳定性评价方法
刘健宇
【期刊名称】《公路交通科技·应用技术版》
【年(卷),期】2015(011)009
【摘要】在喀斯特岩溶地区进行公路工程等建设时,除必须正确处理与非岩溶地区相同的工程地质问题外,还要认真考虑由岩溶和岩溶洞穴引起的岩体地基稳定问题,并作好岩体地基的稳定性评价工作.在全面分析含岩溶洞穴岩体地基稳定性的影响因素的基础上,系统阐述岩溶洞穴稳定性评价方法和含岩溶洞穴岩体地基稳定性评价方法.研究结论表明,含岩溶洞穴岩体地基的稳定性评价可以分为建筑场地的稳定性评价和建筑地基的稳定性评价两个阶段.其中,建筑场地的稳定性评价是指选址和初勘阶段的区域性评价,主要是为场地选择和总体布置提供依据,应着重从岩溶的发育规律、分布情况以及稳定程度等方面,对场地的岩土工程地质条件进行评价;建筑地基的稳定性评价主要是在地基基础设计的详勘阶段,为基础设计和工程处理提供依据,属于个体岩溶形态的评价,主要针对具体建筑物下及附近对地基稳定性有影响的个体岩溶形态进行评价,也可以采用模糊综合评判法进行定量评价.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】刘健宇
【作者单位】贵州省公路局,贵州贵阳550001
【正文语种】中文
【中图分类】U416.1
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Ｈ。 一
种 较成 功 的力 学计 算 方 法 ， 方 法 特别 适 用 于 上覆 该 土层为 单层 土的条 件 ， 而对 于 多层 土该 方 法 显 得 繁
杂、 计算 机化 困难 。鉴 于此 ， 本文 在单层 土评 价 的基 础 上 ， 图寻找最 优 土层 以代 替 多 层 土来 进 行 土 洞 力 的稳定 性评 价 。
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｉ ｒ ｖ ｓ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｔ ｒ ｅ ｈ ｕ ｔ ｃ ｓ ｉ ｇ ｓｔ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｌ ｐ ｅ ｅ ｕ ｌ ｒ ｕ ｉ ｈ ｉ ａ ｅ ｍｐ ｏ ｅ ｎ ｏ ｕ ｅ ｉ ｓ ｔ ｅ ｍ ｌｉ ｏ ｔｎ ｉｕ ｔｏ ｆｃ ｌ ｓ ｑ ｉ ｂ ｉ ｍ ｎ ｔ ｅ ｚ — ａ ｉ
坍塌平 衡法是 《 筑地基 基础 设计 规范》 建
（ ５ ０ ７２ ０ ） 岩土 工程勘 察 规 范 》 ＧＢ ０ ２ — ＧＢ ０ ０ —０ ２ 和《 （ ２ ０ １
２ ０ ） 提到 的一 种 土 洞 稳定 性 评 价 方 法 。刘 之葵 ０ １均
等 ［ 认 为 ： 形 土洞 比长 条 形 土洞 的临 界安 全 厚 度 １ 圆 要 小 ， 有利 于地 基 的稳 定性 。因此 ， 研究 单纯 考 更 本 虑长条 形 土洞 ， 以保证 土洞安 全性 的最 大化 。 对 于单 层覆 盖层 ， 下伏 一长条 形 土洞 ， 根据静 力 学 ， 塌平 衡 法 推 出 的 在 基 底 附加 压 力 ｑ 坍 。的 作 用 下 ， 覆 土 层 的 稳 定 性 临 界 厚 度 Ｈ。的计 算 公 式 上
孟 振， 吴益平
（ 国地质 大 学工程 学 院 ， 汉 ４ ０ ７ ） 中 武 ３ ０ ４
摘 要 ：本 文 对 岩 溶 地 基 土 洞 稳 定 性 评 价 方 法 中 的坍 塌 平 衡 法 多 层 计 算 情 况 进 行 了 改 进 和 编 程 ， 通 过 黄 石 冶 钢 并
地 区岩 溶 实 例 的数 值 模 拟 验 证 ， 得 了较 为 理 想 的 效 果 。 取 关键 词 ：岩 溶 地 基 ； 洞 稳 定 性 评 价 ； 塌 平 衡 法 ； 土 坍 多层 计 算 ； 值 模 拟 数
第 １ ８卷 第 ６期
２０１ １年
安 全 与 环 境 工 程
Ｓ ｆｔ ｎ ｖｒ ｎ ｅ ｔ ｌ ｇｎ ｅ ｉｇ ａ ｅ ｙ ａ ｄ Ｅｎ ｉ ｍ ｎ ａ ｏ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｏ ．１ ＮＯ ６ １ ８ ．
Ｎ ＯＶ ． ２０１１
１ １月
岩溶地基土洞稳定性评价 中坍塌平衡法 的改进与应用
中 图 分 类 号 ： Ｕ４ ０ ３ Ｔ ７ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ １１ ５ （０ １０ —１ ２０ １７ —５ ６２ １ ） ６０ ２ —３
Ｉ ｐ ｏ ｅ ｅ ｔ ａ ｄபைடு நூலகம்Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｌａ ｅ Ｅｑ ｉｉ ｒ ｕ ｎ ｔ ｅ ｍ ｒ ｖ ｍ ｎ ｎ ｌｃ ｔｏ ｆ Ｃｏ ｌ ｐｓ ｕ ｌｂ ｉ ｍ ｉ ｈ
Ｓｍ ｌ ａ ｉｎ ｉ １ ｔｏ 】
０ 引 言
我 国岩溶 分 布广 、 面积 大 、 型 多 ， 世界 上 岩 类 是
坍塌平衡 法及其改进
１ １ 坍 塌平 衡法简 介 ．
溶发育 最为广 泛 的 国家 之一 。岩 溶作 为不 良地质 条
件之 一 ， 形 成 机 理 、 坏 形 式 、 测 方 法 、 价 方 其 破 探 评 法、 处理 措施 等 均受 到 国 内学 者 的高 度 重 视 。在 大 型 的工 程建 设项 目中 ， 尤其 是线 状工 程 中 ， 由于溶 洞 的数 量多且 分 布 密 度 大 ， 得 数 据 的处 理 繁 杂 、 使 困 难 。随着计 算机 技 术 的发 展 与应 用 ， 得 大量 数 据 使 的处 理变 为可能 ， 是 如 何 将 复 杂 的计 算 公式 转 化 但 为计 算机 语言 ， 是工 程人 员面对 的 相对 困难 的问题 。 岩溶 地基 土洞稳 定性 评价 方法 中的坍塌平 衡法 是一
Ｓｔ ｂ ｌｔ ａ ｕ ｔｏ ｆ Ｋａ ｓ ｏ ｌＣａ ｅ Ｆｏ ｎｄ ｔｏ ａ ｉｉｙ Ｅｖ ｌ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｔＳ ｉ ｖ ｕ ａ ｉｎ
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（ ａ ｕｔ ｆ Ｅ ｇ ｎｅｉｇ， ｈｎ ｎｖ ｒｉ ｆ Ｇ ｏｃｅ ｃｓ Ｗｕ ａ ３ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｆ ｃ ｌ ｏ ｎ ｉｅｒｎ Ｃ ｉａＵ ｉｅｓｔ ｏ ｅ ｓｉ ｅ ， ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｈ ｎ ） ｙ ｙ ｎ
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