環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)五教學(xué)提綱

1、環(huán)境工程地質(zhì)學(xué)五 新的自然塌陷 （1）地下水位變化急劇引起的塌陷 （2）地震引起的塌陷 （二）人為塌陷 由于人類的經(jīng)濟(jì)工程活動(dòng)改變了天然條件下地表的穩(wěn)定平衡狀態(tài)而造成的塌陷。 排水、抽水、蓄水、荷載、振動(dòng)、滲水 2影響巖溶塌陷的環(huán)境因素 一、水 （一）地下水 1、水位降深越大，塌陷相應(yīng)增多。 2、水力坡度大，塌陷增多。 3、地下水位升降速度越快，塌陷頻率越高。 （二）降水入滲 1、降雨量大小決定入滲量的大小，進(jìn)而影響滲透力大小。 2、降雨后地表積水厚度大小，決定水力坡度的大小。 3、天旱后降雨，入滲量猛增，增大滲透壓力和水力坡度。 （三）地表水入滲二、覆蓋層（一）覆蓋層的含水量1、覆蓋層為土體

2、時(shí)，含水量增多，凝聚力降低，抗塌力減小。2、覆蓋層為土體時(shí)，含水量增多，內(nèi)摩擦角減小，抗塌力減小。3、覆蓋層為土體時(shí)，含水量增多，其下巖溶腔的真空度增大，致塌力變大。4、覆蓋層含水量增加，自重力加大，致塌力增大。 （二）覆蓋層的性質(zhì) 1、覆蓋層土體的物理力學(xué)性質(zhì)與塌陷關(guān)系甚為密切。 2、土體的滲透系數(shù)K值大者，滲透力大易塌陷，但真空度則小，不易導(dǎo)致真空吸蝕致塌。 （三）覆蓋層的厚度 （四）覆蓋層的土石類型與結(jié)構(gòu) 1、砂性土比粘性土易于塌陷。 2、砂頁(yè)巖和石膏層中時(shí)有塌陷。 3、粘性土的塌陷坑多呈豎井和壇狀，砂性土則多呈漏斗狀。三、巖溶1、巖溶發(fā)育程度制約地面塌陷的頻率和規(guī)模。2、淺層巖溶發(fā)育、

3、開口的巖溶形態(tài)機(jī)率高，塌陷機(jī)率高。3、充填的巖溶洞隙，如不被擠出，則不會(huì)發(fā)生塌陷；反之，則易塌陷。4、在平原洼地、漏斗等巖溶負(fù)地形發(fā)育的地貌中，巖溶塌陷較斜坡巖溶正地形更易塌陷。5、有水力聯(lián)系的洞、隙，塌陷則活躍。6、塌陷直徑與洞隙直徑有關(guān)。四、其它（一）地質(zhì)構(gòu)造（二）抽水井管結(jié)構(gòu) 3 巖溶塌陷的形成機(jī)制 一、致塌力與抗塌力分析 致塌力 巖土體自重力、地下水垂向滲透力、地下水側(cè)向滲透力、振動(dòng)力、巖土體中氣體正壓力、 、巖土體中氣體負(fù)壓力、荷載力。 抗塌力 巖土體的內(nèi)聚力、周邊摩擦力、地下水的浮托力。 二、巖溶塌陷成因理論 1、潛蝕論 土洞形成必須具備的三個(gè)條件： a.下伏基巖中巖溶發(fā)育。 b.

4、 水動(dòng)力條件變化大。 c.上覆土層較松散且有一定厚度。 2、真空吸蝕論 3、氣爆論 4、液化論 4巖溶塌陷的預(yù)測(cè) 地點(diǎn)、時(shí)間、強(qiáng)度 地質(zhì)條件分析是基礎(chǔ)，確定致塌因素是關(guān)鍵。 一、定性預(yù)測(cè)方法 主要根據(jù)地下水、覆蓋層情況、巖溶發(fā)育情況對(duì)巖溶塌陷可能性進(jìn)行定性預(yù)測(cè)。一、定性預(yù)測(cè) 在覆蓋型巖溶區(qū)的丘陵、平原、溶蝕洼地、谷地及地形分水嶺的溶蝕槽谷等地帶，具有下列條件之一者，則可能發(fā)生巖溶地面塌陷，但程度有別。1、地下水位僅在土層中頻繁波動(dòng) 地下水位在土層中波動(dòng)有兩種情況，一種是土層的潛水位，一種是基巖含水層中的承壓水位。當(dāng)?shù)叵滤谎杆俅蠓认陆禃r(shí)，兩者都易形成壓強(qiáng)差及土顆粒運(yùn)移，產(chǎn)生土洞導(dǎo)致塌陷。地下

5、水位上升時(shí)，發(fā)生頂起，使土體結(jié)構(gòu)散離，為土粒運(yùn)移創(chuàng)造了條件，同樣構(gòu)成破壞。2、地下水位僅在基巖中頻繁波動(dòng) 基巖中的溶洞地下水，水位下降時(shí)，與水源相通的開口巖溶裂隙與溶洞處將發(fā)生塌陷，地下水位上升，同樣發(fā)生頂托作用。3、地下水位在基巖與土體界面處劇烈波動(dòng) 這種波動(dòng)如果是反復(fù)性的，對(duì)土體破壞性更大，塌陷更易發(fā)生。4、抽取地下水，引起地下水位有較大下降的地段。5、坑道中滲漏、排水引起地下水位有較大的下降地段。 6、在抽取地下水可能形成的降落漏斗范圍之內(nèi)或與巖溶管道相通的降落漏斗以外的地帶。 7、地表易于積水入滲的地段。 8、覆蓋土較薄的地段，其厚度10m時(shí)，更易塌陷。 9、覆蓋層屬砂性土類。 10、覆蓋層屬二元以上結(jié)構(gòu)，尤其靠基巖面為粗粒土地段。 11、巖溶發(fā)育且埋藏淺的地段。 12、可溶巖與非可溶巖接觸帶和利于巖溶發(fā)育的構(gòu)造帶上。 13、古老塌陷與漏斗頻布地段。 14、較平緩斜坡、覆蓋松軟巖層或土層，下部有暗河的地段。 15、近期塌陷發(fā)生的地段。二、半定量評(píng)價(jià) 三、定量評(píng)價(jià)四、根據(jù)塌陷因素進(jìn)行評(píng)價(jià) 2）逐步判別分析 從所給定的m組樣品n個(gè)變量中，根據(jù)每一變量在各組判別式中起的重要性不同，剔除判別效果不顯著的變量，挑出判別效果顯著的量進(jìn)入判別式。 多元統(tǒng)計(jì)分析法所選取的