鄂州岩溶地面塌陷原因及机理分析

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翻新时间：2022-08-06

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鄂州岩溶地面塌陷原因及机理分析

【摘要】文章结合笔者的实际工作经验，阐述了鄂州市泽林镇境内中心城区的场地地质条件，在此基础上针对鄂州岩溶地面塌陷原因及机理分析进行总结与分析与探讨，从中提出了自己的看法与建议，仅供参考。

【关键词】岩溶地面；塌陷原因；机理；建议

1 工程概况

2 场地地质条件

根据钻探揭示，测区覆盖层总体可分为填土层、坡残积黏土（粉质黏土）、冲洪积粉质黏土、粉细砂层及风化残积土层四大类。

（1）填土：由于测区属城镇，人为活动频繁，表层普遍分布填土层，以构筑物、道路设施基底素填土和其他区域杂填土为主，主要成分为黏土、粉质黏土、碎石土、风化岩类，局部有建筑垃圾、生活垃圾等。填土层成分不均匀、填筑密实度不均匀、物理力学性质不均匀。

（2）坡残积黏土、粉质黏土：褐黄色～褐红色，可塑～硬塑，普遍含铁锰质结核及其氧化物，高岭土团块，局部呈网纹状，中心城区大面积分布，是本区域覆盖层的主体组成部分，其密度较大、孔隙比较小、含水量较低、力学性质较好，一般可作为当地低矮建筑物天然地基持力层使用。

（3）冲洪积粉质黏土：褐黄色为主，软塑～可塑，夹粉细砂，主要发育在丘间洼地区域，在城区范围内基本被剥蚀掉，仅零星分布在泽程路一带及三力重工厂区附近及泽林小学-宏图公司一带区域。该层孔隙比较大，一般大于1，密度较小，工程性质较差，在岩溶水活动强烈局域是其主要的掏蚀、吸蚀对象。

（4）全风化层（风化残积土）：中心城区南北两侧下伏基岩为三叠系蒲圻组泥质粉砂岩，为软弱岩类，风化较为严重，上部多呈全风化状，以土夹石的形式存在，土石比例约为7：3，浅黄色、紫红色，土为可塑～硬塑状，孔隙比较大，透水性较好。

3 地面塌陷原因及机理分析

3.1地面塌陷原因分析

岩溶地面塌陷是岩溶空洞发育区上覆盖层岩土体在内外动力条件作用下产生的破坏、塌陷现象。岩溶塌陷是受多种因素影响和作用的结果，岩溶发生塌陷，要具备开口的岩溶、上覆松散盖层岩土体和地下水活动的动力条件，是岩溶产生塌陷所具备的三要素，如下图1。

3.2 岩溶地面塌陷受力分析

根据钻孔资料，溶洞上方第四系覆盖层厚度大约11～35.8m，若扰动土层是存在于基岩和风化砂页岩的接触带，很难在外力作用下产生塌陷（抗塌力远大于致塌力），因此扰动土层存在一个向上逐渐发展的过程，即存在比较明显的内部塌陷阶段。扰动土层在岩土接触面初步形成后，在地下水作用下逐渐被掏空，当覆盖层厚度减小到不足以维持原有的平衡，在外力触发因素和自身重力下发生塌陷。

根据场地塌陷实际条件，可概化出场地的塌陷体受力模式见图2。

从式（3）可以看出，Fs和D成反比，当其它相同时，稳定性系数随着洞孔直径的增大而降低。

4 结论与建议

综上所述，通过对鄂州岩溶地面塌陷原因及机理分析，得到了以下几个方面的结论：

（1）泽林镇中心城区部分区域下伏覆盖型和埋藏型可溶岩，岩溶较为发育。其中覆盖型岩溶分布范围是：泽翁路-福盛社区-恒大彩钢厂一带以南至泽杜路-汉唐彩瓦厂-三力重工-天然气站一带以北，为广泛的第四系土层覆盖；埋藏型岩溶的分布范围是：泽翁路-福盛社区-恒大彩钢厂一带以北及泽杜路-汉唐彩瓦厂-三力重工-天然气站一带以南两个区域，上覆层为整合接触的蒲圻组泥质砂岩及大面积侵入超覆的花岗斑岩、闪长岩。即城区中心为覆盖型、两端为埋藏型。

（3）泽林镇岩溶含水体本属相对封闭的含水系统，补给条件较差，过大的疏排抽采地下水是导致地下水位大幅下降的直接原因。其中程潮矿疏排地下水位的影响较小，广山矿疏排矿坑地下水对本地岩溶地下水位影响较为显著。