漏斗形巖溶洞穴土質蓋層穩定性分析方法

朱學坤， 王小委， 李洪梅

(江西交通職業技術學院 路橋工程系， 江西 南昌 330013)

0 引言

巖溶塌陷是指可溶巖洞隙上方的巖、土體在自然或者人為因素作用下產生變形破壞，并在地面形成塌陷坑(洞)的一種巖溶動力地質作用與現象，其實質是在地殼運動和演化過程中由內、外地質營力相互制約、相互作用及影響，使得致塌力超過抗塌力而產生的結果，是巖溶地區廣泛存在的地質災害之一[1]。據統計，我國目前有詳細記錄的巖溶塌陷1500多起，形成的塌陷坑數量45000多個，由巖溶塌陷帶來的經濟損失巨大[2]。

關于巖溶塌陷形成機理，國內外研究成果較多，概括起來主要包括真空吸蝕理論、滲透潛蝕理論和氣爆理論等[3-5]，而針對巖溶塌陷發生前蓋層的穩定性問題，相關文獻報道較少。巖溶塌陷是多因素耦合作用的結果，且塌陷形成過程漫長，為更好地揭示巖溶地區塌陷發生機理，及時預報塌陷災害，必須對巖溶洞穴蓋層穩定性進行分析。彭祖武等[6]引用基礎工程學中矩形獨立承臺受柱沖切計算模型，推導了巖溶地面塌陷階段計算公式，公式能很好地預測湘中地區典型巖溶塌陷，但該方法只適用于蓋層為堅硬巖體的情況，對于松散土質蓋層適用性欠佳；賀可強等[7]基于極限平衡理論建立了考慮滲壓效應的塌陷模型，并對棗莊市巖溶塌陷進行了分析驗證，表明建立的塌陷模型一定程度上能預測蓋層穩定性，但該模型忽視了洞穴蓋層局部穩定性問題；……