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土洞型岩溶塌陷发育过程气体示踪试验研究——以广州金沙洲为例

李卓骏 蒙彦 董志明 贾龙 潘宗源 管振德 周富彪

李卓骏, 蒙彦, 董志明, 贾龙, 潘宗源, 管振德, 周富彪. 土洞型岩溶塌陷发育过程气体示踪试验研究——以广州金沙洲为例[J]. 中国岩溶, 2021, 40(2): 238-245.
引用本文: 李卓骏, 蒙彦, 董志明, 贾龙, 潘宗源, 管振德, 周富彪. 土洞型岩溶塌陷发育过程气体示踪试验研究——以广州金沙洲为例[J]. 中国岩溶, 2021, 40(2): 238-245.
LI Zhuojun, MENG Yan, DONG Zhiming, JIA Long, PAN Zongyuan, GUAN Zhende, ZHOU Fubiao. Experimental study of gas tracer simulation of karst collapse development process: An example of Jinshazhou, Guangzhou[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2021, 40(2): 238-245.
Citation: LI Zhuojun, MENG Yan, DONG Zhiming, JIA Long, PAN Zongyuan, GUAN Zhende, ZHOU Fubiao. Experimental study of gas tracer simulation of karst collapse development process: An example of Jinshazhou, Guangzhou[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2021, 40(2): 238-245.

土洞型岩溶塌陷发育过程气体示踪试验研究——以广州金沙洲为例

基金项目: 国家自然科学基金项目(41877300, 41302255);广西重大科技创新基地建设项目(岩溶动力学重点实验室建设);社会服务项目(峰丛地貌岩溶区绿色公路特长隧道建设关键技术);中国地质调查项目(1212011220192,DD20190266);广西基金项目(2018GXNSFAA294020);国家基本科研业务项目(川藏铁路长大深埋隧道岩溶及高压岩溶水评估)

Experimental study of gas tracer simulation of karst collapse development process: An example of Jinshazhou, Guangzhou

  • 摘要: 运用气体示踪进行土洞型岩溶塌陷监测预警是一种比较新的技术方法,其原理是通过气体在不同形状、规模的土体孔隙、裂缝和土洞中的运移规律研究,分析气体特征值与土体变形破坏的关系,进而间接判断土洞的发育情况,实现岩溶塌陷监测预警。本文以广州市金沙洲岩溶塌陷区为例,通过室内物理模型试验再现了土洞发育、形成到地面塌陷的全过程。运用气体示踪技术,按照土洞形成、土洞发育、土洞堵塞、土洞扩大和土洞塌陷五个过程,研究气体浓度、气体聚集时间等参数指标与土洞不同发育阶段的关系。结果表明:①土洞型岩溶塌陷发育程度与示踪气体浓度存在对应关系,气体浓度升高反映了土体变形破坏的进一步发育;②土体变形破坏程度与示踪气体浓度总体呈正相关关系,距离地面塌陷点越近浓度越高;③土体变形破坏程度与示踪气体浓度达到峰值浓度时间存在对应关系,距离地面塌陷点越近,气体浓度达到峰值的时间越快。根据以上试验结果,运用气体示踪技术进行土洞型岩溶塌陷监测预警是可行的,后期应探索预警阈值并进行野外现场实际验证。

     

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