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曲阜市刘家庄覆盖型岩溶塌陷影响因素与形成机制

郭耀华 康凤新 冯亚伟 秦鹏 武玮 李嘉龙 崔洋 隋海波 郑婷婷 刘小天

郭耀华,康凤新,冯亚伟,等. 曲阜市刘家庄覆盖型岩溶塌陷影响因素与形成机制[J]. 中国岩溶,2025,44(6):1173-1185, 1197 doi: 10.11932/karst2025y009
引用本文: 郭耀华,康凤新,冯亚伟,等. 曲阜市刘家庄覆盖型岩溶塌陷影响因素与形成机制[J]. 中国岩溶,2025,44(6):1173-1185, 1197 doi: 10.11932/karst2025y009
GUO Yaohua, KANG Fengxin, FENG Yawei, QIN Peng, WU Wei, LI Jialong, CUI Yang, SUI Haibo, ZHENG Tingting, LIU Xiaotian. Influencing factors and formation mechanism of covered karst collapse in Liujiazhuang, Qufu City[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2025, 44(6): 1173-1185, 1197. doi: 10.11932/karst2025y009
Citation: GUO Yaohua, KANG Fengxin, FENG Yawei, QIN Peng, WU Wei, LI Jialong, CUI Yang, SUI Haibo, ZHENG Tingting, LIU Xiaotian. Influencing factors and formation mechanism of covered karst collapse in Liujiazhuang, Qufu City[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2025, 44(6): 1173-1185, 1197. doi: 10.11932/karst2025y009

曲阜市刘家庄覆盖型岩溶塌陷影响因素与形成机制

doi: 10.11932/karst2025y009
基金项目: 国家自然科学基金项目(42072331,U1906209);泰山学者工程专项经费(tstp20230626)
详细信息
    作者简介:

    郭耀华(1998-),男,在读硕士研究生,水利工程专业。E-mail:420955801@qq.com

    通讯作者:

    康凤新(1968-),男,教授,博士,博士研究生导师,主要从事水文地质与地热地质研究。E-mail:kangfengxin@126.com

  • 中图分类号: P642.25

Influencing factors and formation mechanism of covered karst collapse in Liujiazhuang, Qufu City

  • 摘要: 截至2019年底,曲阜市刘家庄村先后发生岩溶塌陷4起,塌陷点7处,造成房屋损毁,农田破坏,刘家庄村全村搬迁。为查明曲阜市刘家庄村岩溶塌陷的影响因素与成因机制,在刘家庄村开展了岩溶塌陷地面调查、地球物理勘探、水文地质钻探、土工试验、岩溶地下水动态变化监测等工作,系统研究了刘家庄村岩溶发育程度,覆盖土层厚度、结构、物理力学性质以及岩溶地下水动力特征。研究结果表明:研究区浅部岩溶发育强烈,塌陷点处于岩溶裂隙强发育区内;覆盖土层厚度变化较大,塌陷点处土体厚度为35~45 m。土层结构可分为单层、双层和多层结构,塌陷主要发生于双层结构土体中。塌陷主要发生于地下水位变化迅速、变化幅度大的承压–无压波动状态,以及集中降雨后岩溶水位急剧上升期。单层土层结构主要为潜蚀作用致塌,双层土层结构主要为负压吸蚀作用和集中降雨引起的渗透潜蚀作用、增荷软化效应。

     

  • 图  1  研究区地理位置与构造图

    Figure  1.  Geographical location and structure of the study area

    图  2  研究区水文地质剖面图

    Figure  2.  Hydrogeological profile of the study area

    图  3  研究区三维水文地质立体图

    Figure  3.  Three-dimensional hydrogeological stereogram of the study area

    1  岩溶塌陷现状

    1.  Status of karst collapse

    图  4  塌陷点分布与钻孔布置图

    Figure  4.  Distribution of collapse points and layout of boreholes

    图  5  岩溶发育程度分区

    Figure  5.  Zoning of karst development degree

    图  6  研究区第四系厚度等值线图

    Figure  6.  Thickness contour map of quaternary system in the study area

    图  7  岩溶塌陷地质模式示意图

    Figure  7.  Schematic diagram of geological model for karst collapse

    图  8  研究区岩溶塌陷与地层、降雨量、岩溶水位关系图

    Figure  8.  Relationship between karst collapse and strata, rainfall as well as karst water level in the study area

    图  9  地下水动力模式

    Figure  9.  Groundwater dynamic model

    图  10  单层土层结构岩溶塌陷演化过程

    Figure  10.  Evolution process of karst collapse in the single-layer stucture

    图  11  双层土层结构岩溶塌陷演化过程

    Figure  11.  Evolution process of karst collapse in the double-layer structure

    表  1  岩溶塌陷点一览表

    Table  1.   List of karst collapse points

    塌陷点编号塌陷时间直径/m深度/m备注
    TK12016年5月19日107~8村庄东南角
    TK22016年5月19日106~7村庄东南角
    TK32016年5月24日128~10村庄东南角
    TK42016年之前54村西南角田地
    TK52015年35村西居民家中
    XTK12019年8月2日10~158~12村东南角民房
    XTK22019年8月2日10~158~12村东南角民房
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    表  2  钻探揭露溶洞发育情况表

    Table  2.   Development of karst caves revealed by drilling

    钻孔
    编号
    孔深/m 灰岩顶板
    埋深/m
    溶洞顶板
    埋深/m
    溶洞高
    度/m
    ZK1 43.0 37.5 40.2 1.6
    ZK3 39.0 37.0 37.0 2.0
    ZK4 48.0 41.3 45.5 2.5
    ZK5 43.0 41.0 41.0 2.0
    K1 21.0 19.7 19.7 0.8
    K7 75.0 69.3 69.3 2.3
    K8 71.5 67.0 67.0 2.0
    K9 72.0 65.5 65.8 4.8
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    表  3  覆盖土层特征情况表

    Table  3.   Characteristics of overlying soil layers

    塌陷点土层性质岩性土层结构土层厚度/m
    TK4、TK5临沂组砂类土为主单层结构20~40
    TK1、TK2、TK3、XTK1、XTK2临沂组上部砂类土,底部为粉质黏土双层结构40~50
    未见塌陷点临沂组粉质黏土与砂类土互层,底部为粉质黏土多层结构大于60
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-12-23
  • 录用日期:  2025-06-04
  • 修回日期:  2025-05-28
  • 刊出日期:  2025-12-25

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