APP下载

基于层次分析法的杭长高速岩溶塌陷易发性评价

2018-01-24杨木易邵长杰陈植华彭丁茂郑束宁

安全与环境工程 2018年1期
关键词:覆盖层易发赋值

曾 斌,杨木易,邵长杰,陈植华,彭丁茂,郑束宁

(1.中国地质大学(武汉)环境学院,湖北 武汉 430074;2.建设综合勘察研究设计院有限公司岩土二公司,北京 100007;3.浙江省交通规划设计研究院,浙江 杭州 310000)

浙江省以覆盖型岩溶为主,岩溶区内地面塌陷地质灾害具有极强的隐蔽性和突发性,主要的岩溶现象以地下埋藏空洞、溶蚀沟槽、洞穴溶隙和暗河等为主[1-4]。浙江省已建的杭金衢高速、黄衢南高速、杭徽高速、绍诸高速、杭新景高速、杭长高速北延、杭宁高速等高速公路,由于部分段穿越覆盖型岩溶地区,在建设中遇到了不少地面塌陷或桥梁施工时的塌孔和漏浆问题,直接影响和威胁到了高速公路工程的安全稳定、施工难度及工程造价。如2001年1月杭金衢高速公路衢州段建设过程中,常山港特大桥施工中遇到溶洞,3 m高的钢护筒突然下沉,地表出现了一个直径6 m多、深3 m的大洞;衢南高速公路某段于2010年发生路面塌陷,塌坑平面呈8.3 m×7 m椭圆形,深约6 m,对公路的运营安全产生了直接影响。

鉴于覆盖型岩溶区塌陷的隐蔽性及危害性,诸多学者对岩溶塌陷的易发性进行了研究。如Gao等[5]通过建立评估模型,量化了基岩岩性、基岩覆盖层厚度、岩溶塌陷密度及邻域的影响,并利用GIS技术评价了明尼苏达州东南地域的岩溶塌陷易发性;Taheri等[6]对伊朗Hamadan省的岩溶塌陷易发性进行了评价;Doctor等[7]应用地质权重回归分析GWR法对西弗吉尼亚Jefferson县的岩溶塌陷易发性进行了评价;曾晓燕等[8]、康厚荣等[9]、潘宗源等[10]将层次分析法与GIS技术相结合,对研究区进行了岩溶塌陷易发性评价;谷永磊等[11]、毛邦燕[12]、魏爱华等[13]以灰色模糊集合理论为基础,建立了岩溶塌陷灰色模糊综合评判模型,对隧道区进行了岩溶塌陷危险性评价;陈静等[14]、金江军等[15]分别采用人工神经网络模型对唐山市和鞍山城区岩溶塌陷易发性进行了区划[16];周国清等[16]使用逻辑回归模型对来宾市的岩溶塌陷进行了敏感性评价。

综上可见,在过去的研究中对于区域性的岩溶塌陷易发性研究较多。但由于线性工程本身对于所经过路段地下水流场会有所影响,同时对于工程建设或管理部门而言,线性工程通过地段的塌陷易发性评价成果将更具有针对性与实用性。鉴于此,本文拟通过对影响浙江省公路建设的岩溶环境因素的分析,建立合理的评价指标体系,并基于层次分析法,以浙江省在建杭长高速公路为例,完成该线路段岩溶塌陷易发性评价,以为浙江省公路工程的规划、建设与防灾减灾管理提供有益参考。

1 项目基本概况

在建杭长高速公路北延段以杭长高速公路泗安至安城段与申苏浙皖高速公路交叉点(泗安枢纽)为起点,向北经二界岭、白岘,终于浙苏界至江苏宜兴茗岭镇,线路全长30.42 km。在地质勘察过程中,该线路多个路段均揭露了不同程度的岩溶现象。

1. 1 气象水文条件

研究区多年平均降雨量为1 100~1 350 mm,其中5~6月份为梅雨季节,降雨量小而持续时间长,有利于地下水补给,7~10月份受热带风暴及台风影响,常降大雨或暴雨。

研究区流域范围内较大河流为泗安港、合溪等,注入太湖,均属长江水系,河流呈山溪间歇性特征,源短流急,谷地狭小,河床比降大,水位、水量受大气降水的季节性变化影响显著,洪水暴涨暴落,洪水期发生在5、6月份和8、9月份期间,水位变化幅度达4~10 m,大暴雨过后易形成山洪,在枯水季节常以排泄地下水来维持其径流。

1. 2 地形地貌条件

研究区位于浙江省北部,地形起伏较大,地貌单元多,受构造影响,山脉、沟谷总体呈北东走向,地势上总体北高南低。研究区南部属长兴—泗安盆地,地貌上以地形平坦开阔的冲积、冲洪积平原和低缓丘陵为主;北部多呈丘陵间夹沟谷地貌,地形起伏大,一般地面高程为70~500 m,线路影响范围内最高点为与江苏省分界的黄塔顶,海拔高程为611.5 m。

1. 3 区域地质条件

1.3.1 地层岩性

研究区地层发育较齐全,自寒武系至第四系地层均有出露。第四系地层主要包括残坡积层、上更新统坡冲积、冲洪积层和全新统冲积层。第四系下伏基岩为碳酸盐岩,出露的地层主要包括震旦系西峰寺组,寒武系大陈岭组、杨柳岗组、华严寺组、西阳山组,奥陶系砚瓦山组,石炭系黄龙组、船山组,二叠系栖霞组、茅口组,三叠系青龙组。

1.3.2 地质构造

研究区所处大地构造位置为扬子准地台之钱塘台褶带,三叠纪印支运动以北东向褶皱构造为主,伴有断裂发生,形成本区的构造雏形;侏罗纪燕山运动早期以断裂为主,伴有岩浆活动,奠定了本区构造的基本轮廓,晚期表现为断陷沉积;喜山期以差异沉降运动为特征,北东向和北西向断裂构成了本区构造的基本格局。对本区影响较大的断裂有湖州-嘉善大断裂、长兴-奉化大断裂,褶皱构造有杭垓-长兴复向斜。

2 高速公路岩溶塌陷易发性评价指标体系的构建

2. 1 评价精度的选择

在运用GIS进行岩溶塌陷易发性评价时,需要先统一各评价因子的精度。评价因子的精度越高,评价结果越准确,但是处理的数据就越多,花费的时间也越长,对计算机硬件的要求越高;评价因子的精度越低,评价结果的可信度就越差。

GIS中能够用于空间分析和叠加分析的主要有栅格数据和矢量数据两种类型。由于影响因子中除了地形地貌因子是栅格数据外,其余均为矢量数据,因此DEM空间分辨率可作为单元尺度选择的参考。研究区DEM数据精度为30 m,综合考虑评价的精度和硬件设施条件,将评价单元栅格大小定为30 m,即每个像元代表30 m×30 m的工作区面积。由于本次研究区的面积较大、范围较广,出图比例尺为1∶50万,比例尺较小,而且是研究塌陷易发区,因此30 m精度可满足要求。矢量文件以广德幅、临安幅、建德幅、诸暨幅、杭州幅、苏州幅、旌德幅、衢县幅、屯溪幅、和金华幅1∶20万区域地质图为底图进行矢量化。

2. 2 指标选取原则

层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)是将评价模型分为目标层、准则层、方案层等不同层次,通过相同层次两两因素之间的对比,逐层比较多种关联因素之间的重要性,最后确定其整体影响特征的方法。评价岩溶地面塌陷易发性的指标众多,并且每一种评价指标中均包含了多个不同的评价因子,虽然各单因素对岩溶塌陷易发性的重要程度难以直接确定并加以量化,但是根据对基础资料的分析,并结合野外调查结果,两个因素之间的相对重要性还是比较容易确定的。因此,可以利用层次分析法确定各单因素对岩溶地面塌陷影响的重要程度。

而在进行覆盖型岩溶塌陷易发性评价时,评价指标的选取必须遵循综合性、客观性、重要性、类比性和实用性原则。

2. 3 指标的筛选及量化

岩溶塌陷是多因素共同作用形成的,浙西北覆盖型岩溶塌陷的影响因素主要有岩溶发育条件、覆盖层条件、区域构造、地下水活动和工程建设等。其中,岩溶发育条件是发生岩溶塌陷的最基本条件,是地下水和塌陷物质的存储场所和物质转移通道;覆盖层条件是岩溶塌陷的物质来源,也是岩溶塌陷发生的主要控制因素,其与岩溶发育条件共同构成了浙西北覆盖型岩溶塌陷形成的内因;地下水活动、地形地貌和工程建设控制水文条件,是岩溶塌陷发生的主要动力条件。据此分层次建立了浙西北在建杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价指标体系的层次结构模型,见图1。

图1 杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价指标体系层次 结构模型Fig.1 Hierarchy index model of karst collapse suscepti- bility index system for Hangchang expressway

依据图1中层次分析的思想,可以初步确定如下8个影响因子:岩溶发育情况和溶蚀情况、钻孔遇洞率、覆盖层岩性、覆盖层厚度、地下水水位埋深、地下水流向与高速公路的空间关系、地形坡度和距断层距离。但这仅仅是从岩溶塌陷机理分析的角度来看待影响因子的,即因子与岩溶塌陷是否有关;从另一个方面,即利用影响因素进行岩溶塌陷易发性评价的角度来看,还必须考虑到因子是否具备大规模区域采集和进行数字化的可能性,基于这一考虑,本文对初步选定的8个影响因子再逐一进行进一步的筛选,并根据筛选后评价因子对岩溶塌陷易发性的影响程度,以数值“1~7”按照等差数列对评价因子进行赋值,赋值越大,代表对岩溶塌陷易发性的影响程度越大。

2.3.1 岩溶发育情况和溶蚀情况

第四系下伏基岩为碳酸盐岩是岩溶塌陷形成的物质基础,直接影响岩溶发育情况和溶蚀情况。碳酸盐岩纯度是直接控制岩溶发育强度的内在因素,岩性不同的碳酸盐岩其所含可溶性矿物成分含量不同,即碳酸盐岩纯度不同。碳酸盐岩中可溶性矿物主要为方解石(CaCO3)和白云石两类,方解石含量越高,岩石溶解性越强,岩溶越可能发育,因此岩溶发育情况和溶蚀情况可以由第四系下伏基岩岩性反映。据中国岩溶学研究,碳酸盐岩的可溶性可以分为5个等级:灰岩,白云质灰岩、泥质云灰岩,灰质白云岩、白云岩、泥质灰岩,泥质灰云岩、泥质白云岩,非可溶岩。据此将研究区下伏基岩分为灰岩、白云质灰岩、泥质灰岩和白云岩三类。

该指标无法从1∶20万地质图上直接获取,地质图上只可以获取裸露的碳酸盐岩区域的岩溶发育情况和溶蚀情况,但是该指标可以根据地质图上第四系两侧碳酸盐岩地层界线的走向趋势、碳酸盐岩地层的倾向以及利用断层作为地层界线进行判断推测,通过人工圈画进行采集。岩溶图层采集完毕之后,运用ArcGIS将得到的矢量图件转化为栅格图件。

根据不同碳酸盐岩岩性对岩溶塌陷的影响程度不同,对研究区下伏碳酸盐岩区域岩溶发育情况和溶蚀情况进行赋值(见表1),赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图2。

表1 研究区岩溶发育情况和溶蚀情况赋值表

图2 研究区岩溶发育情况和溶蚀情况分区图Fig.2 Map of karst development and dissolution of the study area

2.3.2 钻孔遇洞率

根据杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价指标体系可知,钻孔遇洞率与岩溶发育情况和溶蚀情况共同控制岩溶发育条件,通过杭长高速的钻孔资料可以获取钻孔遇洞率,通过对钻孔遇洞率分区进行人工圈画,运用ArcGIS将圈画的矢量图件转化为栅格图件。对研究区钻孔遇洞率进行赋值见表2,赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图3。

表2 研究区钻孔遇洞率赋值表

图3 研究区钻孔遇洞率分区图Fig.3 Map of drilling hole rate of the study area

2.3.3 覆盖层岩性

在浙西北地区,当覆盖层岩性为粉砂及砂砾石时最容易发生岩溶塌陷,其次为粉质黏土和黏土地区。而黏性土中新黏性土(Q4)比老黏性土(Q2-3)容易发生塌陷,粉质黏土比黏土容易发生塌陷。

杭长高速公路位于1∶20万广德幅地质图中,通过地质图中的综合地层柱状剖面图和钻孔数据可知,上覆第四系的岩性均为亚黏土,而新黏性土(Q4)比老黏性土(Q2-3)容易塌陷,因此在本次岩溶塌陷易发性评价中可以将覆盖层岩性指标转化为覆盖层时代指标,由覆盖层时代来判断岩溶塌陷易发性程度,即根据地层时代将覆盖层划分为全新统、上更新统和中更新统三类。

该指标可以通过矢量化1∶20万广德幅地质图上的第四系地层进行提取,提取之后运用ArcGIS将提取到的覆盖层性质矢量图件转化为栅格图件。

由于不同的覆盖层时代对岩溶塌陷的影响程度不同,因此对研究区覆盖层时代进行赋值见表3,赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图4。

表3 研究区覆盖层时代赋值表

图4 研究区覆盖层时代分区图Fig.4 Map of cover lithology of the study area

2.3.4 覆盖层厚度

由于对在建高速公路进行易发性评价时拥有大量的钻孔数据,因此覆盖层厚度可以通过对杭长高速公路的钻孔数据进行插值获取,插值方法选用反向距离权重法(IDW),插值范围与公路缓冲区范围一致。

由于杭长高速公路穿越地区覆盖层厚度较薄,均小于20 m,因此对研究区覆盖层厚度进行赋值见表4,赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图5。

表4 研究区覆盖层厚度赋值表

图5 研究区覆盖层厚度分区图Fig.5 Map of cover thickness of the study area

2.3.5 地下水水位埋深

地下水水位埋深越浅,地下水水位越容易波动,从而更可能发生岩溶塌陷。因此地下水水位空间分布及水位变幅可以由地下水水位埋深指标来反映。

地下水水位埋深的数据可以通过对杭长高速公路钻孔数据进行插值获取,插值方法选用反向距离权重法(IDW),插值范围与公路缓冲区范围一致。

由于地下水水位埋深不同对岩溶塌陷的影响程度也不同,因此对研究区地下水水位埋深进行赋值见表5,赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图6。

表5 地下水水位埋深赋值表

图6 研究区地下水水位埋深分区图Fig.6 Map of groundwater level of the study area

2.3.6 地下水流向与高速公路的空间关系

当路基与地下水流向正交时,第四系地层主要为黏性土,路基填筑高度较大时,对上部第四系土层有压密作用,影响其渗透性,由于路幅宽度较大,路基两侧水头差增大,水力梯度变大,导致岩溶地下水系统发生改变,需要寻找一种新的平衡,这种情况下往往容易发生岩溶塌陷。

当路基与地下水流向平行时,一般不会对岩溶地下水系统产生强烈的影响,对场地的稳定性影响较小,但这时要注意线路不要位于主要的径流带,若处于岩溶水管道强烈发育路段,则亦可能对岩溶地下水系统产生强烈的影响。

当路基与地下水流向斜交时,虽然没有正交型影响强烈,但也较大地改变了岩溶地下水系统,也有可能对岩溶水系统产生影响。

通过ArcGIS的AHGW(Arc Hydro Groundwater Tools)模块得到地下水流向后,对地下水流向与高速公路的空间关系进行人工圈画,运用ArcGIS将圈画的矢量图件转化为栅格图件。对研究区地下水流向与高速公路的空间关系进行赋值见表6,赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图7。

表6 研究区地下水流向与高速公路的空间关系赋值表

图7 研究区地下水流向与高速公路的空间关系分区图Fig.7 Map of the space relationship between groundwater flow directions and the trend of the expressway of the study area

2.3.7 地形坡度

地下水径流条件主要受区域地貌的控制,地貌是影响地下水循坏交替的重要因素之一,直接影响降水渗入量的多少,从而影响地下水的径流条件和岩溶发育情况。地貌对岩溶塌陷的影响大小可体现为地形坡度的大小。地形坡度较小时,地表径流缓慢,降雨入渗量大,促进了地下水的循环交替,岩溶相对较发育;而在地形坡度较大时,地表水流为快速径流,难以形成下渗过程,降雨入渗量较小,地下水径流较弱,岩溶发育较差。

将研究区地形坡度划分为0~10°、10°~25°、25°~45°和>45°四类,研究区地形坡度可以通过30 m精度的DEM数据运用ArcGIS的空间计算功能进行提取。由于不同的地形坡度对岩溶塌陷影响程度不同,因此对研究区地形坡度进行了赋值(见表7),赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图8。

表7 研究区地形坡度赋值表

图8 研究区地形坡度分区图Fig.8 Map of terrain slope of the study area

2.3.8 距断层距离

地质构造对于岩溶塌陷的影响可转化为断层对岩溶塌陷的影响,并且断层对岩溶塌陷的影响程度可以体现在距离上,距离断层越近,岩体越破碎,对岩溶塌陷的影响程度越大。

该指标可以通过矢量化1∶20万广德幅区域地质图上的断层进行提取。提取时应注意对不连续的断层进行合理的推测,尤其是当第四系区域两侧均存在走向一致的断层时,需要在第四系区域内勾画出推测的断层。由于1∶20万广德幅区域地质图上断层数量较多,如果对所有断层进行缓冲区分析,计算量较大。杭长高速公路缓冲区范围为2 km,因此可以选取该缓冲区范围内的断层进行缓冲区分析,缓冲区距离选择0~600 m、600~1 200 m,1 200~1 500 m以及>1 500 m四类,运用ArcGIS的融合功能将得到的不同缓冲区的图层融合在同一个图层后,再将该图层转化为栅格图件。

由于距离断层的远近对岩溶塌陷影响程度不同,因此对研究区距断层的距离进行了赋值(见表8),赋值越大,表示对岩溶塌陷的影响程度就越大,其分区图见图9。

表8 研究区距断层距离赋值表

图9 研究区距断层距离分区图Fig.9 Map of the distance from fault of the study area

3 杭长高速公路塌陷易发性评价与防治对策

根据前文分析可知,对于在建杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价指标体系也可以分为岩溶发育条件、覆盖层条件、水文条件和地貌及构造条件四大类。其中,岩溶发育条件可以分解为岩溶发育情况和溶蚀情况以及钻孔遇洞率;覆盖层条件可以分解为覆盖层岩性和覆盖层厚度;水文条件可以分解为地下水水位埋深和地下水流向与高速公路的空间关系;地貌及构造条件可以分解为地形坡度和距断层距离。浙西北杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价指标体系层次结构模型,见图1。

3. 1 指标权重计算

各评价因子的权重需要通过构造判断矩阵来确定。判断矩阵表示针对上一层某因素,本层与之有关的各因素之间的相对重要性的比较。为了使各因素的相对重要性定量化,本文采用A.L.Satty引入的标度方法,其含义见表9[17]。

表9 标度方法含义[17]

判断矩阵及其标度含义确定了每一层中各因素的相对重要性,本文按照该标度方法建立的判断矩阵见表10至表14。

表10 目标层与条件层的判断矩阵

注:一致性检验结果CR=0.005 4。

表11 条件层B1(岩溶发育条件)与因子层(C1、C2)的 判断矩阵

注:一致性检验结果CR=0.000 0。

表12 条件层B2(覆盖层条件)与因子层(C3、C4)的 判断矩阵

注:一致性检验结果CR=0.000 0。

表13 条件层B3(水文条件)与因子层(C5、C6)的判断矩阵

注:一致性检验结果CR=0.000 0。

表14 条件层B4(地貌及构造条件)与因子层(C7、C8)的 判断矩阵

注:一致性检验结果CR=0.000 0。

通过计算各判断矩阵的特征向量,归一化后即可得到各评价因子的相对权重值。从判断矩阵得出的因子权重值是否合理还需要进行一致性检验,若检验结果CR<0.1时才认为权重分配是合理的。经过计算及反复调试,得到各评价因子的权重分配,见表15。

表15 各评价因子权重分配表

3. 2 岩溶塌陷易发性分区

岩溶塌陷易发性评价模型釆用加权平均法,模型综合考虑各种影响因素的重要性,并根据评价指标的相对重要程度来分配不同的权值,该模型数学形式如下:

H=n1C1+n2C2+…+nnCn

式中:H为评价结果;Ci为各评价指标值;ni为指标权重。

根据前文评价因子权重值的计算,可以得到浙西北杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价的数学表达式为

H=0.130 8×C1+0.026 2×C2+0.204 0×C3+0.068 0×C4+0.402 3×C5+0.080 5×C6+0.044 1×C7+0.044 1×C8

运用ArcGIS的模型计算功能,对杭长高速公路进行岩溶塌陷易发性评价。按照层次分析法建立的评价模型将岩溶塌陷易发性评价各因子的单因素影响分区图进行叠加计算,得到了研究区岩溶塌陷易发性评价结果,此时研究区中最大像元值为6.864 7,各栅格像元中便储存有反映其评价结果的属性信息,该值越大,表明更容易发生岩溶塌陷;再按照自然断点法对评价区像元值进行分级,将其划分为4.100 9~5.221 3、5.221 3~6.150 5和6.102 7~6.864 7三个等级,分别对应岩溶塌陷低易发区、中易发区和高易发区,从而得到研究区岩溶塌陷易发性分区图,见图10。

图10 杭长高速公路岩溶塌陷易发性分区图Fig.10 Zoning map of karst collapse susceptibility of Hangchang expressway

通过GIS空间分析功能及数据统计功能可得,杭长高速公路全长30.42 km,分别有1.978 3 km、0.404 0 km和0.382 4 km穿越岩溶塌陷高易发区、中易发区和低易发区,分别占线路全长的6.50%、1.30%和1.26%。杭长高速公路穿过不同程度岩溶塌陷易发性区域的长度分别列于表16。

表16 杭长高速公路穿过不同程度岩溶塌陷易发性 区域的长度统计表

由表16可见,杭长高速公路中经过岩溶塌陷易发区的路段主要有6段,其中K99+555~K99+700、K115+134.5~K115+809.9和K116+663.3~K117+308.2路段只经过岩溶塌陷高易发区,长度分别为0.145 0 km、0.675 4 km和0.644 9 km;K113+0~K113+319和K119+396.8~K120+373.2路段分别经过岩溶塌陷的高易发区、中易发区和低易发区。

3. 3 防治对策与建议

根据杭长高速公路岩溶塌陷易发性程度分区,这三个区域在进行路基施工时需要采用不同的处理方法:

(1) 岩溶塌陷高易发区:采用注浆等方法进行岩溶处理,路基填方中增加土工格栅等加筋材料增加路基的整体性;加强泉水的引排工作,地下水埋深浅、上部土层性质差时,采用卵砾石等透水性材料换填;加强涵洞处基础的处理,防止涵管开裂漏水;禁止在路基附近大规模开采地下水。

(2) 岩溶塌陷中易发区:对地基土普遍采用强夯方法进行处理,在路基填方中增加土工格栅等加筋材料增加路基的整体性;加强涵洞处基础的处理,防止涵管开裂漏水;禁止在路基附近大规模开采地下水。

(3) 岩溶塌陷低易发区:对地基土普遍采用强夯方法进行处理,若有异常,根据情况增加处理措施;若无异常,则直接填筑路基。

岩溶区道路在运营期间需要进行安全监测,在监测时以人工日常观测、岩溶区水文专项观测为主,地质雷达定期检测为辅,并根据岩溶塌陷易发性等级的不同进行分级管理,采用不同的巡查和监测方法,确定不同的巡查和监测频率。其中,人工日常观测主要包括:路基、路面的沉降、裂缝观测,不同构筑物的表观观测,线路附近重点工程的观测和监测范围内地表塌陷的观测,对新发生裂缝进行即时连续观测。水文专项观测包括:井、泉等地下水露头的观测;重点路段的地下水水位自动连续监测,井、泉等观测点可以反映岩溶水环境的变化,地下水水位自动连续监测可以反映岩溶塌陷的即时变化。地质雷达监测精度高,定期检测可防范短时间内岩溶塌陷的突然发生。

4 结 论

本文在对浙西北在建杭长高速公路基础地质条件、水文地质条件调查认知以及勘察资料系统收集整理和总结分析的基础上,对研究区岩溶发育形态及空间分布、岩溶发育控制因素和岩溶塌陷影响因素进行了系统研究,构建了针对覆盖型岩溶区高速公路工程建设的评价指标体系,运用层次分析法建立了岩溶塌陷易发性预测模型,实现了杭长高速公路岩溶塌陷易发性评价,并针对不同岩溶塌陷易发程度进行分区,提出了可行的施工处理及监测方案。该研究结果可为浙江省及临近省份覆盖型岩溶区高速公路工程的规划、建设与防灾减灾管理提供参考。

[1] Klimchouk A.Subsidence hazards in different types of karst:Evolutionary and speleogenetic approach[J].EnvironmentalGeology,2005,48(3):287-295.

[2] Waltham T.The engineering classification of karst with respect to the role and influence of caves[J].InternationalJournalofSpeleology,2002,31:19-35.

[3] Cooley T.Geological and geotechnical context of cover collapse and subsidence in mid-continent US clay-mantled karst[J].EnvironmentalGeology,2002,42(5):469-475.

[4] 雷明堂,蒋小珍,李瑜.岩溶塌陷模型试验——以武昌为例[J].地质灾害与环境保护,1993,4(2):39-44.

[5] Gao Y L,Alexander E C,Tipping R G.The development of a karst feature database for southeastern Minnesota[J].JournalofCave&KarstStudies,2002,64(1):51-57.

[6] Taheri K,Gutiérrez F,Mohseni H,et al.Sinkhole susceptibility mapping using the analytical hierarchy process (AHP) and magnitude-frequency relationships:A case study in Hamadan province,Iran[J].Geomorphology,2015,234:64-79.

[7] Doctor D H,Doctor K Z.Spatial analysis of geologic and hydrologic features relating to sinkhole occurrence in Jefferson County,West Virginia[J].CarbonatesandEvaporites,2012,27(2):143-152.

[8] 曾晓燕,牟瑞芳,许顺国.岩溶生态脆弱性研究[J].环境科学与管理,2006,3(1):86-88.

[9] 康厚荣,雷明堂,张谢东,等.贵州省公路工程岩溶环境区划[J].岩土力学,2009,30(10):3032-3036.

[10]潘宗源,贾龙,刘宝臣.基于AHP和ArcGIS技术的岩溶塌陷风险评价——以遵义永乐镇为例[J].桂林理工大学学报,2016,36(3):464-470.

[11]谷永磊,魏庆朝,李立军.铁路接轨方案的模糊综合评判研究[J].铁道工程学报,2006,23(6):82-86.

[12]毛邦燕.现代深部岩溶形成机理及其对越岭隧道工程控制作用评价[D].成都:成都理工大学,2008.

[13]魏爱华,马凤山,邓清海,等.广东省某隧道区岩溶塌陷危险性评价[J].中国地质灾害与防治学报,2011,21(2):57-62.

[14]陈静,马亚杰,朱庆杰.人工神经网络模型在岩溶塌陷安全评价中的应用[J].地质灾害与环境保护,2005,16(2):139-142.

[15]金江军,李光辉,潘懋,等.人工神经网络在鞍山城区岩溶塌陷危险性评价中的应用[J].灾害与防治工程,2006(2):48-53.

[16]周国清,陈昆华,何素楠,等.基于逻辑回归模型的来宾市岩溶塌陷敏感性评价[J].安全与环境工程,2014,21(6):36-41.

[17]徐贵来.武汉市覆盖层-岩溶低面塌陷形成机理与危险性评价[D].武汉:中国地质大学(武汉),2016.

展开全文▼

猜你喜欢

覆盖层易发赋值
无底柱分段崩落法覆盖层结构对渗水的影响分析*
机用镍钛锉在乳磨牙根管治疗中的应用
贵州省地质灾害易发分区图
夏季羊易发疾病及防治方法
深水浅覆盖层倾斜岩面河床围堰设计及应用
声子晶体覆盖层吸声机理研究
冬季鸡肠炎易发 科学防治有方法
强赋值幺半群上的加权Mealy机与加权Moore机的关系*
算法框图问题中的易错点
利用赋值法解决抽象函数相关问题オ