| 词条 | 地表塌陷 |
| 释义 | § 简介 公路上的地陷洞 由于地震和地陷都是一种独特的地质现象，与地震相关的地陷一般都伴随地震出现，或在地震之后出现，没有发现地震之前会出现地陷。 地表塌陷会导致地面上出现一个大坑，人们称这些大坑为“天坑”。从地质学的角度来讲，出现的大部分坑都是地陷洞，而非真正地质学意义上的天坑。天坑是对喀斯特地貌中出现的深坑的一种专属名称。天坑一般出现在碳酸盐岩层中，从地下通向地面，四周岩壁峭立。天坑的深度要比地陷洞大得多，天坑的深度大多为几百米；而地陷洞的深度一般只有几米，更深的也不过几十米。直至2010年，已经被确认的天坑达78个，其中三分之二分布在美国。 [1] § 原因 地表塌陷 地陷一般分为两种：岩溶型地陷和松散土体型地陷，二者发生的机理不同。部分地陷洞是由天气引起的，如危地马拉城的地陷洞是由天气引起的，危地马拉城在出现地陷洞之前，出现了热带风暴和暴雨的袭击。在2007年夏天，危地马拉城在一场暴雨之后，同样出现了一个大大的地陷洞。 岩溶型地陷 岩溶型地陷发生于灰岩卡斯特地貌区域，是喀斯特区的主要工程地质问题之一，大部分情况下都是现代暗河形成溶蚀通道，不断发育导致洞顶塌陷而成。塌陷的扩大造成暗河通道的阻塞和改道, 使得水力梯度变陡, 溶蚀和侵蚀增强，进一步加强了塌陷作用。 20世纪50年代以前，这类塌陷大多是在自然因素作用下形成的，对它们的研究也只限于定性描述。其后，随着喀斯特区经济建设的发展，人为因素诱发了大量地表塌陷，造成了严重的经济损失。 一般来讲，岩溶洞穴崩塌形成的碎块堆积占原始空间体积的20%～ 40%。随着洞道崩塌的向上发展, 碎块最终会堆满崩坍形成的空间， 以致进一步的崩塌会大大减少甚至完全终止。 如果只是部分洞顶崩塌降落洞道中， 那么洞穴的总截面不会发生变化，洞穴空间既没有增加也没有减少，洞穴空间只是重新分配而已。但对于暗河水流来说， 由于裂隙空间比原始通道更小，水流阻力也就更大。如果只有活动的基岩崩塌作用而没有流水的搬运作用，即使崩塌露出地表， 形成的塌陷漏斗也是相当小，甚至比崩塌前的原始洞道还小。如果崩塌继续，洞顶继续向上发展， 最后使整个洞道完全为崩塌堆积所占据，即使洪水季节，水位也无法淹没崩塌堆积顶部，结果，水流淹没的洞穴空间仅是崩塌堆积下部。受水流的推移，小块碎石不断进入大块石的空隙，尤其页岩小碎石堵住大基岩块石之间的空隙，因此崩塌堆积下部渗透率大大降低，另一方面地表土壤和沉积物也可能填补下方的孔隙，因此地下水流的阻力可想而知。如果崩塌堆积底部的物质为溶蚀和侵蚀所搬运，而许多腾出的空间又为上面掉下的物质再填充。如此看来， 塌陷漏斗的大小几乎完全取决于洞穴地下水流所搬运物质的体积。 松散土体型地陷 俯瞰危地马拉城的地陷洞 松散土体型地陷多位地下水 潜蚀引起，与“ 流土”起因相同。它的主要物理机制为当某种原因使地下水流速加快或流量增多，使水的机械潜蚀搬运的作用加强，引起地下水位的下降，导致覆盖土和含水介质本身失去地下水的托浮力，因而在重力作用下，土体下落。地下水的流动与渗透作用，又在土体内形成许多漏斗状与珠串状的裂隙松散结构。当水把填充物进一步携带走而使上搜盖层支撑进一步减弱时，这种结构进一步扩大并互相贯通，规模愈来愈大，久而久之，当上层土自重大于结构对洞顶土体的支撑强度时，洞顶土体破裂形成地面塌陷。实际上，由于饱和砂土孔隙全部为水充填后，孔隙水压会骤然上升，这使砂粒通过其接触点所传递的压力减小，当有效压力完全消失时，砂层丧失抗剪强度与承载力，好象液体一样产生“ 流土”现象。 产生“ 潜蚀”与“ 流土”要有一定的前提条件水动力结构条件和流土的临空空间条件。“ 潜蚀”的发生分为两种化学潜蚀作用与机械潜蚀作用。前者主要通过水溶解土中的易溶盐分，使土颗粒间的胶结破坏， 削弱了结合力，松散土的结构。从本工作中对水的化验结果分析表，这部分的作用不是主要的。机械潜蚀作用的条件是具有一定的水动力结构条件，即适合的土质条件。要求土层的不均匀系数。越大越易发生潜蚀。相邻土层的渗透系数之比大于时，地下水易渗透，潜蚀易发生。 如广东凡口铅锌矿，1965年矿井开始疏干排水，至1979年地表开裂塌陷，产生大小陷坑达1600多个，使7万平方米建筑物和近千亩农田受损，4000米铁路和1500米公路遭到破坏。 恶劣气候 极端天气是出现地陷洞的一个诱因。某处出现了地陷洞，还说明该处的地质结构不够稳定，一般有地下空洞。地下空洞的支撑力减弱之后，在天气的作用下，地表会发生塌陷。比如，对于湖南烈士公园烈士纪念塔东侧出现的地陷洞，湖南省地质研究所教授童潜明就表示，是3种因素共同作用的结果：一是地下有溶洞或地下暗河，具备形成塌陷的空间条件；二是溶洞或地下暗河上覆的土层较薄，易陷落；三是近期的持续干旱，导致地下水的水位下降，诱发了塌陷。 地下空洞的出现大多与地下水流失有关。不少地区的深层土壤或岩石中填充着分散的地下水，还有一些地区有许多暗河和溶洞，这些地方有水的时候就比较“实”，能够支撑地表土壤。如果由于干旱或发展经济需要大量抽取地下水，地下就会出现不少空洞和缝隙，对地面的支撑力变弱，地面就塌陷了。 [1] § 分类 地表塌陷 大坑深30米，直径五十米 按照地质条件的不同，地面塌陷按照可分为岩溶塌陷、 采空塌陷及黄土湿陷三种。 按形成的类型分成自然塌陷和人为塌陷两大类，前者是地表岩、土体由于自然因素作用向下陷落而成，是为“天灾”；后者是由于地下水超采、不合理开矿及工程建设等人为作用导致的，即是“人祸”。 § 前兆 1. 井水、泉水的水位突然下降、突然干枯或者变得十分浑浊。 2. 地面鼓起或发生小型跨塌，出现环型裂痕。地下传来土层塌落的声音。 3. 建筑物会倾斜、裂开。湖水、井水中冒气泡、有旋流。 4. 在发育期，会出现动物绕道而行、植物歪斜等异常；在发生期，会出现动物惊恐不安、有异常反应，植物突然枯萎等异常现象，在城市内的，会出现地下上水、污水、煤气等管道的变形而导致渗漏的现象。 § 防范 裸露型喀斯特区内的地表塌陷是浅埋隐伏溶洞垮塌的结果。在这类地区进行建设，应先查明隐伏溶洞的发育状况及其顶板的稳定性。覆盖型喀斯特区内的塌陷则是表土层中因潜蚀和大气的负压或正压作用而形成的土洞突然垮塌所造成的。浅部喀斯特发育，能为上覆土层的潜蚀提供渗流出口，上层结构利于潜蚀，表层潜水可在天然或人为条件下向下层渗流，且有足够大的渗流梯度等是这类塌陷产生的前提条件。当喀斯特含水层中的水位经常大幅度升降，因而常在浅部溶洞中产生真空吸蚀或正压冲击时，更易于促进这类塌陷的发展。在天然喀斯特水位接近或高于表层潜水位的地区，塌陷的发生只能与抽（排）水引起的喀斯特水位降低相联系。故在这类地区进行建设时，为防止地表塌陷的危害，应避免在建筑区附近人为地降低喀斯特水位。 |
| 随便看 |
百科全书收录594082条中文百科知识，基本涵盖了大多数领域的百科知识，是一部内容开放、自由的电子版百科全书。