中国岩石力学与工程学.doc

作为中国岩石力学与工程学会地下工程分会的秘书长，张强勇从事大型地下空间工程开挖稳定性分析与支护加固方面的研究已有20多年。他说，修地下室要挖基坑，如果处理不当，土遇水会软化，原来的地层平衡体系就会被打破，很容易发生危险，轻者会出现路面、房屋沉降，重者则会导致周边建筑物倒塌、路面塌陷和地下管网破裂，造成环境灾难。上海的楼脆脆，部分城市地铁的地面塌陷，都是这方面的教训。但只要及时做好基坑边坡的维护与加固，建筑地下施工引起的环境灾害是可以有效避免的。那不断向深度发展的建筑施工会不会打破城市地下水系统的平衡呢？张强勇说，现在的建筑施工往往会突破地下水位线，为确保建筑地下室施工的安全，开挖基坑时需要降低坑内的地下水位，这样的确会引起地下水位下降，并对基坑附近的环境和设施带来危害。但只要采取有效的截水帷幕措施或严格控制好地下水位降幅，并在坑内降水的同时做好坑外地下水的及时回灌，就能有效保证地下水位的平衡和地下建筑施工的安全。除了地下空间方面的研究，张强勇也是山体滑坡加固治理方面的行家。他说，现在高速公路和现代住宅区都在向山区发展，边坡安全至关重要。可以将边坡设计成锚杆、锚索和钢筋混凝土纵横梁连为一体的框架梁支护结构体系，这样既可以有效加固边坡，又可以在框梁内填土、种草，在治理滑坡的同时，实现人与自然的完美融合。目前，张强勇主持着一项“油气储库群运营中的灾变风险评估与调控机制”973课题，承担1项国家自然科学基金项目和2项省部级科研项目研究，而他作为技术骨干承担和参与完成的国家级科研项目已有十余项。他曾获得省部级科技进步一等奖2项，获国家发明专利4项、实用新型专利3项，宜宾市国土局地质环境监测站站长、地质工程师王拥军表示：硐底镇属于喀斯特地貌，这种独特的地质结构使得其地质的岩溶非常发育，长期的干旱、地下水的过量抽取等都可能会导致“天坑”出现。形成条件：一是石灰岩层要厚。二是包气带厚度要大。三是地下河水位要很深。四是降雨量要大。五是岩层要平。六是地壳要抬升。形成阶段：先是有底下河流；如果地质条件有利，由于水的长期冲蚀，就会形成地下大厅；地下大厅垮塌后就形成了天坑。人祸：天坑形成与煤矿有关对于村民们相传的“天坑”成因和煤矿有关一说，曾在煤矿当过矿长的村民说，“天坑”所在的山名叫“雷打顶”，以前有个大湾煤矿在这里挖过矿，但已经停产，其井口与“天坑”的直线距离约80米。村民们相传的“天坑”成因和煤矿有关。曾在煤矿当过矿长的村民张小红说：“天坑”所在的山名叫“雷打顶”，以前有个大湾煤矿在这里挖过矿，但已经停产，其井口与“天坑”的直线距离约80米。因为已经停产，大湾煤矿的矿井井口已经用砖全部封堵，“天坑”出现后，封井口的砖奇怪地被吸进了煤道，而且井口被大风刮得非常干净，像专人专门打扫过一样。我估计那是天坑的坑底与过去的煤道已经连通，才产生了巨大的气流吸走了封井口的砖。据目测，停产时“大湾煤矿”井口的位置与“天坑”几乎在同一条直线上。 天坑是指具有巨大的容积，陡峭而圈闭的岩壁，深陷的井状或者桶状轮廓等非凡的空间与形态特质，发育在厚度特别巨大、地下水位特别深的可溶性岩层中，从地下通往地面，平均宽度与深度均大于100米，底部与地下河相连接（或者有证据证明地下河道已迁移）的一种特大型喀斯特负地形。 天坑的成因大多分两种，大多是塌陷型（广西乐业天坑群等），罕见的是冲蚀型（重庆武隆后坪冲蚀天坑天坑群等） 天坑的形成至少要同时具备六个条件： 一是石灰岩层要厚。只有足够厚的岩层才能给天坑的形成提供足够的空间。 二是地下河的水位要很深。 三是包气带（含气体的岩层）的厚度要大。 四是降雨量要大，这样地下河的流量和动力才足够大，足以将塌落下来的石头冲走。 五是岩层要平。从天坑四周的绝壁看就会发现，岩层与地面是平行的，就像一层层的石板堆在四周一样，只有这样的岩层才能垮塌。 六是地壳要突起。地壳的运动就会给岩层的垮塌提供动力。 直至2010年，已经被确认的天坑达78个，其中2/3分布在中国，当然关于天坑的考察、认定和争论尚未停止。喀斯特地貌。喀斯特地貌在世界分布很广，约占地球总面积的10%，中国喀斯特约占全国总面积的13.5%，主要分布于南方的贵州、广西、重庆、四川、云南，湖北等省区，是世界上最大最集中连片的喀斯特区，但喀斯特这个术语诞生于斯洛文尼亚。 天坑的形成可以是多种原因，所谓天坑，就是指天然形成，没有受人为外力影响（人的是表面上未有人为因素）而形成的坑形地貌。天坑的形成原因很多，可以有水蚀、风蚀、地质塌陷、陨石坑、地震地陷等各种原因。其中尤以地质塌陷较多，现代形成的地质塌陷天坑，除传统成因外，还有人为开矿引成的，如前一段时间因开采石膏矿造成整个村塌陷。近期在中国出现的天坑，多为岩溶（喀斯特）塌陷，即流水侵蚀石灰岩造成地下溶岩缺失过大，无法承受地表压力而成。研究天坑成因，多可由当地地表或地质状态分析，并不得得出结论。如刚才说的岩溶地质塌陷，只可能出现在地上或地下有喀斯特地貌地区。当然喀斯特地貌并不仅限于南方，北方甚至寒冷地区也有，只不过并不常见和明显。 各个地方出现天坑肯定有不同的地质原因的.大抽地下水、勘探爆破是祸首,规范施工行为 避免“天坑”产生,地下卵砾石层被架空，地表水（主要是雨水、灌溉水）不断渗入，地面发生塌陷。美国已经开始禁止近海开采石油,地球是由多层组成的其中资源层经过人类多年的开采形成的空洞,在压力不平衡的情况下就会产生塌陷问题. 比如: 大家觉得海平面在逐年上升, 实际上是陆地在逐年下陷, 已填补这个被人类开采的资源层,包括地下水,煤炭,石油,矿石等.其中有偶然也有必然.必然是天坑出现的自然地理环境，国外的是地下水被大量利用，地表没有了水的承载，尤其是中南美洲的墨西哥城，人口超千万，降水还稀少，地下水抽的太多了，很有可能出现地表下层、天坑等现象。偶然可能是刚好飓风袭来，导致自然环境突然出现转换而导致此现象。尤其是国内广西、云南那边，喀斯特