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山东省枣庄地区是我国重要的以能源开发为特色的工业城市.随着工业的迅速发展、城市规模扩大及人类经济活动的增加,致使岩溶塌陷频繁发生,给人类生命财产带来巨大威胁和损失.现场调查结果显示,自1981年4月至今,该地区50knl2范围内共产生塌陷200余次,形成塌陷坑67个. 枣庄地区岩溶塌陷主要发生在市中区的十里泉、丁庄.东王庄地段,位于枣庄盆地的南半部,上覆第四系松散层,厚度一般小于10m,其岩性主要由结构松散的粘土、含砾的砂质粘土、粘质砂土、沙砾石或中砂组成,下伏奥陶系白云岩、灰岩是区内主要含水层,岩溶裂隙比较发育,主要岩溶类型有溶孔、溶洞、溶蚀裂隙等.通过钻孔揭露的灰岩岩溶发育情况表明:岩溶发育的强度随着深度的增加而减弱;在水平方向上显示了由补给一径流一排泄区地下岩溶逐渐加强的趋势.
本文在已有研究成果的基础上,采用现场调研、取样、钻探、物探和室试验等相结合的综合研究方法,系统总结了枣庄地区岩溶塌陷的发育特征;运用宏观、细观和微观相结合的研究方法详细论述了岩溶塌陷与地质构造之间的关系;结合覆盖层物理力学性质、厚度、地层条件、历年水文动态资料、地下水开采量等因素综合论述了枣庄市岩溶塌陷的形成机理.具体取得如下研究成果:
(1)在对已有研究资料详细分析的基础上,结合现场调研,系统总结了枣庄地区岩溶塌陷的发育特征,具体包括岩溶塌陷的方向性、位置和时间.
(2)根据枣庄地区岩溶塌陷发育特征,运用宏观调查、细观裂隙统计和微观组构特征相结合的综合研究手段首次系统论述了岩溶塌陷与区域构造场之间的关系,指出区域地质构造场为枣庄地区岩溶塌陷提供了必要的客观条件.
(3)采用钻探和物探相结合的研究方法确定了枣庄地区岩(土)体分布、岩性及基岩面起伏,隐伏断裂的产状、规模,土洞、岩溶洞隙及岩溶发育带的埋藏条件、形态规模、空间分布和充填特征等.
(4)通过钻探进行采样、室内试验综合确定了枣庄地区覆盖层物理力学指标及水文地质参数,在此基础上,通过对构造条件、覆盖层条件和水文动态资料详尽分析的基础上,首次提出枣庄地区十里泉、丁庄.东王庄岩溶塌陷的形成机理,该研究成果为为枣庄地区岩溶塌陷的预测预报和治理打下坚实的基础.