岩溶塌陷机理及其预测与评价研究 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:地质出版社

作者:程星

出品人:

页数:157

译者:

出版时间:2006-10

价格:26.0

装帧:平装

isbn号码:9787116050167

丛书系列:

图书标签:

• 岩溶
• 塌陷
• 地质灾害
• 机理分析
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• 评价
• 工程地质
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• 地质工程
• 风险评估

岩溶塌陷机理及其预测与评价研究 本书是一部深入探讨岩溶塌陷现象的学术专著。岩溶塌陷，作为一种独特的区域地质灾害，在全球范围内广泛分布，尤其在我国南方喀斯特地貌地区，其频发性对社会经济发展和人民生命财产安全构成了严重威胁。本书旨在系统梳理和深化对岩溶塌陷形成机理的认识，并在此基础上，提出科学有效的预测与评价方法，以期提升岩溶塌陷灾害的防治能力。 第一部分：岩溶地质环境与塌陷形成基础 本书的第一部分重点阐述了岩溶地质环境的基本特征及其与岩溶塌陷形成之间的内在联系。 岩溶地貌的形成与演化： 详细介绍了碳酸盐岩（如石灰岩、白云岩）在水-岩相互作用下，通过溶解、沉淀等喀斯特作用形成千姿百态的地貌景观，包括落水洞、地下河、溶洞、峰林、洼地等。分析了不同气候、岩性、构造等因素对岩溶地貌演化过程的影响，为理解岩溶塌陷的发育背景奠定基础。 地下水系统与岩溶发育： 深入剖析了岩溶地区地下水系统的特点，包括其复杂的水力联系、变异性以及对溶蚀作用的控制。阐述了地下水位变化、地下河活动、泉域补给等对溶洞发育和廊道形成的关键作用。特别关注了地下水流对岩溶体结构稳定性的影响，例如地下河的侧蚀作用可能导致洞顶结构减弱。 岩溶塌陷的物质基础： 详细讨论了构成岩溶塌陷体的物质组成，包括上覆的松散堆积物（如红土、粘土）、次生沉积物（如碳酸钙沉淀）以及岩溶体本身的骨架（洞穴顶板、壁岩）。分析了这些物质的力学性质，如强度、渗透性、固结程度等，以及它们在塌陷过程中的变形和破坏机制。 第二部分：岩溶塌陷的形成机理 本书的核心部分，深入剖析了岩溶塌陷的多种形成机理。 溶蚀作用与洞穴发育： 详细论述了地下水对碳酸盐岩的溶蚀作用是形成洞穴的根本原因。通过模型和实例，展示了溶蚀作用如何在地层内部形成不同规模、形态的空隙，并逐渐演变成地下河、溶洞系统。强调了溶蚀作用的时空差异性是导致岩溶地质环境不均匀性的重要因素。 洞顶结构失稳： 重点分析了洞穴顶板的力学行为，阐述了洞顶岩体承受上覆载荷的能力以及在溶蚀、水力压差、地应力等因素作用下的破坏过程。介绍了不同类型的洞顶结构，如拱顶、梁式结构等，以及它们在承受荷载时可能出现的应力集中和变形破坏。 上覆土层的渗透与支撑作用： 详细研究了覆盖在岩溶体上的土层（尤其是疏松的粘性土和红土）在岩溶塌陷中的作用。分析了其渗透性特征，当上覆土层渗透性较好时，地下水会顺畅下渗，加速溶蚀；当渗透性差时，可能形成地下水滞留，导致地下水位升高，增加上覆土层的有效应力。同时，土层自身的重力和内摩擦力是其支撑洞顶结构的重要因素，一旦土层结构被破坏或支撑力不足，塌陷便容易发生。 水动力学因素的影响： 深入探讨了地下水流速、水位变化、水力压差等水动力学因素在诱发岩溶塌陷中的作用。例如，强降雨引起的地下水位快速上升，可能导致洞顶结构承受更大的水压力；地下河的冲刷作用可能掏蚀洞壁或洞顶，削弱其承载能力；人工抽水可能导致地下水位急剧下降，改变岩土体的应力状态，诱发塌陷。 构造应力与地应力的作用： 分析了区域构造运动和地应力分布对岩溶体稳定性的影响。例如，断层、节理等构造缺陷可能成为地下水汇集和溶蚀作用的通道，也可能成为岩体破坏的薄弱带。地应力的变化，如地震或工程扰动，也可能诱发已达到临界状态的岩溶体发生突然破坏。 工程活动的影响： 重点研究了人类工程活动，如建筑、 mining、地下交通隧道、水库建设、抽取地下水等，如何改变区域水文地质条件，加剧岩溶体的失稳风险。详细列举了不同类型工程活动与岩溶塌陷之间的因果关系，并分析了其作用机制。 第三部分：岩溶塌陷的预测与评价方法 本书的第三部分重点介绍了一系列用于预测和评价岩溶塌陷风险的科学方法。 遥感与GIS技术在岩溶塌陷调查中的应用： 介绍了如何利用高分辨率遥感影像、SAR干涉测量等技术，识别和监测地表沉降、微地貌变化，为岩溶塌陷的空间展布提供宏观依据。结合地理信息系统（GIS）技术，整合多种地质、水文、遥感数据，构建岩溶塌陷风险评价模型。 地球物理探测技术： 详细阐述了电阻率法、地震勘探法、探地雷达法等地球物理探测技术在探测地下空洞、溶洞、地下河以及评价岩溶体稳定性方面的应用原理和实践经验。分析了不同方法的优缺点及适用范围。 钻探与原位测试： 强调了钻探作为直接获取岩土体信息的重要手段，可以获取岩芯样品，进行室内物理力学性质测试。介绍了原位测试技术，如十字板剪切试验、旁压试验、水压试验等，用于评价岩体强度和渗透性。 数值模拟与稳定性分析： 阐述了基于连续介质力学、离散元法、有限元法等数值模拟方法，对岩溶洞穴结构、上覆土层变形破坏过程进行模拟分析。通过建立不同情景下的模型，预测洞顶失稳的临界条件和潜在的塌陷范围。 基于多因素耦合的风险评价模型： 提出了集成地质条件、水文条件、构造因素、工程活动等多维度信息的综合风险评价方法。详细介绍了各种评价指标的选取原则、数据处理方法以及常用的评价模型，如模糊综合评价、层次分析法、机器学习模型等，用于对区域或特定区域的岩溶塌陷风险进行分级和排序。 监测预警技术： 介绍了基于GPS/BDS、InSAR、倾斜仪、测斜仪、地下水位监测仪等设备，建立岩溶塌陷灾害的实时监测网络。分析了如何通过对监测数据的分析，识别异常变化，及时发出预警信号，为防灾减灾提供决策依据。 工程地质勘察与评价规程： 结合国家和行业相关规程，总结了在岩溶地区进行工程地质勘察时，针对岩溶塌陷的专项勘察要求和评价流程，以指导实际工程建设的安全。 结论与展望 本书在系统总结现有研究成果的基础上，对岩溶塌陷的形成机理进行了深入的探讨，并提出了一系列切实有效的预测与评价方法。未来，岩溶塌陷的研究仍需在以下几个方面加强：一是更精细化的现场探测与室内试验，以获取更可靠的本构模型参数；二是更先进的数值模拟技术，以模拟复杂的非线性变形和破坏过程；三是多学科交叉融合，例如将岩体力学、水文学、地质学、遥感技术、大数据分析等相结合，构建更全面、精准的风险评估体系；四是强化长期监测与预警能力的建设，形成从预测到预警再到应急响应的联动机制。本书的出版，希望能够为岩溶塌陷的科学研究、工程实践以及防灾减灾工作提供有益的参考。

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阅读这本书的过程中，我时常会产生一种强烈的代入感，作者的文字风格非常具有感染力，尤其是对那些涉及灾害性事件的描述，笔触精准而又充满人文关怀。他们并非冷冰冰地罗列数据和公式，而是通过生动的文字，描绘出地质作用的磅礴气势和潜在的破坏力，这使得即便是最枯燥的力学分析，也变得引人入胜。比如，在描述地下水侵蚀作用时，作者引用了一些历史上的地质故事或者早期勘探者的记录，这不仅丰富了文本的趣味性，也让读者更直观地理解了过程的复杂性。此外，书中对于研究局限性的坦诚讨论，也令人印象深刻。作者毫不避讳地指出了当前模型在处理极端非线性问题时的不足，并提出了未来的研究方向，这种开放和自省的态度，恰恰是一个优秀学术成果的标志。它传递出的信息是：科学探索永无止境，我们今天所掌握的认知，只是通往更深层真理的阶梯之一。

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这本书的叙事逻辑严谨得像是精密仪器的工作流程，层层递进，每一步论证都建立在前一步坚实的基础上，让人丝毫找不到可以跳跃或感到突兀的地方。作者在构建理论框架时，似乎采用了一种“剥洋葱”式的解构方法，先从宏观的区域地质背景入手，逐步聚焦到微观的岩石孔隙尺度变化，最终过渡到工程尺度的影响评估。这种结构安排，极大地帮助读者建立起一个完整、立体的知识图谱。我注意到，在讨论某些关键的力学模型时，作者不仅给出了数学推导，还辅以了大量的现场案例分析来佐证模型的有效性。这种理论与实践的完美结合，使得书中的论点不再是空泛的假设，而是具有强大的说服力和应用价值。特别是关于时间尺度效应的探讨，处理得极为细腻，将地质历史的漫长演变与短期的人工干预影响巧妙地融合在一起，展现出一种深邃的历史观和前瞻性。阅读过程中，我仿佛跟随一位经验丰富的地质学家，穿梭于不同的岩溶发育区，亲身见证了各种复杂地质事件的发生与演变过程。

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这本书给我的最大感受是其前沿性和思想的创新性，它显然不是简单地对既有知识的重复梳理，而是真正站在了学科发展的前沿阵地。作者对于新近出现的地球物理勘探技术以及数值模拟方法的引入和应用，展现了极强的洞察力。他们似乎已经超越了传统基于宏观观察和经验判断的范畴，开始利用高精度数据和复杂算法来“预演”地质灾害的发生路径。我特别感兴趣的是其中关于概率风险评估的部分，它不再满足于“会不会塌”的定性描述，而是深入到“在什么条件下，以多大概率发生，并造成何种程度的后果”的定量分析。这种风险评估的量化和精细化，对于实际的工程决策无疑具有里程碑式的意义。这种对未来趋势的精准把握，使得这本书不仅具有学术价值，更具备了重要的现实指导意义。它鼓励读者跳出传统的思维定式，以一种更加系统化、数据驱动的方式去理解和应对自然界的挑战，体现了一种非常现代的科研精神。

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这本书的体系构建，体现了一种跨学科整合的卓越能力。它成功地将地质学、水文学、岩土力学乃至信息科学（如GIS和遥感技术）的精髓熔于一炉，形成了一个多维度、立体化的研究平台。我惊喜地发现，作者并非将这些学科简单地拼凑在一起，而是找到了它们之间内在的、深层次的耦合机制，并据此构建了统一的分析框架。例如，在评价易损性时，他们不仅考虑了岩溶发育的物性基础，还纳入了气候变化和人类活动强度等外部驱动因素的影响评估。这种全局性的视野，极大地拓宽了我对该领域研究范畴的认知。过去我可能更侧重于单一学科的解释，但这本书让我认识到，要真正理解和预测如此复杂的自然现象，必须建立一个相互联系、相互制约的系统模型。这种系统思维的示范作用，对于正在进行交叉学科研究的学者来说，是无价的宝贵财富，它提供了一种看待和解决复杂工程地质问题的全新视角和方法论。

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这本书的装帧和纸张质量实在令人眼前一亮，那种沉甸甸的厚实感，配合着内页清晰的印刷字体，让人在翻阅时就有一种庄重而专业的愉悦。封面设计简约而不失大气，没有过多花哨的装饰，直接点明了主题，显得非常可靠。我特地关注了一下排版，行距和字号的设置相当人性化，即使是长时间阅读那些复杂的图表和公式，眼睛也不会感到过分疲劳。而且，书中大量运用了高质量的插图和实景照片来辅助讲解那些抽象的地质过程，这一点做得非常出色。比如，涉及到地下水流动的路径示意图，不仅线条流畅，而且色彩层次分明，极大地降低了理解门槛。对于我这种希望系统学习地质现象的非专业人士来说，这种对细节的打磨，体现了编者对读者的尊重。我尤其欣赏它在术语使用上的规范性，每一个专业名词都有清晰的界定，让我在查阅过程中能够快速定位信息，避免了因术语模糊而产生的困惑。总的来说，从物理接触的层面来看，这是一本在制作工艺上堪称典范的学术专著，让人愿意把它放在书架上，时不时拿出来品味一番。

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