[发明专利]一种基于钻孔基岩面裂隙网络模拟的岩溶塌陷发育靶区遴选方法

说明书

本发明公开了一种基于钻孔基岩面裂隙网络模拟的岩溶塌陷发育靶区遴选方法，包括以下步骤：1)选定工作区域，布设观测孔，采集各观测孔中裂隙的几何参数，建立数据库；2)根据采集的数据进行裂隙网络模拟，得到岩体裂隙网络模拟图；3)根据岩体裂隙网络模拟图绘制裂隙走向玫瑰花图和裂隙等密度图，进行裂隙发育优势路径和连通性分析，再结合遴选原则遴选出岩溶塌陷发育靶区作为岩溶监测预警和防治的重点靶区。本发明所述方法可以实现岩溶塌陷发育靶区的遴选，为后期结合覆盖层结构特征和触发因素分析的综合分析精准判断岩溶塌陷发生位置提供前提和基础，并节约防治成本。

技术领域

本发明涉及一种基于钻孔基岩面裂隙网络模拟的岩溶塌陷发育靶区遴选方法，属于岩溶地质灾害防治领域。

背景技术

岩溶塌陷是岩溶区主要的地质灾害之一，具有隐蔽性、突发性和反复性等特点，如何预测岩溶塌陷发生的位置是进行监测预警和工程处置的前提和基础。目前对于岩溶塌陷位置的预测主要是基于易发性评价区划的思想，即根据岩溶发育程度、土层结构、性质和地下水动力特征等因素，通过对影响因子的叠加分析，定性或半定量的按易发程度进行岩溶塌陷发生概率的宏观判断，通常分为高、中、低三个等级，等级越高表示岩溶塌陷越容易在该区域发生。然而，基于这种方法只能比较粗略判断岩溶塌陷发生的区域位置，很难完全满足防灾减灾的需要。事实上，裂隙等基岩面的地下空间开口位置是决定岩溶塌陷发生位置的最重要因素，没有这些开口通道，上覆土体即使在地下水、爆破振动等因素影响下，也不可能发生流失，也就不会形成岩溶塌陷，多数会是土体自身的变形或沉降。因此，如果能确定岩体裂隙等岩溶地下空间的分布情况，就能缩小预测岩溶塌陷位置的范围，确定岩溶塌陷发育的优势靶区。再结合后期在靶区内进行覆盖层结构、性质和地下水等触发因素的分析，辅以必要的监测手段，更是能大幅度提高岩溶塌陷发生位置的预测精准度并节约成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于钻孔基岩面裂隙网络模拟的岩溶塌陷发育靶区遴选方法，该方法可以为更准确地预测岩溶塌陷位置提供必要的前提和基础。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于钻孔基岩面裂隙网络模拟的岩溶塌陷发育靶区遴选方法，包括以下步骤：

1)选定需要开展岩溶塌陷探寻的工作区域，在工作区域中按需求布设观测孔，采集各观测孔中裂隙的几何参数，建立数据库；

2)根据采集的裂隙的几何参数进行裂隙网络模拟，得到岩体裂隙网络模拟图；

3)根据得到的岩体裂隙网络模拟图绘制裂隙走向玫瑰花图和裂隙等密度图，然后进行裂隙发育优势路径和连通性分析，再结合下述遴选原则遴选出岩溶塌陷发育靶区作为岩溶监测预警和防治的重点靶区；其中，遴选原则为满足下述选项(a)的同时含有选项(b)至(e)中的任一项：

(a)岩溶塌陷全部发育在以裂隙为中心半径R米的范围之内；

(b)裂隙等密度图中等值线越密集的地方岩溶塌陷越发育；

(c)裂隙交叉点越多的地方岩溶塌陷越发育；

(d)优势发育方向上延伸越长的裂隙周围岩溶塌陷越发育；

(e)裂隙张开度越大的地方岩溶塌陷越发育。

上述方法的步骤1)中，优选按每1平方千米布设1个观测孔的密度要求布设观测孔，通常采用井下电视成像系统采集获取各观测孔中裂隙的几何参数，所述裂隙的几何参数通常包括裂隙组数、产状、间距、迹长和张开情况等。

上述方法的步骤2)中，根据采集的裂隙的几何参数进行裂隙网络模拟以得到岩体裂隙网络模拟图的具体实现方法与现有技术相同，优选包括以下步骤：

2.1)对采集的裂隙样本进行分组和统计，包括对样本进行分组和各组样本随机变量的统计，所述随机变量特征包括走向、倾向、倾角、间距、迹长和张开度等；