지반공학 지식: 카르스트 붕괴를 일으키는 역동적인 요인은 무엇인가요? ?

1. 용해 용해성 암석의 물 용해 과정은 매우 느립니다. 관찰과 계산에 따르면 우리나라 카르스트 지역의 용해량은 천년에 수십에서 수백 밀리미터에 이른다. 카르스트 붕괴의 기반이 되는 카르스트 동굴은 오랜 지질학적 역사에 걸쳐 형성되었다. 그러나 석고와 암염암이 분포하는 지역에서는 채광, 저수지 건설 또는 기타 인간 활동의 영향으로 강력한 용해가 일어나 새로운 카르스트가 빠르게 발달하여 붕괴에 필요한 조건을 제공할 수 있습니다. 2. 토양의 상태 변화 지하수위의 상승 및 하강에 따라 암석과 토양의 수분 함량이 변화합니다. 한편, 수분 함량이 증가하면 암석과 토양의 무게가 증가합니다. 포화 상태에서는 무게가 약 15~25% 증가할 수 있습니다. 반면에 암석과 토양의 무게는 약 15~25% 증가합니다. 한편, 응집성 토양의 소성 상태가 변하면 더 부드러워지고 토양이 부드러워집니다. 강도가 감소합니다. 이러한 변화는 캐비티 지붕의 기계적 평형 상태를 악화시킵니다. 3. 지하수의 부력 지하수위 아래의 암석과 토양체는 모두 지하수의 부력의 영향을 받습니다. 수위가 상승하면 증가된 수두 값에 따라 부력이 증가하여 양압이 발생합니다. 상부 피복층이 얇고 상승 수두가 높을 경우 캡핑 층을 뚫고 붕괴될 수 있습니다. 수위가 떨어지면 부력이 증가합니다. 불침투성 점토질 토양이나 모래 토양의 경우 감소 값은 낙하 수두 전체 또는 낙하 수두의 (0.6-0.7)배입니다. 점토질 토양의 경우 일반적으로 자체 중량의 약 40%에 도달할 수 있습니다. 이는 캡핑 레이어의 안정성을 감소시키고 심지어 불안정성과 붕괴로 직접 이어질 수도 있습니다. 4. 지하수의 침투 및 침식 지하수의 침식은 지하수의 유동 경로를 따라 흐르는 토양 및 암석 입자에 의해 생성되는 동적 수압을 말하며, 동적 물의 크기는 지하수의 경사에 따라 달라집니다. 잠재침식의 초기 수리경사를 임계 수리경사라고 하며, 그 크기는 토양의 구성과 구조에 따라 일반적으로 점토질 토양이 응집력 때문에 크다. 카르스트 지하수 흐름 방향을 따른 수평 삼출 침식은 일반적으로 수리학적 경사가 작아 자연 조건에서 발생하기 쉽지 않으며, 주로 인공 배수암의 수위가 급격하게 감소하는 과정에서 발생합니다. 지하수가 증가하면 카르스트 동굴 수로의 헐거운 충전재와 덮개가 침식되고, 벗겨지고, 속이 비게 됩니다. 그 결과, 카르스트 동굴 충전재가 제거되어 피복층 하단의 동굴 개구부에 공동이 형성되어 토양동굴의 원형이 되었다. 그리고 카르스트 수위가 기반암 지붕까지 떨어지기 전에 계속해서 침식되고 씻겨 내려가 점차 팽창합니다. 이중층 대수층 구조가 분포된 지역. 카르스트 지하수로의 지하수나 토양수의 수직침투와 강우 및 지표수의 수직침투는 수직침식을 일으킬 수 있다. 이때 침투수는 동굴 입구 쪽으로 집중적으로 모여 침투한다. 이 효과는 펌핑된 카르스트 지하수의 수위가 급격히 떨어질 때 가장 중요합니다. 왜냐하면 상부 토양층의 투과성이 카르스트 대수층의 투과성보다 훨씬 작기 때문에 수위가 훨씬 느리게 떨어지기 때문입니다. 이런 식으로 카르스트 수위가 감소함에 따라 수위 차이가 증가하며 수위가 피복층 바닥까지 떨어지면 수리 경사가 최대(1에 가까울 수 있음)에 도달하고 침식 효과도 커집니다. 가장 강한. 위의 효과로 인해 토공은 계속 위쪽으로 확장되어 불안정하고 붕괴됩니다. 5. 카르스트 지하수위의 변화는 카르스트 동굴공간에 양압과 음압을 발생시킨다. 카르스트 지하수위가 상승하면 잘 밀봉된 카르스트 동굴공간의 가스가 가압되어 고압의 기단을 형성하게 되는데, 이는 주변 암석과 토양에 양압이 가해지면 덮개층이 얇아지면 덮개 암석과 토양을 뚫고 공기 폭발을 일으키고 붕괴를 일으킬 수 있습니다. 이러한 유형의 붕괴를 폭발 붕괴라고 하며 주로 카르스트 산맥의 지하 강의 수로에서 볼 수 있습니다. 카르스트 지하수 수준이 크게 떨어지면 폐쇄된 카르스트 동굴 공간에 음압이 발생할 수 있으며, 이는 위에 있는 토양에 추가적인 흡입력을 발생시켜 토양이 침식되고 벗겨지고 아래쪽으로 이동하게 할 수 있습니다. 상부 토양에 함유된 수분의 경우, 부압은 하부로 침투하는 추가 수두를 증가시켜 토양 침식을 심화시키고 토양 파괴와 토양 구멍의 형성 및 확장을 가속화시킵니다. 부압의 크기는 피복층의 밀봉 정도와 수위의 하강 속도에 따라 달라집니다. 안전한 밀봉 조건에서 이론상 최대값은 실제로 피복층의 밀봉 특성은 상대적입니다. .갑자기 물이 떨어지는 현상은 일반적으로 상대적으로 느립니다. 따라서 그 효과는 제한적이며 부압 침식으로 인한 붕괴는 매우 특수한 조건에서만 가능합니다. 6. 카르스트 지하수위 변동의 붕괴작용 카르스트 지하수위 변동은 카르스트 동굴의 피복암석과 토양이 빈번하게 건식과 습윤이 교대되는 상태가 되어 붕괴되고 벗겨지며 발달과 팽창을 촉진시킨다. 토양 동굴의. 지하수위 변동대에 형성된 토공은 침투수 흐름의 침식효과 외에 주로 이러한 효과와 관련되어 있다.

7. 카르스트 지하수의 수격작용 카르스트 관내의 지하수 흐름은 붕괴물이 막히거나 관내 충전재의 충돌로 인해 불안정한 상태에 있는 경우가 많다. 물 흐름의 에너지는 압력으로 변환되어 유입되는 물의 방향으로 전파되는 탄성파는 물 충격파로, 이는 수격 현상을 일으키고 카르스트 동굴 파이프라인 시스템에 영향을 주어 상부의 붕괴 및 붕괴를 일으킵니다. 그것에 연결된 암석과 토양을 덮습니다. 계산에 따르면 카르스트 파이프라인의 수위가 갑자기 1m/s 감소하면 발생하는 수격압은 수두 120m 이상에 도달할 수 있어 그 위력이 얼마나 강력한지 알 수 있습니다. 8. 지하수의 침식 및 이동 동굴관에 흐르는 지하수는 일반적으로 지표수와 동일한 침식 효과를 가지고 있으며, 관로 시스템의 구불구불하고 변화무쌍한 형태로 인해 소용돌이가 자주 형성되며 강한 침식 및 굴착 효과를 나타냅니다. 능력. 동굴이 열릴 때, 위에 있는 토양층의 침식은 종종 토양 동굴의 원형을 형성하고 토양 동굴의 확장 과정에 참여합니다. 얕은 카르스트 동굴은 유체 역학적 조건의 변화로 인해 종종 느슨한 퇴적물로 채워지며, 이러한 충전재는 이동 및 이동되며, 붕괴된 물질은 붕괴 과정에서 지속적으로 제거됩니다. 이러한 방식으로 새로운 균형에 도달할 때까지 붕괴가 계속 진행될 수 있습니다.