第一篇 黄土洞穴研究的基本理论 3
第一章 黄土洞穴的分类与基本特征 3
1.1 黄土高原地质地貌概况 3
1.1.1 黄土高原区域地质概况 3
1.1.2 黄土高原地貌概况 4
1.1.3 黄土地层分布概况 5
1.1.4 黄土高原地质灾害与土壤侵蚀概况 10
1.2 黄土洞穴的分类与基本特征 11
1.2.1 黄土洞穴的成因分类 12
1.2.2 黄土暗穴的分类 16
1.2.3 黄土洞穴的基本特征 21
第二章 黄土洞穴的分布规律与形成环境 28
2.1 黄土洞穴的分布规律 28
2.1.1 黄土洞穴的地区分布规律 28
2.1.2 黄土洞穴分布的微地形地貌规律 33
2.1.3 黄土洞穴的层次发育规律及其特点 37
2.2 黄土洞穴形成的地质环境 40
2.2.1 黄土洞穴形成的地层环境 40
2.2.2 黄土洞穴形成的地质构造环境 44
2.3 黄土洞穴形成的水文地质与气候环境 50
2.4 黄土洞穴形成的生物环境 52
2.4.1 动植物对黄土洞穴形成的影响 52
2.4.2 人类工程活动环境 52
第三章 黄土洞穴的成因机理 54
3.1 黄土洞穴成因研究综述 54
3.2 黄土洞穴的成因 55
3.2.1 黄土土性与洞穴形成的关系 55
3.2.2 黄土节理裂隙与黄土洞穴形成的关系 68
3.2.3 地下水与黄土洞穴形成的关系 72
3.2.4 黄土洞穴的形成演化过程 81
第二篇 黄土洞穴灾害探测 89
第四章 黄土洞穴地球物理探测技术简介 89
4.1 概述 89
4.2 电法、电磁法 91
4.2.1 并行多道高密度直流电法 91
4.2.2 瞬变电磁法 94
4.2.3 探地雷达技术 101
4.3 弹性波法 107
4.3.1 浅层高分辨率反射地震 107
4.3.2 多道瞬态瑞雷面波探测 117
4.3.3 工程VSP方法 127
4.3.4 浅层多分量地震 134
第五章 黄土洞穴地球物理信息处理软件开发及其关键技术 142
5.1 黄土洞穴地球物理信息处理软件开发研制 142
5.1.1 系统研发的需求分析 142
5.1.2 系统目标及主要功能 144
5.1.3 设计概念和关键技术 144
5.1.4 系统结构及处理流程 145
5.2 黄土洞穴地球物理弱信息提取关键技术 150
5.2.1 黄土洞穴理论模型构建及地球物理响应的数值模拟技术 150
5.2.2 资料处理中的交互技术 169
5.2.3 信噪分离与波场分离技术 175
第六章 黄土洞穴探测试验分析 190
6.1 黄土洞穴快速探测和定性评价试验 190
6.1.1 典型试验结果及分析 191
6.1.2 工程试验结论及建议工作布置程序 200
6.2 黄土洞穴地球物理组合技术精细探测试验 202
6.2.1 典型试验结果及分析 203
6.2.2 工程试验结论 220
第三篇 黄土洞穴灾害防治 227
第七章 黄土洞穴的环境灾害效应及其公路工程危害 227
7.1 黄土洞穴的环境灾害效应 227
7.1.1 黄土洞穴的地质灾害效应 228
7.1.2 黄土洞穴的环境影响效应 229
7.2 黄土洞穴的公路工程危害 232
7.2.1 黄土洞穴对公路工程的危害类型 232
7.2.2 黄土洞穴对公路工程危害的一般特点 240
7.3 黄土洞穴对公路工程的危害模式及致灾机理 242
7.3.1 黄土洞穴对路基、路面危害的模式及致灾机理 242
7.3.2 黄土洞穴对路堤边坡危害的模式及致灾机理 243
7.3.3 黄土洞穴对路堑边坡危害的模式及致灾机理 248
7.3.4 黄土洞穴对桥梁危害的模式及致灾机理 250
7.3.5 黄土洞穴对隧道危害的模式和致灾机理 251
7.3.6 黄土洞穴对公路排水设施危害的模式和致灾机理 253
第八章 黄土洞穴工程危害的定量评价 254
8.1 概述 254
8.2 地质分析法 255
8.3 结构力学方法 256
8.3.1 按梁板模型估算顶板安全厚度 256
8.3.2 按破裂拱模型估算顶板安全厚度 258
8.3.3 塌陷平衡法 258
8.3.4 坍塌填塞法 259
8.3.5 合理拱模型 259
8.3.6 承载拱模型 260
8.3.7 实例分析 260
8.3.8 结果分析 261
8.4 随机介质理论方法 261
8.4.1 计算原理 262
8.4.2 计算模型 263
8.4.3 实例分析 265
8.4.4 结果分析 266
8.5 行车荷载作用下洞穴稳定性的动力有限元分析 266
8.5.1 基本理论 267
8.5.2 计算模型及材料参数 269
8.5.3 黄土洞穴稳定性分析 271
8.5.4 黄土洞穴与公路相互作用分析 277
8.6 地震作用下黄土洞穴稳定性有限元分析 280
8.7 Flac方法在黄土洞穴危害评价中的应用 285
8.7.1 FLAC2D基本原理 285
8.7.2 公路路基下伏黄土洞穴危害分析 289
8.7.3 公路边坡潜伏黄土洞穴危害研究 294
第九章 黄土洞穴预测预报研究 299
9.1 黄土区公路沿线洞穴预测的地质方法 299
9.1.1 黄土洞穴预测的地层岩性方法 300
9.1.2 黄土洞穴预测的微地形地貌方法 300
9.1.3 黄土洞穴预测的坡形坡度方法 303
9.1.4 地形切割程度的预测方法 304
9.1.5 黄土洞穴的节理裂隙预测方法 305
9.2 公路沿线黄土洞穴预报的其他方法 305
9.3 黄土区公路沿线洞穴预测评价的主要因素及方法 307
9.3.1 预测评价的主要因素及方法 307
9.3.2 预测结果分析 313
9.4 黄土高原主干公路穿越区洞穴发育程度宏观预测 316
第十章 黄土洞穴治理方法研究 320
10.1 黄土洞穴治理方法研究现状分析 320
10.2 明挖回填法在黄土洞穴治理中的应用 321
10.2.1 明挖回填法概述 321
10.2.2 技术要素 322
10.2.3 试验过程及结果分析 322
10.2.4 结论 325
10.3 注浆法在黄土地区路基洞穴治理中的应用 325
10.3.1 注浆法的国内外发展现状 325
10.3.2 注浆法治理湿陷性黄土地区路基洞穴室内试验 326
10.3.3 注浆法的现场试验 330
10.3.4 注浆法的优点 339
10.4 土工合成材料在黄土地区公路洞穴治理中的应用 340
10.4.1 土工合成材料在公路工程中的应用现状 340
10.4.2 土工合成材料在黄土地区公路洞穴治理中的应用 341
10.4.3 试验方案布置 341
10.4.4 试验结果 342
10.4.5 试验结果分析 345
10.5 强夯法在黄土路基洞穴治理中的应用 346
10.5.1 设计参数的选取 347
10.5.2 强夯法现场试验的实例介绍 348
10.5.3 试验过程及数据分析 348
10.5.4 结果分析 350
10.6 用SDDC法治理湿陷性黄土地区路基中洞穴 351
10.6.1 SDDC法简介 351
10.6.2 设计与施工 353
10.6.3 效果检验 354
10.6.4 SDDC法在黄土路基洞穴处理中的应用 355
10.6.5 SDDC法处理洞穴效果有限元模拟 357
10.7 爆破法在洞穴处理中的应用 361
10.8 湿陷性黄土地区公路洞穴的综合治理 362
10.8.1 湿陷性黄土地区路基中洞穴的综合治理 362
10.8.2 做好公路综合排水设计 362
10.8.3 路线布设应尽量避开地质不良地带 363
10.8.4 公路排水设施 363
10.9 湿陷性黄土地区公路洞穴治理方法建议 367
10.9.1 湿陷性黄土地区公路洞穴治理深度及治理范围建议 367
10.9.2 公路洞穴治理方法建议 368
参考文献 370