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题名考虑土拱效应的渗流作用下砂漏型岩溶塌陷机理
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作者
高旭
吴诗
晏鄂川
熊启华
陈诺
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机构
中国地质大学(武汉)工程学院
江西省交通投资集团有限责任公司抚州管理中心
湖北省地质环境总站
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出处
《水文地质工程地质》
北大核心
2025年第2期164-172,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(42102328)。
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文摘
渗流作用下砂漏型岩溶塌陷在“上黏下砂”二元结构覆盖层隐伏岩溶区经常发生,此类塌陷宏细观力学机理和漏砂启动力学评价模型的研究还不充分。以武汉市二元结构覆盖层岩溶区由岩溶水位降低诱发的陆家街岩溶塌陷为例,采用物理模型试验和PFC(particle flow code)-CFD(computational fluid dynamics)耦合数值试验探索塌陷破坏的宏细观力学机理,并构建渗流作用下漏砂启动的土拱极限平衡力学评价模型。结果表明:(1)物理模型试验和数值模型试验得到的陆家街塌陷临界水位差分别为7.2 m和8.0 m,误差约10%,漏砂启动后砂层底部孔隙水压力骤降,地表沉降增加;(2)在到达临界水位差之前,岩溶开口处砂层流速增大而孔隙水压力减小,土拱水平应力、竖向应力以及侧压力系数增大,且水力梯度增大速率明显大于侧压力系数;(3)所构建的渗流作用下土拱极限平衡模型表明,随着水位差增加,土拱中致塌力和抗塌力都在增加,但致塌力增大更明显。研究结果对提高砂漏型岩溶塌陷防灾监测水平具有重要意义。
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关键词
二元结构覆盖层
砂漏型岩溶塌陷
渗流作用
临界水位差
土拱效应
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Keywords
binary structure covering layer
sand-leakage karst collapse
seepage effect
critical water level difference
soil arch effect
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分类号
P642.3
[天文地球—工程地质学]
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