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题名覆盖型岩溶土洞形成的临界水流速度数值模拟研究
被引量：2
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作者
陈小茜
黄荷
朱燕
曾斌
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机构
湖北省生态环境科学研究院
长沙理工大学水利与环境工程学院
中国地质大学(武汉)环境学院
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期189-196,共8页
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基金
湖北省自然科学基金项目(2023AFB293)。
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文摘
覆盖型岩溶塌陷灾害具有隐蔽性、突发性、不确定性、机理复杂性等特点,致使其预防、治理工作十分困难。覆盖型岩溶塌陷过程中,覆盖层土体形成土洞,土洞发育、扩展直至地表塌陷。现阶段土洞塌陷研究方法多为有限单元法等数值模拟,但有限单元法无法解决颗粒迁移、土体崩落等岩体大变形问题。在浙江省江山市岩溶塌陷地质条件分析的基础上,利用颗粒流数值模拟方法(PFC)对覆盖型岩溶土洞的形成过程进行了模拟,从微观角度揭示土洞形成过程中特殊土体颗粒的位移、裂纹的发展趋势和系统不平衡力的变化情况等,再现外力作用下岩溶土洞形成的多场变化特征。结果表明:(1)岩溶土洞发育过程可概化为裂纹产生、连通面形成、颗粒剥落3个阶段;(2)岩溶土洞开始发育时,土体颗粒位移曲线、裂纹的贯通程度、不平衡力三者之间具有良好的一致性,且垂直方向扩展速度大于水平速度;(3)覆盖层土体为黏土时初始土洞形成的临界水流速度为0.104 cm/s。研究结果可为岩溶塌陷治理提供参考数据。
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关键词
颗粒流
覆盖型
岩溶塌陷
土洞
临界水流速度
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Keywords
particle flow code
covered
karst collapse
soil caves
critical flow velocity
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分类号
P642.25
[天文地球—工程地质学]
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