岩溶区土洞塌陷演化过程研究——以龙岩市樟坑自然村土洞塌陷为例

作者：沈佳; 简文彬^*; 苏添金; 洪儒宝; 张少波

来源：水利与建筑工程学报, 2020, 18(03): 1-64.

• 土洞塌陷
• 土拱效应
• 室内模型
• 数值模拟
• 塌陷演化

以福建省龙岩市樟坑自然村发生的岩溶区土洞塌陷为研究对象,通过室内物理模型试验及数值模拟分析,对岩溶区土洞塌陷过程中覆盖层土体的应力、应变(位移)、塑性区分布规律等进行研究,从而再现土洞塌陷演化过程,总结土洞塌陷演化规律。结果表明,在土洞孕育、形成及扩展过程中,土体中始终存在土拱效应,其发挥程度受初始洞径及覆盖层厚度影响,土洞塌陷过程其实是土拱效应产生及失效过程。土体中最大剪应力主要集中于拱脚位置,而塑性区分布则以拱顶为主,土体竖向变形也以拱顶为中心向四周递减。塌陷后土洞呈中心大、两头小的纺锤状,其最大洞径与初始洞径及覆盖层厚度呈线性正比例关系。同时,根据塌落土体累计质量的增量大小可将土洞塌陷演化过程简化为三个阶段:土洞发育形成、内部塌陷扩展以及地表塌陷阶段。

• 单位
  福州大学; 福建省地质环境监测中心