泰安市巖溶塌陷的水巖耦合模型研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、巖溶地面塌陷是巖溶地區(qū)因巖溶作用而產(chǎn)生的地面變形現(xiàn)象,是巖溶洞隙上方的巖土體在自然及人為作用下發(fā)生變形破壞、并導致地面形成塌陷坑(洞)的一種巖溶地質(zhì)作用。
  山東省泰安市自上世紀60年代出現(xiàn)巖溶地面塌陷,至今已有40多年歷史。論文依托國家自然科學基金項目“巖溶地面塌陷成因模式與預測防治研究”(項目編號40772145),以泰安市巖溶地面塌陷區(qū)為例,通過對其形成條件、形成歷史、發(fā)育規(guī)模及危害的研究,總結出巖溶地面塌陷的形成機理,并

2、結合巖體力學的相關內(nèi)容建立巖溶地面塌陷成因模式,在此基礎上建立起水巖耦合模型,并且以具體實例驗證模型的可行性。為該區(qū)巖溶地面塌陷的預測及其防治提供了依據(jù)。
  論文認為在天然條件下,土體受力處于平衡狀態(tài)時,塌陷是不會發(fā)生的;塌陷的發(fā)生,均是力的作用失去平衡從而使土體產(chǎn)生破壞的結果。泰安市巖溶水主要接受北部泰山火成巖、變質(zhì)巖裂隙水補給,而后向汶河方向逕流并在與上覆孔隙水交替的“天窗”地帶向上頂托“排泄"。然而當高強度開采巖溶地下水以

3、后,局部形成降落漏斗,巖溶水由承壓轉(zhuǎn)為無壓,孔隙水由接受巖溶水補給而變?yōu)榇怪毕蛳卵a給巖溶水,這樣就破壞了天然條件下巖土體的動力平衡。此時,若當巖溶水水位低于巖溶水頂板,尤其是巖溶水水位在巖溶水頂板附近波動時,巖溶水面會產(chǎn)生對上覆土體的沖刷侵蝕即撞擊作用從而破壞土體結構造成坍塌,殃及地面即形成地面塌陷。若再加上外界充水對土體產(chǎn)生的壓力,就會加速塌陷的發(fā)生。文中依據(jù)土體破壞的莫爾一庫侖準則和塑性平衡理論,分析土體的受力情況,得出水巖耦合模型

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