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西北大学学报(自然科学版)2024年第01期:土洞型地面塌陷数值模拟分析与机理研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:薛芬芬;谢婉丽;王昱琛;刘欣鹏;

单位:西北大学地质学系/大陆动力学国家重点实验室/西安市黄土动力灾害防控与地质环境修复重点实验室;

摘要:以研究区发生的10例地面塌陷为研究对象,在野外调查的基础上结合研究区的地质环境条件和工程地质资料,分析了研究区的基础地质背景及地面塌陷的发育条件,综合归纳了研究区地面塌陷的类型,揭示了不同地面塌陷类型的诱因、时空分布特征及塌陷形成机制。最后,采用有限差分软件FLAC3D模拟了地道开挖、建房、地下水位抬升、强降雨等条件下地面塌陷的发展过程。通过对土层内部的应力应变,以及地道周围土体、地表位移等分析,揭示了研究区地面塌陷的形成机理。研究结果表明,居民建房增加上覆荷载,地下水位抬升引起洞室周围土体变形、洞室扩大,在季节性强降雨的影响下,地表会产生大的沉降。

关键词:塌陷;机理;地下水;强降雨;数值模拟

基金资助:国家自然科学基金(42372320,41972292); 陕西省创新能力支撑计划(2021TD-54); 陕西省重点研发计划(2022ZDLSF06-03)