覆蓋型巖溶塌陷模型試驗與數(shù)值模擬研究.pdf

1、工程實踐表明，野外覆蓋型巖溶塌陷地質條件復雜，對地下水運移能力起重要作用的巖溶通道主要特征參數(shù)變化較大，溶洞開口大小也很難確定。由于現(xiàn)場試驗存在著各方面限制，直接開展典型的標準系列試驗以查清隱伏的巖溶通道特征和對應的塌陷狀況難以實現(xiàn)。因此，在對安徽省沿江地區(qū)覆蓋型巖溶塌陷發(fā)育現(xiàn)場調查的基礎上，構造蓋層-溶洞塌陷系統(tǒng)模型，開展模型試驗模擬研究，歸納總結了區(qū)內巖溶塌陷的形成機理，進而采用三維數(shù)值模擬的方法，對水位下降致塌進行了數(shù)值模擬研究。

2、本文安徽省沿江地區(qū)巖溶塌陷情況為研究背景，采用模型試驗和數(shù)值模擬方法對巖溶塌陷臨界水位降幅進行研究，以期為工程實踐提供理論依據(jù)。主要得出了以下成果:
　　(1)地下水位波動致塌，特別是水位下降致塌為主要致塌模式。人為開采地下水過程和礦山排水初期礦井突水引起的水位快速下降極易導致巖溶塌陷的發(fā)生，其致塌機理以潛蝕式塌陷為主，伴隨真空負壓效應。
　　(2)提出水位下降過程中塌陷發(fā)生的臨界水位降幅公式，利用正交試驗原則設計四組覆蓋型

3、巖溶塌陷模型試驗，對不同溶洞開口大小，覆蓋層厚度和土體密實程度進行塌陷過程模擬。運用臨界水位降幅實測數(shù)據(jù)對公式進行評價，驗證結果表明所提出的計算臨界水位降幅的方法是可行的。
　　(3)覆蓋型巖溶塌的臨界水位降幅與巖土體蓋層的厚度、強度指標、巖溶的溶洞開口（土洞規(guī)模）半徑、溶洞內氣壓大小、地下水位變化幅度和地下水流速等因素有關，其中溶洞開口大小是影響塌陷發(fā)生的關鍵因素。
　　(4)在物理模型試驗的基礎上，采用數(shù)值模擬的方法進行