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覆盖型岩溶塌陷临界参数模型试验与数值模拟研究
| 论文题名： | 覆盖型岩溶塌陷临界参数模型试验与数值模拟研究 |
| 关键词： | 岩溶塌陷;临界裂隙宽度;模型试验;数值模拟;铁路岩溶路基 |
| 摘要： | 工程实践表明，由于南广铁路岩溶路基现场地质条件复杂，尤其影响地下水运移能力的岩溶裂隙宽度、长度等主要特征参数变化大，对现场试验结果影响较大。同时由于现场试验存在多方面的限制，很难查清隐伏岩溶管道特征和对应的塌陷状况，更难确定和开展典型的标准试验系列条件。因此，拟通过对现场情况的调查和分类研究，构造岩溶裂隙岩体模型，建立典型岩溶路基试验模型，开展模型试验模拟研究，探索解决南广铁路岩溶路基注浆透水率标准的可行方法，本文以南广铁路岩溶路基为研究背景，采用模型试验和数值模拟方法对岩溶路基临界塌陷宽度进行研究，为以后的工程实践提供理论依据。 首先采用模型试验的方法对岩溶路基临界塌陷宽度进行研究。模型试验分别设置潜蚀模型和降雨模型，对不同裂隙宽度模型进行试验，分析模型塌陷宽度的变化规律。试验结果显示，对于覆盖型岩溶，确实存在岩溶塌陷临界裂隙宽度。临界裂隙宽度大小、塌陷坑特征与覆盖层土体密实度、颗粒大小、地下水水位及其剧变程度等因素密切相关。在模型试验的基础上，采用数值模拟的方法进行对比，能更好的分析岩溶塌陷的过程，从而更加直观的验证岩溶塌陷临界宽度。数值模拟分别设置不同裂隙，对裂隙变化产生的塌陷情况进行分析。分析结果显示，裂隙宽度2mm时土体沉降量发生突变，这与模型试验结果一致。对裂隙变化及土体开挖情况进行综合分析，认为覆盖型岩溶塌陷临界裂隙宽度为2～3mm。通过数值模拟方法计算得出土洞塌陷临界高度，并与理论计算公式对比，为以后判断不同情况下的土洞临界高度提供了新的解决方法。 |
| 作者： | 孙金辉 |
| 专业： | 地质工程 |
| 导师： | 郭永春 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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