摘要: |
岩溶塌陷是覆盖型岩溶发育区重要的地质灾害之一,给人类的生产生活带来威胁和影响,尤其在交通运输方面显得日益突出。
厚覆盖型岩溶塌陷一般要经过土洞的形成—土洞的扩展—地面塌陷的过程。地下水位的波动在土洞形成至地面塌陷的全过程中,是最为活跃的影响因素,从始至终都起着至关重要的作用;而动荷载扰动土体的结构,使抗剪强度减小,从而破坏了土洞原有的平衡条件,加速塌陷过程的产生。
本文以武广客运专线英德段线路沿线的基础地质背景及覆盖型岩溶塌陷发育条件现场调查基础上,运用相应的力学知识模拟预测在地下水位波动下土洞顶板的稳定性,又通过加动荷载的方式对土洞顶板稳定性进行数值模拟,较为详细的分析了造成土洞塌陷的动力因素及土洞的内在因素,取得的具体成果如下:
(1)根据调查所得的研究区岩溶塌陷的规律,从岩溶塌陷形成的基本条件出发,探讨了该地区岩溶塌陷的影响因素及地质概化模型;
(2)利用普氏平衡拱理论与极限平衡理论分别建立内部塌陷阶段的临界土洞高度公式与地表塌陷阶段的水位下降致塌力学模型,对研究区典型塌陷进行验证评价,评价结果与实际塌陷情况拟合较好;
(3)通过数值模拟与半对数法联合求解极限承载力的方法,对研究区最典型的地质模型中土体应力、变形特征以及土洞顶板塑性区演变过程的分析,获取多种情况下土洞顶板的极限承载力;
(4)通过对多方案的分析,研究了土洞埋深、土洞跨度、土体性质在不同动荷载作用下对土洞顶板稳定性的影响规律。 |