以福建省龍巖市樟坑自然村發(fā)生的巖溶區(qū)土洞塌陷為研究對(duì)象,通過室內(nèi)物理模型試驗(yàn)及數(shù)值模擬分析,對(duì)巖溶區(qū)土洞塌陷過程中覆蓋層土體的應(yīng)力、應(yīng)變（位移）、塑性區(qū)分布規(guī)律等進(jìn)行研究,從而再現(xiàn)土洞塌陷演化過程,總結(jié)土洞塌陷演化規(guī)律。結(jié)果表明,在土洞孕育、形成及擴(kuò)展過程中,土體中始終存在土拱效應(yīng),其發(fā)揮程度受初始洞徑及覆蓋層厚度影響,土洞塌陷過程其實(shí)是土拱效應(yīng)產(chǎn)生及失效過程。土體中最大剪應(yīng)力主要集中于拱腳位置,而塑性區(qū)分布則以拱頂為主,土體豎向變形也以拱頂為中心向四周遞減。塌陷后土洞呈中心大、兩頭小的紡錘狀,其最大洞徑與初始洞徑及覆蓋層厚度呈線性正比例關(guān)系。同時(shí),根據(jù)塌落土體累計(jì)質(zhì)量的增量大小可將土洞塌陷演化過程簡(jiǎn)化為三個(gè)階段:土洞發(fā)育形成、內(nèi)部塌陷擴(kuò)展以及地表塌陷階段。 

【文章來源】：水利與建筑工程學(xué)報(bào). 2020,18(03)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

傳感器埋設(shè)示意圖(單位:mm)

在設(shè)計(jì)好5種不同洞徑的前提下，分別做覆蓋層厚度為1倍～4倍洞徑的相關(guān)性試驗(yàn)。沿模型箱底部中心水平方向鋪設(shè)光柵串一根，其上分布5個(gè)光纖監(jiān)測(cè)點(diǎn)，對(duì)各點(diǎn)最大應(yīng)變值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分辨率可達(dá)0.1με，試驗(yàn)結(jié)果如圖2和圖3所示(本文大部分只繪出最大、最小洞徑對(duì)應(yīng)的最大、最小覆蓋層厚度的兩組圖，對(duì)應(yīng)試驗(yàn)1-A、1-D、5-A和5-D)。在圖2和圖3中，土體應(yīng)變變化趨勢(shì)基本相同，離中心越遠(yuǎn)，最大應(yīng)變值越小，覆蓋層越厚，最大應(yīng)變值越大。從試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象來看，底部空洞中心處首先發(fā)生塌落，該處土體最早有應(yīng)變響應(yīng)且較為迅速，而隨著土體不斷塌落，塌陷發(fā)展至空洞邊緣及遠(yuǎn)處，但其變化相對(duì)于中心處要小得多。太沙基[16]認(rèn)為，若土體中有支撐拱腳的存在，且土體在外力或自重作用下出現(xiàn)不均勻壓縮變形和應(yīng)力傳遞現(xiàn)象，則極有可能產(chǎn)生土拱效應(yīng)，從試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果來看，土洞塌陷過程中極有可能出現(xiàn)該種情況。

在圖2和圖3中，土體應(yīng)變變化趨勢(shì)基本相同，離中心越遠(yuǎn)，最大應(yīng)變值越小，覆蓋層越厚，最大應(yīng)變值越大。從試驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象來看，底部空洞中心處首先發(fā)生塌落，該處土體最早有應(yīng)變響應(yīng)且較為迅速，而隨著土體不斷塌落，塌陷發(fā)展至空洞邊緣及遠(yuǎn)處，但其變化相對(duì)于中心處要小得多。太沙基[16]認(rèn)為，若土體中有支撐拱腳的存在，且土體在外力或自重作用下出現(xiàn)不均勻壓縮變形和應(yīng)力傳遞現(xiàn)象，則極有可能產(chǎn)生土拱效應(yīng)，從試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果來看，土洞塌陷過程中極有可能出現(xiàn)該種情況。2.1.2 土壓力分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3596984