江苏徐州地区岩溶塌陷致塌力学模型及水位控制红线

• 作者: 万军伟 武鑫 潘欢迎 王艺霖 黄敬军
• 来源期刊: 中国地质灾害与防治学报
• 关键词: 岩溶塌陷 致塌模式 力学模型 水位红线 徐州地区
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 岩溶塌陷灾害及采空区巷道稳定性
• 页码范围: 67-77
• 页数: 11页
• 分类号: P642.25
• 语种: 中文
• DOI: 10.16031/j.cnki.issn.1003-8035.2019.02.09

摘要

岩溶塌陷实际是覆盖层土体变形破坏的一种特殊类型.通过调查研究,将徐州地区岩溶塌陷概化为“单一透水型盖层”、“透—阻型盖层”以及“单一阻水型盖层”三种地质模式,破坏模式为渗透变形破坏和剪切变形破坏,致塌模式分别为“潜蚀渗透-超临界水力梯度致塌”、“潜蚀软化—吸蚀—渗透力致塌”以及“真空吸蚀致塌”.建立了内部塌陷阶段以及地表塌陷阶段的综合力学模型,经新生街塌陷和溶剂厂塌陷验证,计算结果与实际情况基本吻合.以徐州典型塌陷区为例,分别对不同覆盖层厚度(40 m、30 m、20 m、10 m)、不同溶洞直径(4m、2 m、1 m、0.2m)、不同下伏黏性土厚度(5m、10m、15m、20 m、25 m、30 m、35 m、40 m)的稳定性进行试算,得到稳定性系数随水位降深的变化关系曲线,结果表明:覆盖层厚度越大、下伏黏性土厚度越大、溶洞直径越小、水位降深越小,稳定系数越高,越不容易塌陷;当洞穴直径小于l m时,自然条件下土体均处于稳定状态;以稳定系数等于l为变形破坏的极限平衡条件,确定了最大水位降深及其空间分布,并据此作为岩溶塌陷的水位控制红线,为研究区岩溶水安全合理开采提供指导意义.