泥流型岩溶地面塌陷物理模型

摘要

为了进一步深入研究覆盖型岩溶地面塌陷的发生条件和机理,在罗小杰关于土体塌陷理论的基础上,着重研究了泥流型地面塌陷地质现象、地质模型、物理模型及其数学表达式.根据软弱土在塌陷中的运动学响应特征及其周围土体变形表现,建立了泥流型岩溶地面塌陷的地质模型.由于软弱土具有高含水量、高液限、低抗剪强度和可流动的特点,将其视为高黏滞性的流体,在塌陷过程中呈层流状态流动;进而概化了泥流型岩溶地面塌陷的物理模型;依据牛顿内摩擦定律及极限平衡理论,提出了相应的数学表达式,探讨了泥流型地面塌陷的基本特征.认为泥流型地面塌陷将以一固定的速度发生,塌陷速度与岩溶通道直径的平方、软弱土的重度和天然含水量成正比,与黏性系数成反比.塌陷历时与软弱土的黏稠程度和厚度成正比,与重度和岩溶通道直径的平方正反比.