真空吸蚀致岩溶塌陷的稳定性分析及其数值模拟

王文轩^1,2 ，夏源^1,2

1. 桂林理工大学环境科学与工程学院；广西桂林 541004；

2. 桂林理工大学岩溶地区水污染控制与用水安全保障协同创新中心，广西桂林 541004.

摘 要：真空吸蚀致塌是覆盖型岩溶塌陷的重要致塌机理之一，评价该机理的影响因素对于岩溶塌陷的防治具有重要意义。为研究覆盖层内外气压差对岩溶塌陷的变形和破坏的影响，本文设计理想算例的六种工况，采用解析法计算其稳定性，并通过离散元数值模拟方法进行验证。结果表明：在覆盖层厚度与岩溶裂隙一定时，当气压差达到临界值会发生地面塌陷，岩溶塌陷受到气压差的影响，塌陷范围与真空值呈正相关；随着覆盖层厚度的增大塌陷临界气压差增大的速率增加；覆盖层厚度仅在一定范围内使覆盖层的稳定受气压差影响。

关键词：离散元法；岩溶塌陷；真空吸蚀；MatDEM；数值模拟

图3　岩溶塌陷离散元模型　　图4　真空吸蚀模型图（岩溶裂隙Ｗ=３ｍ）

图5 岩溶塌陷演化过程图（单位：ｍ）

图6 工况三覆土层应力图（单位：Pa）

图7 工况五覆土层应力图（单位：Pa）

王文轩;夏源.真空吸蚀致岩溶塌陷的稳定性分析及其数值模拟[J].地下水,2023,45(05):18-20+101.

DOI:10.19807/j.cnki.DXS.2023-05-005