循環動荷載下下伏空洞路面塌陷的模型試驗研究

作者：高程鵬

摘要：在循環動荷載作用下,地下空洞會逐步發展成為路面塌陷。針對此問題,本文建立了模擬路面塌陷發生發展全過程的模型試驗。試驗結果表明,隨著動荷載值的減小,土體所能承受的極限振動循環次數呈指數型增加。而當地下存在一定尺寸的地下空洞時,即使動荷載值較小,在足夠多次數的振動循環作用后,也有可能引發路面塌陷。最大粒徑較大、不均勻系數較高土體的靜力穩定性較強,體現在其能承受的極限靜荷載較大;但其動力穩定性較弱,體現在其能承受的極限振動循環次數較少。反之,最大粒徑較小、不均勻系數較小土體的靜力穩定性較弱,而動力穩定性較強。地下空洞上覆土層厚度越大,則其靜力、動力穩定性均較強。同時,循環動荷載作用下地表沉降與土體裂縫的發展呈現出三階段規律。階段1為初始固結沉降階段,持續時間較短,土體受到振動壓密作用,地表發生整體沉降,土體裂縫未見明顯發展;階段2為等速沉降階段,持續時間較長,中心土體受到振動剪切作用,地表中心沉降與土體裂縫隨時間呈等速發展;階段3為加速沉降階段,持續時間最短,中心土體受到振動破壞作用,地表中心沉降與土體裂縫快速發展直至發生塌陷。

發文機構：上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司

關鍵詞：循環動荷載路面塌陷模型試驗cyclic dynamic loadground subsidencemodel tests

分類號： P642.26[天文地球—工程地質學]