表水侵蚀地裂缝物理模型试验研究

作     者：刘阳 王飞永 贺鸣 赵玺 LIU Yang;WANG Feiyong;HE Ming;ZHAO Xi

作者机构：长安大学西安710054 中国地质大学(北京)北京100083 中国冶金地质总局西北局西安710119 

出 版 物：《工程地质学报》 (Journal of Engineering Geology)

年 卷 期：2024年第32卷第1期

页      面：183-193页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：东非裂谷区地裂缝灾害机理与防控(资助号:41920104010) 内马铁路地裂缝形成机理与减灾对策研究(资助号:2019-ZJTDKJ-05) 

主　　题：地裂缝 降雨侵蚀 模型试验 破裂扩展 

摘      要：地表水入渗侵蚀是地裂缝出露地表的一个重要诱发因素。肯尼亚裂谷区因其特殊的构造环境背景,降雨侵蚀地裂缝极其发育。本文以东非肯尼亚裂谷地裂缝为原型,建立了降雨侵蚀条件下隐伏岩土体破裂扩展出露地表的地质模型,通过物理模型试验揭示了地裂缝发育过程中土体内部水力侵蚀破坏的演化规律。试验结果表明:(1)表水侵蚀地裂缝可将其破裂扩展过程分为3个阶段:均匀入渗阶段,侵蚀掏空阶段、塌陷致灾阶段。(2)隐伏岩土体破裂的影响区域是表水入渗的优势通道,该区域水力侵蚀强烈。(3)当侵蚀塌陷形成时,土体内部含水率和孔隙水压力出现同步的陡变。土体内部含水率的突变反映了裂隙的发育以及局部塌陷的形成,从而可以揭示土体内部侵蚀塌陷的进程。此次基于表水入渗的物理模型试验研究可为地裂缝的监测防控提供科学理论支撑。