岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 507-518.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1199CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1199
孙志亮1,邵敏2,王叶晨梓3,刘忠2,任伟中1,柏巍1,李朋1
SUN Zhi-liang1, SHAO Min2, WANG Ye-chen-zi3, LIU Zhong2, REN Wei-zhong1, BAI Wei1, LI Peng1
摘要: 为研究砂土在管道破损渗流侵蚀作用下的运移流失过程,探寻产生地面沉陷的主要影响因素,采用颗粒流(particle flow code,PFC)与计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)耦合的方法,针对水管直径、破损孔洞尺寸、水管埋置深度、砂土内摩擦角以及地下水深度5个因素,按3水平设计正交试验,开展细观数值模拟。数值试验结果发现,砂土地面沉陷呈V形漏斗分布,沉降槽随着时间增长在横向与竖向拓展。正交试验结果的极差分析与方差分析表明,地下水深度hw对沉降槽深度影响最大且显著,地下水越深,沉降槽深度越小。影响因素排序其次是破损孔洞直径d,随后是砂土内摩擦角与水管直径DN。水管埋置深度hs对沉降槽深度影响不明显,在此基础上,提出了不同条件下管道破损渗漏诱发地面沉陷范围的估算公式。研究结果可为市政水管防路面塌陷设计提供参考。
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