埋地管线破损漏土诱发地面塌陷过程的流固耦合离散元模拟

为了探究埋地管线破损-漏土诱发地面塌陷的规律,采用DEM-CFD方法,综合考虑管线埋深、水压和破损口半径等因素,对单一砂土层和上覆黏土层两种工况的地面塌陷过程进行了数值模拟分析。结果表明:颗粒损失率和地面沉降值呈正相关关系;根据颗粒损失速率,塌陷过程可划分为颗粒运移、快速损失和沉降槽缓慢扩展3个阶段;水压是影响颗粒损失速率的主要因素;对于单一砂土层,随着水压、破损口半径的增大和管线埋深的减小,颗粒损失率逐渐增大;对于上覆黏土层,由于颗粒的黏结作用,颗粒运移阶段持续时间与上覆黏土层厚度呈正相关关系,与水压、破损口半径呈负相关关系。