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为什么地面塌陷出现的坑洞大多是圆形

阿林老师

　　在北美洲洪都拉斯的一片海域，有一处叫作“蓝洞”的水下坑洞。这个大洞直径约340米，深约122米，外观呈非常规则的圆形。附近的`礁石和幽蓝的海水让蓝洞看上去如同一个巨大的眼珠，因此被称作“大海之眼”。蓝洞是一个石灰岩溶洞，形成于海平面较低的冰河时期，后来因为海水上升，洞内压力增大，造成了洞顶塌陷，才形成如今的模样。

　　一提到坑洞，大家脑海里可能都会想象出一个圆形物体。为什么坑洞大多近于圆形而不是方形或其他形状呢？众所周知，同样周长的几何图形中，圆形的面积是最大的。如果某块地面下部因岩溶、过度抽排水或者开挖形成空洞，上面的土层在自身重力作用下就有坍塌的趋势，抵抗这种趋势的力来源于土层侧壁的摩擦力，摩擦力的大小与接触面面积成正比，也就是与坑洞周长成正比。对于面积一定的坍塌体来说，若其形状是圆形，其周长最小，也就是接触面积最小，就最易被破坏，即最容易发生坍塌。因此，我们看到的坑洞大多呈圆形也就不足为奇了。被子弹穿过的玻璃、被石头砸穿的冰面，也都会留下近似圆形的空洞，道理是一样的。

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