为什么地陷总是圆形的坑？
地陷，尤其是那些在地面上留下的醒目坑洞，之所以常常呈现圆形，并非偶然，而是与地下物质的运动方式、地层压力以及物质本身的性质有着紧密的联系。要理解这一点，我们需要一层层剥开地陷的形成过程。
想象一下，我们的脚下并不是坚实得像铁板一块的基岩。土壤、砂石、粘土，乃至于地下水和溶洞，构成了我们地表之下的复杂世界。地陷的发生，往往源于地下某个区域的支撑力突然消失，导致上方的地层失去依靠，塌陷下来。
地下支撑力为何会消失？
最常见的原因之一是地下水的流动和溶蚀作用。在许多地区，岩石（尤其是石灰岩、白云岩等可溶性岩石）会受到地下水的侵蚀。水中的二氧化碳溶解后形成碳酸，缓慢地将岩石中的碳酸钙溶解，形成地下空隙或溶洞。当这些空隙逐渐扩大，或者形成新的通道时，就意味着地下正在被“掏空”。
另一种常见原因是地下管线的老化与破损。埋在地下的排水管道、污水管道、自来水管道等，随着时间的推移，会因为材料老化、连接处松动、腐蚀等原因出现破损。一旦发生破损，其中的水流就会开始侵蚀周围的土壤，将土壤颗粒带走，形成地下空洞。这个过程有点像你用水冲洗沙子，沙子会被水流带走。
还有些地陷是由于地下矿藏的开采造成的。例如，在一些地下采矿区域，大量的矿石被取出，留下了巨大的采空区。如果上方的支撑结构不足以承受地层自身的重量，就会发生塌陷。
支撑力消失后，为何形成的是圆坑？
当地下支撑力消失，上方的土层和岩石就会开始向下塌陷。这时，物质的内在属性和受力方式就决定了坑洞的形状。
土壤的自重和压力分布： 无论我们脚下的土壤是松散的砂土还是较为密实的粘土，它们都受到自身重力的影响。当下方支撑消失后，上方的土壤会受到来自四面八方的压力。在没有外力干扰的情况下，最“有效率”或最“稳定”的支撑失效后的形变，往往会趋向于将应力均匀地分散开。想象一下你手里握着一团沙子，如果你突然拿走底下的托盘，沙子会向四周散开，但最终形成的坑洞边缘会相对平滑。在地层中，虽然物质更复杂，但这种“就近原则”的受力传递和分散，倾向于形成一个向中心汇聚的压力梯度。
水的压力与流动： 如果地陷与地下水有关，那么水的压力也扮演着重要角色。地下水是一种流体，它会向低压区域流动。当下方出现空洞时，周围的水会涌入，并将更多的土壤颗粒带入空洞中。水的流动具有一定的各向同性（在没有明显导向性的情况下），这种流动更容易在某个区域形成一个相对均匀的塌陷范围。而且，水在填充一个逐渐扩大的空隙时，会倾向于从各个方向同时向空洞中心聚集，从而在塌陷区域形成一个向心性的应力场。
岩石和土壤的破裂机制： 当岩石或土壤承受过大的应力而失效时，它们会发生破裂。对于均质的材料，在承受均匀加载时，破裂面往往会趋向于形成一个围绕着应力集中点的圆形或近似圆形。想象一下，如果你用一个圆柱形的压杆去挤压一个土球，最终土球最容易变形或破裂的地方，往往会呈现出围绕中心的圆形对称性。
边缘效应和稳定性： 当地表出现一个塌陷时，坑洞的边缘会形成一个“斜坡”或者说是一个倾斜的壁面。这个壁面的角度被称为“内摩擦角”或“休止角”，它取决于土壤的性质。为了维持稳定，坑洞的边缘会尽可能地向上延伸，直到遇到足够坚固的地层才能停止。在缺乏明显定向外力的作用下，这个向上延伸和向外扩展的过程，往往会围绕着塌陷的中心点形成一个近似圆形的边界。因为从任意一点向外扩展以维持稳定性，最终都会在某个距离处达到一个平衡。
并非所有地陷都是完美的圆形
当然，需要强调的是，并非所有的地陷都呈现出完美的圆形。很多时候，地陷会呈现出不规则的形状，这取决于多种因素的综合作用：
地层结构的不均一性： 地下土壤和岩石的分布并非总是均匀的。可能存在一些较强的岩层或粘性土壤层作为支撑，而另一些区域则非常松散。这会导致塌陷的方向和范围受到限制，形成不规则的形状。
地下管线的具体走向和破损程度： 如果地陷是由地下管道破损引起，那么坑洞的形状会很大程度上受到管道走向和破损点的分布影响。如果是一条长长的管道破损，可能就会形成一个条状的地陷。
外部环境的影响： 地震、重物压迫等外部因素也可能导致地陷，这些因素带来的应力可能是不均匀的，从而形成不规则的坑洞。
塌陷过程的动态变化： 地陷往往是一个动态的过程。最初的塌陷可能是一个小坑，但随着周围土壤的不断涌入和水分的侵蚀，坑洞会逐渐扩大，形状也会发生变化。
总结来说，地陷之所以常常呈现出圆形，是因为地下物质在失去支撑后，倾向于在均匀的重力和压力分布下，以最“经济”或最“稳定”的方式塌陷，而圆形是这种塌陷中最常见的一种几何表现。当然，现实情况远比理论模型复杂，因此我们看到的地陷形状也多种多样，但圆形及其近似形，仍然是其中最普遍和具有代表性的一种。
想象一下，我们的脚下并不是坚实得像铁板一块的基岩。土壤、砂石、粘土，乃至于地下水和溶洞，构成了我们地表之下的复杂世界。地陷的发生，往往源于地下某个区域的支撑力突然消失，导致上方的地层失去依靠，塌陷下来。
地下支撑力为何会消失？
最常见的原因之一是地下水的流动和溶蚀作用。在许多地区，岩石（尤其是石灰岩、白云岩等可溶性岩石）会受到地下水的侵蚀。水中的二氧化碳溶解后形成碳酸，缓慢地将岩石中的碳酸钙溶解，形成地下空隙或溶洞。当这些空隙逐渐扩大，或者形成新的通道时，就意味着地下正在被“掏空”。
另一种常见原因是地下管线的老化与破损。埋在地下的排水管道、污水管道、自来水管道等，随着时间的推移，会因为材料老化、连接处松动、腐蚀等原因出现破损。一旦发生破损，其中的水流就会开始侵蚀周围的土壤，将土壤颗粒带走，形成地下空洞。这个过程有点像你用水冲洗沙子，沙子会被水流带走。
还有些地陷是由于地下矿藏的开采造成的。例如，在一些地下采矿区域，大量的矿石被取出，留下了巨大的采空区。如果上方的支撑结构不足以承受地层自身的重量，就会发生塌陷。
支撑力消失后，为何形成的是圆坑？
当地下支撑力消失，上方的土层和岩石就会开始向下塌陷。这时，物质的内在属性和受力方式就决定了坑洞的形状。
土壤的自重和压力分布： 无论我们脚下的土壤是松散的砂土还是较为密实的粘土，它们都受到自身重力的影响。当下方支撑消失后，上方的土壤会受到来自四面八方的压力。在没有外力干扰的情况下，最“有效率”或最“稳定”的支撑失效后的形变，往往会趋向于将应力均匀地分散开。想象一下你手里握着一团沙子，如果你突然拿走底下的托盘，沙子会向四周散开，但最终形成的坑洞边缘会相对平滑。在地层中，虽然物质更复杂，但这种“就近原则”的受力传递和分散，倾向于形成一个向中心汇聚的压力梯度。
水的压力与流动： 如果地陷与地下水有关，那么水的压力也扮演着重要角色。地下水是一种流体，它会向低压区域流动。当下方出现空洞时，周围的水会涌入，并将更多的土壤颗粒带入空洞中。水的流动具有一定的各向同性（在没有明显导向性的情况下），这种流动更容易在某个区域形成一个相对均匀的塌陷范围。而且，水在填充一个逐渐扩大的空隙时，会倾向于从各个方向同时向空洞中心聚集，从而在塌陷区域形成一个向心性的应力场。
岩石和土壤的破裂机制： 当岩石或土壤承受过大的应力而失效时，它们会发生破裂。对于均质的材料，在承受均匀加载时，破裂面往往会趋向于形成一个围绕着应力集中点的圆形或近似圆形。想象一下，如果你用一个圆柱形的压杆去挤压一个土球，最终土球最容易变形或破裂的地方，往往会呈现出围绕中心的圆形对称性。
边缘效应和稳定性： 当地表出现一个塌陷时，坑洞的边缘会形成一个“斜坡”或者说是一个倾斜的壁面。这个壁面的角度被称为“内摩擦角”或“休止角”，它取决于土壤的性质。为了维持稳定，坑洞的边缘会尽可能地向上延伸，直到遇到足够坚固的地层才能停止。在缺乏明显定向外力的作用下，这个向上延伸和向外扩展的过程，往往会围绕着塌陷的中心点形成一个近似圆形的边界。因为从任意一点向外扩展以维持稳定性，最终都会在某个距离处达到一个平衡。
并非所有地陷都是完美的圆形
当然，需要强调的是，并非所有的地陷都呈现出完美的圆形。很多时候，地陷会呈现出不规则的形状，这取决于多种因素的综合作用：
地层结构的不均一性： 地下土壤和岩石的分布并非总是均匀的。可能存在一些较强的岩层或粘性土壤层作为支撑，而另一些区域则非常松散。这会导致塌陷的方向和范围受到限制，形成不规则的形状。
地下管线的具体走向和破损程度： 如果地陷是由地下管道破损引起，那么坑洞的形状会很大程度上受到管道走向和破损点的分布影响。如果是一条长长的管道破损，可能就会形成一个条状的地陷。
外部环境的影响： 地震、重物压迫等外部因素也可能导致地陷，这些因素带来的应力可能是不均匀的，从而形成不规则的坑洞。
塌陷过程的动态变化： 地陷往往是一个动态的过程。最初的塌陷可能是一个小坑，但随着周围土壤的不断涌入和水分的侵蚀，坑洞会逐渐扩大，形状也会发生变化。
总结来说，地陷之所以常常呈现出圆形，是因为地下物质在失去支撑后，倾向于在均匀的重力和压力分布下，以最“经济”或最“稳定”的方式塌陷，而圆形是这种塌陷中最常见的一种几何表现。当然，现实情况远比理论模型复杂，因此我们看到的地陷形状也多种多样，但圆形及其近似形，仍然是其中最普遍和具有代表性的一种。
网友意见
说明最后导致土壤流失的那个“缺口”（一个或几个）的尺度比较小，距离地面比较深。
在下方有缺口的情况下，土壤下滑的角度是基本固定的（稳定角），就算不是，也会在各个方向上遵循类似的变化规律。这意味着土壤流失的缺口距地面越深，地表坑的尺寸就越大。大到一定程度，位于陷坑中间的缺口已经可以被视为一个“点”了，原来的形状就不那么重要了。
（你给出的图，地表附近是半刚性路面垂直断裂，所以体现不了坡度，我发一张没有路面作用的）
举个类似的例子，带电物体周围的电场，在近距离的地方和物体形状非常相关，在足够远的地方就可以忽略物体形状，视为点电荷。下面这张图是两个点电荷的电场剖面，近处是两个圆，但随着距离的增加，从两个圆变成长条形，再变成椭圆形，最终越来越接近圆形。
坑足够大，边缘会越来越圆润：
人类长期生活的地方，大多数不会有很浅的地下河或是溶洞。尤其是城市和人口密集区，肯定处在地层比较坚实，平时不容易地陷的区域。这种地方一旦因为过度抽水或偶然因素陷落，土壤流失的缺口必然距离地面有一定深度，足以让奇形怪状的缺口乃至多个缺口融合为一体，形成一个类似圆锥的滑落面。圆锥滑落面和平地相交，就是圆形，和坡地相交就是椭圆形。
（坡地）
人类的城市大多数设在平地上，至少也要把地表削的平缓一些。所以我们看到的圆形陷坑最多。当然，反过来说，如果地下河导致的流失缺口不那么小，距离地面相对不那么远，地陷的形状就会接近于缺口自身的形状了：
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