Některé z nejvíce komplexních inženýrských problémů pramení z interakce vody a země. Zní to všední, ale je tu velká šance, že jste viděli závrt ve zprávách. Jak je možné, aby se země jednoduše otevřela a bez rozdílu spolkla cokoli nebo někoho, kdo je náhodou kolem?
všichni víme o erozi. To je proces, který odstraňuje půdu a skálu ze zemské kůry a pohybuje ji někde jinde. A existuje mnoho způsobů, jak se to může stát: vítr, sesuvy půdy, oděr, a pročesávat., Ale tady je věc, nic z toho se nevyrovná jen pohybu vody. Voda je velký eroder. Pokud jste někdy najít sami zvědaví, jak se tento zvláštní rys země sem, nebo proč je země ve tvaru tak, nebo jen to, proč jsou věci tak jak jsou, více často než ne, odpověď je v podstatě jen voda.
schopnost vody pohybovat se půdou nebo horninou závisí na několika faktorech. Čím rychlejší a turbulentnější je tok, tím je erozivnější. Větší částice jako štěrk a odolnější vůči erozi než malé částice, jako je bahno nebo jíl., Další důležitou vlastností půdy je soudržnost nebo schopnost jednotlivých částic držet se navzájem. Jílovité půdy mají větší soudržnost než písky, takže jsou odolnější vůči erozi. Některé jílovité půdy jsou však disperzní, což znamená, že se přirozeně umyjí vodou, což je činí obzvláště zranitelnými vůči erozi. Miluju standardní test pro disperzní půdy, což je doslova jen kapka hroudu půdy do šálku vody a uvidíme, co se stane., Konečně, spíše než fyzická eroze, některé materiály jsou rozpustné ve vodě, stejně jako cukr nebo sůl, a mohou být erodovány pouhým rozpuštěním do podzemních vod v průběhu času.
většina z nás přemýšlí o erozi na povrchu země, ale eroze může nastat i v podpovrchu. Ve skutečnosti mají vědci a inženýři velmi kreativní jméno pro takový proces: vnitřní eroze. Pokud se v podpovrchu spojí správné faktory, mohou se objevit některé velmi zajímavé věci, včetně závrtů. Podívejme se však nejprve na erozivní příklad pohybu podzemních vod., Toto je z videa, které jsem vytvořil předtím, než byl kanál dokonce nazýván praktickým inženýrstvím. Voda teče z levé strany demo pod překážkou a doprava. Všimněte si dvou důležitých věcí: Za prvé, pohyb vody je pomalý. Mezi tím pískem není moc volného prostoru, takže je potřeba, aby jím voda protékala. Za druhé, písek je omezen. I kdyby se chtěla přestěhovat, nebylo by kam jít.
pokud tyto dvě podmínky zmizí, dojde k závrtům., Většina přírodních závrtů se vyskytuje v oblastech s velkými ložisky uhličitanových hornin, jako je vápenec. Po dlouhou dobu může podzemní voda protékající podpovrchem rozpustit skálu, vytvářet dutiny a otevřené tunely. Ve skutečnosti se tak tvoří většina jeskyní. Tyto tunely a dutiny vytvářejí významnou změnu charakteru toku podzemní vody. Za prvé, umožňují rychlé proudění vody, stejně jako by to bylo potrubím, což je erozivnější. Za druhé, vytvářejí prostor pro umytí půdy., S těmito dvěma podmínkami, jakékoli půdě ležícím zániku funkce hrozí eroduje pryč zevnitř, nakonec vést k závrtu.
ale ne každý otvor dřezu je tvořen přírodními procesy. Ve skutečnosti, mnoho z nejznámějších závrtů v poslední době bylo vyrobeno člověkem. Stejně jako jeskyně rozpuštěná v podloží může působit jako potrubí a umožnit podzemní vodě odnést půdu, skutečná trubka může udělat totéž. A skutečné trubky nejsou omezeny na oblasti se specifickou geologií., Pokud byste se mohli podívat do podpovrchu jakékoli městské oblasti, viděli byste míle a míle vody, kanalizace, a dešťové vodovodní potrubí. Bohužel nevidíme do země, tak jsem postavil tuto demonstraci, abychom sami viděli, jak to funguje.
vše, co potřebujete, je trochu osídlení nebo posunutí, abyste vytvořili otvor v jedné z těchto trubek a umožnili spuštění vnitřní eroze. Voda pohybující se potrubím je schopna uvolnit sousední půdu a odnést ji. Všimněte si, že na povrchu není signál, že je něco špatně., Jak je více půdy odplaveno, podpovrchová prázdnota roste. V závislosti na typu půdy a rychlosti eroze může tento proces trvat dny až roky, než si to někdo všimne. Mnoho našich podpovrchových nástrojů je umístěno přímo pod silnicemi a dlažba často funguje jako konečný most nad závrtou, skrývající prázdnotu níže. Je jen otázkou času, než se něco výše uvedeného spolkne.
závrty nejsou jediným problémem způsobeným vnitřní erozí., Specifický typ vnitřní eroze zvané potrubí je nejčastější příčinou selhání hliněných hrází a přehrad, včetně Teton Dam v Idahu, který zabil 11 lidí a způsobil miliardy dolarů škody, když selhal v roce 1976. Možná jednou postavím demonstraci potrubí pro samostatné video. Vnitřní eroze může být přirozený proces, ale někdy závrty mohou tvořit na špatná rozhodnutí, špatná výstavba, nebo jen smůla s člověkem vyrobené infrastruktury stejně., Je to jen jeden ze složitých režimů selhání, které musí stavební inženýři zvážit při navrhování struktury, která by mohla interagovat s vodou, velkým erodérem. Děkuji za sledování, a dejte mi vědět, co si myslíte!