enkele van de meest complexe problemen in de weg-en waterbouw vloeien voort uit de wisselwerking tussen water en grond. Het klinkt alledaags, maar er is een goede kans dat je sinkhole op het nieuws hebt gezien. Hoe is het mogelijk dat de grond zich gewoon opent en willekeurig iets of iemand inslikt die er toevallig is? we weten allemaal van erosie. Dit is het proces dat aarde en gesteente uit de aardkorst verwijdert en het ergens anders verplaatst. Er zijn veel manieren waarop dit kan gebeuren: wind, aardverschuivingen, slijtage en schuren., Maar het zit zo, niets is te vergelijken met alleen de beweging van water. Water is de grote eroder. Als je je ooit afvraagt hoe dit specifieke kenmerk van de aarde hier is gekomen, of waarom is de grond zo gevormd, of gewoon waarom zijn de dingen zoals ze zijn, meestal wel dan niet, het antwoord is eigenlijk gewoon water.het vermogen van water om bodem of gesteente te verplaatsen hangt af van verschillende factoren. Hoe sneller en turbulenter de stroming, hoe erosiever het is. Grotere deeltjes zoals grind en beter bestand tegen erosie dan kleine deeltjes zoals slib of klei., Een andere belangrijke eigenschap van de bodem is cohesie, of het vermogen van individuele deeltjes om aan elkaar te plakken. Kleigronden hebben meer samenhang dan zand, dus ze zijn beter bestand tegen erosie. Sommige kleigronden zijn echter dispersief, wat betekent dat ze van nature met water worden weggespoeld, waardoor ze bijzonder kwetsbaar zijn voor erosie. Ik hou van de standaardtest voor dispersieve bodems, wat letterlijk is om een kluit grond in een kopje water te laten vallen en te zien wat er gebeurt., Tot slot zijn sommige materialen, in plaats van fysieke erosie, oplosbaar in water, net als suiker of zout, en kunnen ze worden geërodeerd door alleen maar op te lossen in het grondwater na verloop van tijd.de meesten van ons denken aan erosie op het aardoppervlak, maar erosie kan ook voorkomen in de ondergrond. Wetenschappers en ingenieurs hebben zelfs een zeer creatieve naam voor zo ‘ n proces: interne erosie. Als precies de juiste factoren in de ondergrond samenkomen, kunnen er heel interessante dingen gebeuren, waaronder zinkgaten. Maar laten we eerst kijken naar een niet-erosief voorbeeld van grondwaterbeweging., Dit is een van een video die ik maakte voordat het kanaal praktische techniek werd genoemd. Water stroomt van de linkerkant van de demo onder een obstructie en naar rechts. Let op twee belangrijke dingen: ten eerste, de beweging van water is traag. Er is niet veel open ruimte tussen al dat zand, dus het duurt even voordat er water doorheen stroomt. Ten tweede, het zand is beperkt. Zelfs als hij zou willen verhuizen, zou hij nergens heen kunnen.
als deze twee voorwaarden verdwijnen, dan gebeuren er zinkgaten., De meeste natuurlijke zinkgaten gebeuren in gebieden met grote afzettingen van carbonaat rotsen, zoals kalksteen. Gedurende lange tijd kan het grondwater dat door de ondergrond stroomt het gesteente oplossen, waardoor er holtes en open tunnels ontstaan. In feite is dit hoe de meeste grotten worden gevormd. Deze tunnels en holtes zorgen voor een belangrijke verandering van het karakter van de grondwaterstroom. Ten eerste laten ze water snel stromen, net zoals het door een pijp zou stromen, waardoor het erosiever wordt. Ten tweede creëren ze een ruimte voor grond om weg te spoelen., Met deze twee omstandigheden loopt elke grond boven een oplossingselement het risico van erosie weg van de binnenkant, wat uiteindelijk leidt tot een zinkgat.
maar niet alle spoelgaten worden gevormd door natuurlijke processen. In feite zijn veel van de meest beroemde zinkgaten in de afgelopen tijd door mensen gemaakt. Net zoals een grot opgelost in het gesteente kan fungeren als een pijp en laat grondwater weg te voeren grond, een echte pijp kan hetzelfde doen. En echte leidingen zijn niet beperkt tot gebieden met een specifieke geologie., Als je een kijkje kon nemen in de ondergrond van een stedelijk gebied, zou je mijlen en mijlen water, riolering en afvoerbuizen voor stormwater zien. Helaas kunnen we niet in de grond kijken, dus heb ik deze demonstratie gebouwd zodat we zelf kunnen zien hoe dit werkt.
Het enige wat nodig is is een beetje settlement of verschuiving om een opening in een van deze buizen te creëren en interne erosie te laten beginnen. Water dat door de pijp beweegt, kan de aangrenzende grond losraken en wegvoeren. Merk op dat er geen signaal op het oppervlak is dat er iets mis is., Naarmate meer grond wordt weggespoeld, groeit de ondergrond. Afhankelijk van de aard van de bodem en de snelheid van erosie, kan dit proces dagen tot jaren duren voordat iemand merkt. Veel van onze ondergrondse nutsbedrijven zijn direct onder de galerijen geplaatst, en de bestrating fungeert vaak als een laatste brug boven het zinkgat, het verbergen van de leegte eronder. Het is slechts een kwestie van tijd voordat er iets boven is opgeslokt.
zinkgaten zijn niet het enige probleem veroorzaakt door interne erosie., Een specifiek type van interne erosie genoemd pijpleidingen is de meest voorkomende oorzaak van mislukking voor aarden dijken en Dammen, met inbegrip van Teton Dam in Idaho die 11 mensen doodde en miljarden dollars aan schade veroorzaakte toen het in 1976 mislukte. Misschien bouw ik ooit een leidingdemonstratie voor een aparte video. Interne erosie kan een natuurlijk proces, maar soms zinkgaten kunnen vormen tot slechte beslissingen, slechte bouw, of gewoon pech met de mens gemaakte infrastructuur ook., Het is slechts een van de complexe faalmodi die civiele ingenieurs moeten overwegen bij het ontwerpen van een structuur die zou kunnen interageren met water, de grote eroder. Bedankt voor het kijken, en laat me weten wat je denkt!