unele dintre cele mai complexe probleme de inginerie civilă provin din interacțiunea dintre apă și sol. Sună banal, dar există o șansă bună să fi văzut Dolina la știri. Cum este posibil ca pământul să se deschidă pur și simplu și să înghită fără discriminare orice sau oricine se întâmplă să fie în jur?
știm cu toții despre eroziune. Acesta este procesul care îndepărtează solul și roca din scoarța pământului și îl mută în altă parte. Și există o mulțime de moduri în care acest lucru se poate întâmpla: vânt, alunecări de teren, abraziune, și cutreiera., Dar aici e chestia, nimic nu se compară doar cu mișcarea apei. Apa este marele eroder. Dacă vă întrebați vreodată cum a ajuns această caracteristică specială a pământului să fie aici, sau de ce este pământul în formă așa, sau doar de ce sunt lucrurile așa cum sunt, de cele mai multe ori, răspunsul este destul de mult doar apă.
capacitatea apei de a muta solul sau roca depinde de mai mulți factori. Cu cât fluxul este mai rapid și mai turbulent, cu atât este mai eroziv. Particule mai mari, cum ar fi pietriș și mai rezistente la eroziune decât particule mici, cum ar fi nămol sau argilă., O altă proprietate importantă a solului este coeziunea sau capacitatea particulelor individuale de a se lipi una de cealaltă. Solurile argiloase au mai multă coeziune decât Nisipurile, deci sunt mai rezistente la eroziune. Cu toate acestea, unele soluri argiloase sunt dispersive, ceea ce înseamnă că se spală în mod natural cu apă, făcându-le deosebit de vulnerabile la eroziune. Îmi place testul standard pentru solurile dispersive, care este literalmente doar pentru a arunca o bucată de sol într-o ceașcă de apă și a vedea ce se întâmplă., În cele din urmă, mai degrabă decât eroziunea fizică, unele materiale sunt solubile în apă, la fel ca zahărul sau sarea, și pot fi erodate doar prin dizolvarea în apele subterane în timp.
cei mai mulți dintre noi ne gândim la eroziunea de pe suprafața pământului, dar eroziunea poate apărea și în subteran. De fapt, oamenii de știință și inginerii au un nume foarte creativ pentru un astfel de proces: eroziunea internă. Dacă doar factorii potriviți se reunesc în subteran, pot apărea unele lucruri foarte interesante, inclusiv doline. Dar să ne uităm mai întâi la un exemplu non-eroziv de mișcare a apelor subterane., Acesta este un dintr-un videoclip pe care l-am făcut înainte ca canalul să fie numit chiar Inginerie practică. Apa curge din partea stângă a demo-ului sub o obstrucție și spre dreapta. Observați două lucruri importante: în primul rând, mișcarea apei este lentă. Nu există prea mult spațiu deschis între tot nisipul, așa că este nevoie de timp pentru ca apa să curgă prin el. În al doilea rând, nisipul este limitat. Chiar dacă ar fi vrut să se mute, nu ar fi avut unde să se ducă.dacă aceste două condiții dispar, atunci se întâmplă doline., Cele mai multe doline naturale se întâmplă în zone cu depozite mari de roci carbonatate, cum ar fi calcarul. Pe perioade lungi de timp, apele subterane care curg prin subsol pot dizolva roca, creând goluri și tuneluri deschise. De fapt, așa se formează majoritatea peșterilor. Aceste tuneluri și goluri creează o schimbare semnificativă a caracterului fluxului de apă subterană. În primul rând, ele permit apei să curgă rapid la fel cum ar fi printr-o conductă, făcând-o mai erozivă. În al doilea rând, ele creează un spațiu pentru spălarea solului., Cu aceste două condiții, orice sol care acoperă o caracteristică de dizolvare riscă să se erodeze departe de interior, ducând în cele din urmă la o groapă.
dar nu toate găurile de chiuvetă se formează prin procese naturale. De fapt, multe dintre cele mai faimoase doline din ultima vreme au fost făcute de om. La fel cum o peșteră dizolvată în roca de bază poate acționa ca o țeavă și permite apelor subterane să transporte solul, o conductă reală poate face același lucru. Și conductele reale nu se limitează la zone cu o geologie specifică., Dacă ați putea arunca o privire în subsolul oricărei zone urbane, ați vedea mile și mile de apă, canalizare și conducte de scurgere a apei pluviale. Din păcate, nu putem vedea în pământ, așa că am construit această demonstrație pentru a putea vedea cu ochii noștri cum funcționează.
tot ce trebuie este un pic de decontare sau schimbare pentru a crea o deschidere într-una din aceste conducte și pentru a permite eroziunea internă să înceapă. Apa care se deplasează prin conductă este capabilă să disloce solul adiacent și să-l ducă departe. Observați că nu există nici un semnal la suprafață că ceva este greșit., Pe măsură ce mai mult sol este spălat, golul subteran crește. În funcție de tipul de sol și de viteza eroziunii, acest proces poate dura zile până la ani înainte ca cineva să observe. Multe dintre utilitățile noastre subterane sunt plasate direct sub drumuri, iar pavajul acționează adesea ca un pod final deasupra dolinei, ascunzând golul de mai jos. Este doar o chestiune de timp înainte ca ceva de mai sus să fie înghițit.
dolinele nu sunt singura problemă cauzată de eroziunea internă., Un tip specific de eroziune internă numită conducte Este cea mai frecventă cauză de eșec pentru digurile și barajele de pământ, inclusiv Barajul Teton din Idaho, care a ucis 11 persoane și a provocat daune de miliarde de dolari atunci când a eșuat în 1976. Poate voi construi o demonstrație de conducte într-o zi pentru un videoclip separat. Eroziunea internă poate fi un proces natural, dar uneori se pot forma gropi pentru decizii proaste, construcții proaste sau doar ghinion cu infrastructura umană., Este doar unul dintre modurile complexe de avarie pe care inginerii civili trebuie să le ia în considerare atunci când proiectează o structură care ar putea interacționa cu apa, marele eroder. Vă mulțumim pentru vizionarea, și lasă-mă să știu ce crezi!