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Dolinen

Anonim

Einführung

Der Begriff " Sinkhole " wird gewöhnlich verwendet, um eine Oberflächenvertiefung, ein hohles oder kollabierendes Merkmal zu beschreiben, das über einem Hohlraum im Boden auftritt, der durch die Lösung von Gestein durch den Wasserdurchtritt im Laufe der Zeit gebildet wird. Es gibt sechs Haupttypen von Sinkhole, die von Waltham et al. (2005):

  • Auflösung Sinkhole .
  • Einstürzen
  • Dropout- Sinkhole
  • Begrabenes Dolinenloch
  • Caprock- Sinkhole
  • Suffosion Sinkhole .

Sinkholes können sich auch oberhalb von Hohlräumen bilden, die als Folge anderer Prozesse auftreten, wie zum Beispiel das Entleeren von flüssiger Lava in einem Lavafluss (ein Thurston-Rohr), Eisverkeilen in kalten Klimazonen oder großräumige Bewegungen von Felsen, die Abgründe hinterlassen, die als 'guls '.

In Großbritannien gibt es eine lange Geschichte des Bergbaus und der Wasserentnahme, die in einigen Gebieten ein Erbe von künstlichen Hohlräumen hinterlassen hat. Der Begriff " Sinkhole" wird in Großbritannien häufig erweitert, um den Zusammenbruch von Boden in solche künstlichen Merkmale zu erfassen.

Suffosion und Dropout- Dolinen bilden sich vollständig innerhalb des Bodenprofils oberhalb des Hohlraums, wobei Schmutzwasser den Boden bis zu offenen Diskontinuitäten im Felskopf hinunter spült. Auflösung, Kollaps und Caprock- Sinkholes hängen alle von Lösungs- und Gesteinsmechanikvorgängen ab, die im Allgemeinen über geologische Zeiträume erfolgen, die mit der Löslichkeit und anderen Eigenschaften der Landgesteinsmasse zusammenhängen.

Was verursacht eine Doline?

Der Zusammenbruch des Bodens über Hohlräumen und die Bildung von Dolinen ist fast immer das Ergebnis eines konzentrierten Wasserflusses. Dies kann als Folge eines Niederschlags von Regenfällen, des Baus eines Einweichens oder infolge von gebrochenem Wasser oder Abflussrohren oder Änderungen der natürlichen Entwässerung, z. B. durch Ziehen des Wasserspiegels für größere Bau- oder Bergbauarbeiten, auftreten. Tony Waltham ging so weit, um seine kürzlich veröffentlichte Geological Society Glossop-Medaillenpräsentation mit dem Titel "Control the Drainage: Das Evangelium nach Sinkholes " zu betiteln .

In seltenen Fällen sind Hohlräume infolge des Versagens von künstlichen Kappen mit katastrophalen Folgen zusammengebrochen. In solchen Fällen wurde festgestellt, dass die Kappe einfach hergestellt wurde, indem Eisenbahnschwellen über einem engen Schachtzugang platziert wurden, und diese sind mit der Zeit verfault oder Mauerwerk, das begraben, vergessen und nicht gewartet wurde.

Was können Bauingenieure tun, um Dolinen zu verhindern / vermeiden?

Sinkholes treten am häufigsten in einer natürlich vorkommenden Karstlandschaft auf, die durch die Bildung von unterirdischen Drainagen und Hohlräumen durch die Auflösung von löslichen Gesteinen wie Kalkstein oder Gips gekennzeichnet ist. Bauingenieure lassen sich am besten beraten, wenn sie sich von Kollegen aus dem Bereich der Geotechnik beraten lassen, die mit Karstgeo-Gefahren vertraut sind. Hinweise auf das Vorhandensein von Dolinen können auch in historischen Aufzeichnungen des Bergbaus und auf alten Karten gefunden werden.

Der erste Schritt in Gebieten mit hohem Risiko besteht in der Regel darin, die nationale Datenbank mit natürlichen und künstlichen Hohlräumen zu konsultieren, um festzustellen, ob bekannte Merkmale in der Nähe eines bestimmten Ortes vorhanden sind. Das allgemeine Ausmaß der Gefährdung durch natürliche Merkmale kann unter Verwendung veröffentlichter Methoden unter Verwendung topografischer und geologischer Daten ermittelt werden. Dolinen und Untergang: Karst- und Kavernengesteine ​​in Engineering und Construction, von Waltham, Bell und Culshaw, 2005, sind eine wichtige Ressource.

In Bereichen mit höherem Risiko ist es üblich, sicherzustellen, dass die Versorger Verzerrung ohne Bruch tolerieren können, und dass das Aufsaugen von Wasser oder andere Merkmale, die zu einer Eindringung von konzentriertem Wasser führen könnten, vermieden werden. Änderungen an der Bodenoberfläche wie Vertiefungen, kreisförmige Risse oder Teichwasser sollten den örtlichen Behörden gemeldet werden. In Gebieten mit sehr hohem Risiko können spezielle Bodenuntersuchungstechniken verwendet werden, um die Risikobewertung zu verfeinern. Falls erforderlich, können Hohlräume lokalisiert und gefüllt werden, um einen künftigen Zusammenbruch zu verhindern.

Das Bohren von Tunneln in unbekannte Objekte oder Hohlräume stellt ein erhebliches Risiko sowohl für die Bauteams als auch für das Eigentum der Immobilien dar. Besonders gefährlich ist das Tunneln in mit Wasser gefüllte Hohlräume oder wo Gewässer katastrophal in einen Aushub gelangen können. Tunnelbauarbeiten in Hochrisikogebieten oder wo verlassene Brunnen oder Minenschächte zu erwarten sind, erfordern während der Untersuchungsphasen besondere Aufmerksamkeit, wobei die Techniken entsprechend den Bedingungen an einem bestimmten Standort ausgewählt werden.

Es wurden probabilistische Modelle zur Vorhersage der Sinkhole- Entwicklung vorgeschlagen, um das Management über das Risiko aus dieser Gefahr für große Infrastrukturprojekte zu informieren. Bei der Anwendung und dem Rückgriff auf diese Methoden wird Vorsicht empfohlen. Dabei wird der Bedeutung der Erfahrung und des vollständigen Verständnisses der geologischen und baulichen Faktoren, die zur Bildung von Dolinen und verwandten Merkmalen geführt haben, Beachtung geschenkt.

Was können Bauingenieure tun, um Dolinen zu reparieren?

Wenn eine auslösende Aktion entfernt wird, die zur Entwicklung eines Senklochs (z. B. eines Wasserflusses) geführt hat, wird im Allgemeinen die unmittelbare Gefahr für die Umgebung erheblich verringert. Es ist üblich, kleinere Löcher (üblicherweise in Großbritannien mit einem Volumen von weniger als 1000 m3) zu füllen, indem schwacher Beton aus sicherer Entfernung in das Loch gepumpt wird. Abhängig von den Umständen wird das Senkloch normalerweise durch Beton oder andere technische Füllungen stabilisiert.

Kleinere Ansiedlungen treten erst nach einigen Monaten auf, wenn sich das Gewicht des Betons absetzt. Neue Sinkholes werden fast immer durch Wasserzufluss gebildet und daher durch die Beachtung guter Bauingenieurpraktiken, insbesondere einer angemessenen Oberflächenentwässerung und der Vermeidung von Veränderungen im großen Maßstab, weitgehend vermieden zum Wassertisch.

Es ist wichtig, die Ursache der Sinkhole zu untersuchen, wenn sie unbekannt ist, um die laterale und vertikale Ausdehnung der zugehörigen Hohlräume zu verstehen, die Stabilität der verbleibenden Hohlräume zu überprüfen und die laufenden Änderungen zu überwachen. Die potenzielle Komplexität der Bodenverhältnisse, die zur Bildung von Sinkholes führen kann, muss anerkannt werden, und es ist fachkundiger Rat erforderlich.


Dieser Artikel erschien ursprünglich als Was sind Dolinen - und was können Bauingenieure dagegen tun ?, veröffentlicht am 25. November 2015 von der Institution of Civil Engineers. Der Artikel wurde von Tony Bracegirdle (Geotechnical Consulting Group) und Matthew Free (Arup) verfasst.

- Die Institution der Bauingenieure

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