در نظر گرفتن لغزش درجه حرارت برای جلوگیری از فاجعه

DURHAM, N. C. - مهندسین از دانشگاه دوک توسعه جامع جدید مدل دیرینه لغزش و نشان داد که آن را با دقت می تواند از نو خلق کردن پویایی تاریخی و زمان رانش زمین رخ می دهد که تحت شرایط مختلف است.

مشابه گذشته استاندارد اندازه گیری سرعت و سطح آب در این مدل نقاط به درجه حرارت نسبتا لایه نازک از خاک رس در پایه زمین لغزش به عنوان مهم به پتانسیل خود را به صورت ناگهانی زمین شناسی شکست. این رویکرد در حال حاضر در حال استفاده برای نظارت بر یک در حال تحول لغزش در آندورا و نشان می دهد روش برای کاهش خطر ابتلا به آن را تشدید و همچنین هر گونه دیگر در آینده دیرینه لغزش.

نتایج به نظر می رسد آنلاین در 15 ژوئن در مجله تحقیقات ژئوفیزیک - زمین سطحی.

"من یک مقاله بیش از یک دهه پیش توضیح داد که چه اتفاقی افتاده است در Vajont سد یکی از بزرگترین ساخته دست انسان بلایای تمام وقت" گفت: Manolis Veveakis استادیار مهندسی عمران و محیط زیست در دانشگاه دوک. "اما این مدل بسیار محدود است و محدود به آن رویداد خاص است. این مدل کامل تر. می توان آن را به دیگر لغزش ارائه معیار پایداری و راهنمایی در زمانی که و چگونه آنها می توانند جلوگیری شود."

فاجعه Veveakis با اشاره به رخ داده در Vajont سد یکی از بلندترین در جهان در 860, پا, در شمال ایتالیا در سال 1963. پس از سالها تلاش برای کاهش آهسته افزایشی لغزش در حدود یک اینچ در هر روز در مجاور کوهستان با کاهش سطح آب دریاچه پشت سد لغزش به طور ناگهانی شتاب بدون هشدار. نزدیک به 10 میلیارد فوت مکعب از سنگ کاهش یافت تنگه و به این دریاچه تقریبا در 70 مایل در ساعت است. که ایجاد یک سونامی بیش از 800 فوت قد که سقوط کرد بیش از این سد به طور کامل پاک کردن چندین شهرهای کوچک زیر و کشته شدن نزدیک به 2000 نفر.

قبل از فاجعه رخ داده است و دانشمندان اعتقاد نداشت هر پتانسیل زمین لغزش خواهد منجر به یک سونامی بیش از 75 فوت قد. آنها باقی می ماند و متحیر که چگونه این لغزش نقل مکان کرده بود تا با خشونت و بنابراین به طور ناگهانی.

در سال 2007 Veveakis قرار دادن قطعات با یکدیگر و توسعه یک مدل است که متناسب با مشاهدات علمی از فاجعه است. آن نشان داد که چگونه تراوش آب به سنگ بالا ناپایدار لایه ای از خاک رس باعث خزنده لغزش که به نوبه خود گرم می شود و بیشتر بی ثبات خاک رس در یک حلقه بازخورد تا زمانی که آن را به سرعت شکست خورده است.

"خاک رس بسیار حرارتی مواد حساس است و آن را می تواند ایجاد برشی باند که بسیار مستعد ابتلا به اصطکاک گفت:" کارولینای Segui یک دانشجوی دکتری در Veveakis آزمایشگاه و نویسنده اول این مقاله جدید. "این بدترین مواد را در یک محل بحرانی است و یک کابوس برای مهندسین عمران ساخت هر چیزی در هر نقطه."

این مدل های اولیه با استفاده از تنها در ماه گذشته داده ها از Vajont سد هنگامی که سطح آب تقریبا ثابت است. آن را نادیده گرفته و هر نوع آب زیرزمینی تنوع اساسا با فرض این که خارجی بارگذاری ثابت باقی مانده است. در حالی که مدل کار می کرد برای توضیح شکست غیر منتظره از Vajont لغزش, مدل فرضیات ساخته شده آن را غیر ممکن به ارائه زمان واقعی ارزیابی و یا استفاده در حالات دیگر.

در مطالعه جدید Veveakis, Segui و Hadrien Rattez یک پژوهشگر فوق دکترا در Veveakis آزمایشگاه پلاگین مدل های قدیمی را سوراخ و ارائه توانایی برای ترکیب ترکیبی از خارجی وابسته به زمان بارگذاری داخلی و تخریب است. در نتیجه مدل قادر به از نو خلق کردن و پیش بینی مشاهدات صورت گرفته از خیلی متفاوت دیرینه لغزش.

"سنتی لغزش مدل استاتیک داخلی مواد استحکام و اگر شما بیش از آن لغزش نتواند" گفت: Veveakis. "اما در نمونه هایی مانند این لغزش در حال حاضر در حال حرکت به دلیل قدرت خود را در حال حاضر شده است بیش از حد, بنابراین آن دسته از مدل ها کار نمی کنند. دیگران سعی کرده اند به استفاده از یادگیری ماشین به جا داده که کار کرده اما آن را نمی کند توضیح اساسی فیزیک. مدل ما شامل خواص مواد نرم اجازه می دهد آن را به توان به لغزش بیشتر با های مختلف بارگذاری فنی و ارائه یک عملیاتی ثبات معیار با نظارت خود را بازال دمای."

علاوه بر این با استفاده از این مدل به از نو خلق کردن حرکات Vajont اسلاید و توضیح مکانیسم زیر بنای حرکت خود را برای بیش از دو سال Veveakis و Segui نشان می دهد که مدل خود را با دقت می تواند از نو خلق کردن و پیش بینی حرکات از Shuping لغزش دیگری در حال حرکت آهسته لغزش در سد سه دره در چین بزرگترین سد در جهان است. اما در حالی که رانش زمین نیز در نتیجه یک دریاچه مصنوعی در کنار یک سد است که در پایان شباهت.

قبل از Vajont سد شکست خورده بود و نسبتا وجود دارد رابطه خطی بین دریاچه سطح و سرعت خزنده لغزش. پایین تر از سطح دریاچه آهسته تر از لغزش. این Shuping لغزش, اما, رفتار در مقابل شیوه ای -- پایین تر از سطح دریاچه سرعت لغزش. و در حالی که رابطه بین دریاچه سطح و سرعت بود تقریبا خطی در Vajont سد سرعت Shuping لغزش غیر خطی پاسخ به منابع آب و بارگیری مانند فصلی بادهای موسمی است. آن را نیز تشکیل شده از مواد مختلف است.

با وجود این تفاوت ها محققان' مدل جدید قادر است به دقت تکثیر Shuping لغزش حرکات بیش از دهه گذشته است.

در این مورد محققان آیا دسترسی مستقیم به اندازه گیری های گرفته شده از برشی باند است که کمتر از یک متر از قهوه ای برش خاک و سيلتي رس. آنها به مفروضات در مورد سطح اصطکاک داخلی و درجه حرارت را به کار مدل خود را.

در کوه های آندورا اما آهسته در حال حرکت El Forn لغزش تهدید ایمنی از یک روستای نزدیک به نام لا ماسانا و نظارت دولت است. بر خلاف چین یا ایتالیا وجود دارد هیچ سد یا دریاچه درگیر -- این لغزش در حال شتاب توسط ذوب برف تغذیه از سطح آب های زیرزمینی در کوه در بالای شهر.

حتی اگر شرایط کاملا متفاوت از قبلی دو لغزش محققان در حال اعتماد به نفس خود را در مدل به کار.

با تشکر متعدد گمانه که گرفته شده است برای به دست آوردن درک بهتر از El Forn لغزش Veveakis و Segui شده اند قادر به قرار دادن دماسنج به طور مستقیم به برشی باند از یک لوب است که کشویی سریع تر از بقیه است. با این سطح از اطلاعات در دسترس محققان انتظار برای اعتبارسنجی و تصحیح مدل خود را حتی بیشتر و حتی ارائه مشاوره به چگونه برای جلوگیری از یک فاجعه بالقوه باید یکی شروع به توسعه.

"یک نفر می تواند تصور کنید که پمپاژ آب از زمین یا گردش یکی دیگر از مایع سرد را از طریق برشی لایه به خنک کردن آن و سرعت لغزش" گفت: Segui. "و یا حداقل اگر ما نمی تواند آن را متوقف کند به اندازه کافی هشدار به تخلیه. که دقیقا همان است که چرا ما وجود دارد."

###

این پژوهش با حمایت بنیاد ملی علوم (CMMI-2006150).

استناد: "در ثبات دیرینه لغزش. موارد Vaiont (ایتالیا) و Shuping (سد سه دره چین)," C. سگوی, H. Rattez و M. Veveakis. مجله تحقیقات ژئوفیزیک - زمین, سطح, e2019JF005203, 2020. DOI: 10.1029/2019JF005203