Измерение температуры оползня для предотвращения катастрофы

Инженеры из Университета Дьюка разработали новую комплексную модель глубинных оползней и показали, что она может точно воспроизводить динамику как исторических, так и текущих оползней, возникающих в различных условиях.

Модель, выходящая за рамки стандартных измерений скорости и уровня воды, указывает на критическую роль температуры относительно тонкого слоя глины в основании оползня для его потенциала к внезапному катастрофическому разрушению. Этот подход уже используется для мониторинга развивающегося оползня в Андорре и предлагает методы снижения риска его активизации, а также любых других будущих глубинных оползней.

Результаты опубликованы онлайн 15 июня в Journal of Geophysical Research—Earth Surface.

Новая модель устраняет недостатки более ранней версии, созданной для объяснения катастрофы у плотины Вайонт в Италии в 1963 году. Тогда внезапный обвал почти 10 млрд кубических футов породы в водохранилище вызвал цунами высотой более 800 футов, которое перехлестнуло через дамбу, уничтожив несколько городков и унеся жизни почти 2000 человек. Прежняя модель объясняла, как просачивающаяся вода и трение в слое глины создавали петлю положительной обратной связи, приводящую к быстрому разрушению, но была ограничена постоянным уровнем воды.

"Традиционные модели оползней имеют статическую внутреннюю прочность материала, и если ее превысить, оползень разрушается. Но в подобных случаях оползень уже движется, потому что его прочность уже превышена, поэтому те модели не работают", — пояснил Манолис Вевеакис, доцент гражданского и экологического строительства. Новая модель учитывает свойства мягких материалов, позволяя применять ее к разным оползням и обеспечивать операционный критерий стабильности путем мониторинга температуры в их основании.

Кроме точного воспроизведения механизмов движения оползня Вайонт, модель смогла воссоздать и предсказать поведение оползня Шупин у плотины "Три ущелья" в Китае, несмотря на противоположную реакцию на изменение уровня воды и другие условия.

Сейчас модель тестируется на медленно движущемся оползне Эль-Форн в Андорре, угрожающем деревне Канильо. Благодаря скважинам ученые смогли установить термометры непосредственно в сдвиговый слой. "Можно представить откачку воды из грунта или циркуляцию другой холодной жидкости через сдвиговый слой, чтобы охладить его и замедлить оползень. Или, по крайней мере, если его не остановить, обеспечить достаточное предупреждение для эвакуации. Именно для этого мы там и находимся", — сказала Каролина Сеги, аспирант лаборатории Вевеакиса.