האקלים של כדור הארץ עובר טרנספורמציה מהירה, עם השלכות ישירות על כמעט כל מערכת טבעית ומונדסת. בין הקריטית ביותר, אך לעתים קרובות להתעלם, השפעות הוא שינוי יכולת הקרקע נושאות.במשך יותר ממאה שנים, מהנדסים גיאוטכניים התבססו על נתוני המשקעים ההיסטוריים ודפוסי עונתיים יציבים כדי לעצב יסודות, כבישים, וקרקעות.

הבנת יסודות של יכולת סויל

יכולת הנושא של Soil היא הבסיס של הנדסה גיאוטכנית.זה מייצג את היכולת של הקרקע לתמוך עומסים החלים על זה במבנה.כישלון מתרחשת לא רק דרך התמוטטות קטסטרופלית, אלא לעתים קרובות באמצעות התיישבות שונה מוגזמת שפוגעת מבנים לאורך זמן, המוביל קירות מקופצים, רצפות לא אחידות, וקווי שירות שבורים.

כוח Shear ואת עקרון הלחץ היעיל

בליבתו, יכולת הנושא נשלטת על ידי עוצמת הרדאר של הקרקע.כוח זה נגזר משני מרכיבים עיקריים: כפייה (הדביקות הפנימית או מלטציה בין חלקיקים קרקעיים) וזווית החיכוך הפנימי (ההתנגדות הבין-מחלופה והחיכוך בין חלקיקים) של קרל טראזגי היא אבן הפינה של היסוד ההנדסי, שילוב גורמים אלה לצד לחץ יתר על פני השטח והמשקל המחושך הוא הלחץ היעיל ביותר של הגוף.

התפקיד הקריטי של תוכן Moisture ו-Soil Type

תוכן Moisture הוא התנהגות הקרקע משתנה שליטה משתנה שליטה על הקרקע. עבור אדמה מחוסנת קנס כמו חימרנים ושוליים, שינויים לחות ישירות להשפיע על גבולות עקביות שלהם (גבולות Atterberg) אדמה שפועלת כ מוצקה נוקשה בלחות נמוכה יכול להפוך לנוזל מולטי כאשר רוויה.זה מבין את הגבלת הפלסטיק והנוזל של הקרקעות הוא קריטי עבור שינוי האקלים, על ידי נהיגה הקרקעות קיצוניות בתנאים אלה פחות רטובים, כאשר הוא משפיע על ידי שינויים דרמטיים, כאשר הוא חסר תקדים, כאשר הוא חסר תקדים, כאשר הוא משפיע על ידי שינויים דרמטיים, כאשר הוא חסר תקדים, כאשר הוא חסר תקדים, כאשר הוא משפיע על ידי שינויים דרמטי, כאשר הוא חסר תקדים, כאשר הוא משפיע על ידי שינויים דרמטי של מגבלות אדמה, כאשר הוא משפיע על ידי שינויים דרמטי של מגבלות אקלים, כאשר הוא משפיע על ידי שינויים דרמטי פחות.

מעגל הידרולוגי בעולם חם

מחזור המים הגלובלי מחלחל בקצב מדאיג.אווירה חמה מחזיקה בערך 7% יותר לחות לכל רמה Celsius של התחממות.עובדה תרמודינמית פשוטה זו יש השלכות עמוקות על דפוסי גשם וכתוצאה מכך, על התנהגות הקרקע.התפיסה הישנה של "אסטרציה" - הרעיון כי מערכות טבעיות מתחלפו בטווח היסטורי ידוע - אינו תקף עוד לתכנון הידרולוגי.

מגמות גלובליות ב-Precipitation Extremes

הפאנל הבין-ממשלתי לשינוי האקלים (IPCC) הגיע עם ביטחון גבוה כי אירועי משקעים כבדים התגברו וימשיך להעצים את רוב האזורים של העולם.יתר על כן, הניגוד בין עונות רטובות ויבשות גדל.זה אומר כי אזורים חווים תקופות ארוכות יותר של בצורת pus puncated על ידי פרטים קצרים יותר אינטנסיביים יותר, זה "הצלחתוף" מזיק במיוחד למבנה הקרקעי כמו דו"ח על ידי מחזורי מים קיצוני: 1.

מגוון אזורי ופגיעות ייחודיות

ההשפעה הספציפית על יכולת הנושא משתנה באופן דרמטי על ידי האזור. באזורים עקשניים למחצה, הבעיה היא לעתים קרובות ההשפעה הפתאומית של הצפות על אדמה קרום, הידרופוביים המייצרים מפלט מהיר ושחיקה. באזורים יבשתיים לחים, עלייה בטבלאות מים קרקעיים ועצימות מוגברת להוביל לתדירות גבוהה יותר של מפולות אדמה רדודות וכישלונות קיבולת.

נבואות ישירות של גשם מופרז על יכולת הדובדבן

כאשר הגשמים עולים על חדירה וקיבולת ניקוז, הקרקעות הופכות רוויות לחלוטין.השקע הזה גורם למספר מנגנונים מזיקים שמפחיתים באופן ישיר ו דרמטי את יכולת הנושא.

עלייתו של לחץ המים Pore Water Pressure and Liquefaction

כאשר המים ממלאים את החללים הריקים בין חלקיקי הקרקע, לחץ המים עולה באופן ישיר את הלחץ האפקטיבי, שהוא הלחץ מחזיק חלקיקים יחד.במקרים קיצוניים, כגון חולות או סילטים רופפת, הלחץ היעיל יכול לרדת כמעט אפס, מה שגורם לקרקע להתנהג כמו נוזל כבד.

Soil Erosion, Scour, and Internal Piping

שטף מים מגשם כבד מסיר את הקרקע על פני השטח.עבור יסודות, שחיקה זו, המכונה scour, יכול לשטוף את התמיכה הקרקע סביב כפות רגל וערימות, צמצום באופן דרסטי תמיכה מאוחרת ושטח עומס.אפילו יותר לא סובסידי הוא רב-סודי (FLT:0internalשחיקה FLT:1, או פירעון זה מתרחש כאשר מים זורמים דרך סדקים, חורים או פגמים באדמה, כמו גם תעלות אדמה מוסתרת, או מסתורית, עלולים, כמו תעלות, או מתפוררות פתאומית, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, כמו התמוטטות פתאומית, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, או מתפוררות, או ממתכת, או ממתכת, או מתפוררות, או מתפוררות, או ממתכת, או ממתכת, או מתפוררות, או ממתכת, או ממתכת, או ממתכת, או מתפוררות, כמו גם התמוטטות פתאומית, או מתפוררות, כמו גם ממתכת, או מאבני-מכת התמוטטות פתאומית.

צמצום הלכידה וההפצה של מבנה Soil

מים מופרזים יכולים לפזר חלקיקים של חימר, להרוס את מבנה הקרקע המצטבר המתקיים יחד על ידי חומר אורגני מלט מינרלים טבעיים.תהליך זה מוביל למטריקס קרקע חלש יותר, דחוס יותר.הההה של מינרלים וחומרים מזינים עוד מחלישים את השלמות המבנית של שכבת הנושא.התוצאה היא אדמה רך יותר, נוטה יותר להתיישבות תחת עומס, פחות מסוגל לתמוך יסודות.

שקיפות ישירה של דפדרציה על יכולת הדובדחת

בעוד אדמה יבשה אינטואיטיבית עלולה להיראות חזקה יותר, תנאי בצורת קיצוניים יוצרים מערכת שונה אך הרסנית באותה מידה של סיכונים גיאוטכניים.

פענוח סדקים ומחזור שרינק-סוול

כדבנים, רצפה מתכווץ.הצטמקות זו יוצרת סדקים אנכיים ואופקיים עמוקים, הידועים כסדקים desiccation. theseסדקים לפרק את פני השטח המתמשך, כלומר בסיס שנבנה על פני מסה אדמה מפולגת יש תמיכה רבה מאוד לא אחידה, כאשר הגשמים חוזרים, זרימת המים מעדיפה מדי שנה לתוך סדקים עמוקים אלה, מה שגורם לנפיחות מהירה ומקומית של תוצאות בסיסיות של חימר, המכונה: 1.

אובדן של סויל חנינה ו-Collelapse

חלק מהקרקעות רוויות יש "תבעות" - לחץ מים שלילי שמחזיק חלקיקים באדמה יחד ותורם באופן משמעותי לכוח הרהר.בצורת ממושכת מגבירה את הבזבוז הזה, מה שהופך את הקרקע לקשה לכאורה.עם זאת, כוח זה הוא מתפתל וממצב.כאשר הקרקע בסופו של דבר משוחררת, או על ידי גשם או מים שבורים, תסכול זה נהרס באופן פתאומי של כוח גלוי זה יכול להיות חלק מהתמוטטות של אדמה אחת, במיוחד כמו נפילה אחת, כמו נפילה אחת, כמו נפילה אחת, אם כיבית אחת, אם כן, אם כיפתקת מים שבורה, או רצפה אחת, אם כן, אם כן, אם כן, אם זה יכול להיות חלק ממרחק של אדמה אחת, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, או מים שבורה, אם כן, או מים שבורה, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם זה יכול להיות נפילה אחת, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן, אם כן

אוקסדציה של חומר אורגני והתעלות קרקע

יבש, אדמה מחוספסת מאיצה את הצריכה המיקרוביאלית של חומר אורגני.חומר אורגני הוא סוכן מחייב קריטי שנותן אדמה המבנה שלה וחוסן.אובדן שלה מוביל להמוניה יותר, פחות צפופה, ופחות חלשה מבנית של הקרקע. עבור אדמה אורגנית כמו אפונה ומקיצות, ניקוז ובצורת ממושכת יכול להוביל לקרקע מסיבית, בלתי אפשרית יותר, אך חומר אורגני נעלם לתוך השטח, אך ורק כדי להשחית הקרקעות, אך ורק למזג את השטח החמצן, אך ורק לאטמוספירה הנטועת הקרקעות, אך ורק לאטמוספירה הנטועת הקרקעית הנטועת הקרקעות, אך ורק.

השלכות על בנייה ותשתית

מהנדסים חייבים כעת לתכנן תנודות לחות קיצוניות ותדירותיות יותר.ההנחה של פרופיל קרקע יציב ובלתי משתנה היא מותרות של העבר.

יסודות תחת מתח

יסודות התעלות על פני השטח הם פגיעים במיוחד לשינוי האקלים.התנועה השונה הנגרמת על ידי מחזור צללים מצטמצם מוגברת יכול לפצח סלאבים קונקרטיים, להט מבנים קלים, וכן חיבורי שירות גלקסיות עמוק, כגון ערמות מונעות פירים קידוחים, אינם חסינים מפני בצורתות, אדמה המתיישבת סביב ערמה יכולה ליצור כוח גרר הנקרא LTF:0neigative חיכוך של חום, אשר עשוי להפחית את התגברות מאוחר יותר, לאחר מכן, הפחתת לחץ דם גבוה יותר, לאחר מכן, אשר נועד לצמצום הירכיים של חום גבוה יותר, לאחר מכן, החל מתקופות של חום, לאחר מכן, כדי להפחית את הירכיים גבוהה יותר, כדי להפחית את הגמישות, כדי להפחית את הגמישות, 000.

פפרציות ועבודות אדמה

כבישים, כבישים, ומאגרי רכבת מסתמכים על תת-קבוצה יציבה ומושרעת היטב.התדירות המוגברת של אירועי משיכה קיצוניים מחלישה את התמיכה הדרגתית, מה שמוביל לריצה, עייפות סדקים, וכישלון מוקדם ריצוף. . , בצורת ממושכת יכול להתייבש ולהקטין את המצע, גורם סדקים ארוכי טווח ושונים לאורך כבישים.

השלכות על חקלאות וניהול קרקעות

בעוד "יכולת קיום" בחקלאות פחות על תמיכה בבניין, זה בעיקר על תמיכה בחיי הצמח והמכונות.בריאות של ממטריקס הקרקע קשורה ישירות לתכונות הגיאולוגיות שלה.

Soil Compaction and Rootduction

מכונות כבדות הפועלות על אדמה רטובה גורמת קומפקטיות עמוקה, הורסות את המאקרופוורס ויוצרות שכבת צפופה, בלתי-אפשרית (מחבת רכה) זה מפחית באופן דרסטי את יכולתה של הקרקע לחדירה שורש, הגבלת התשואה. לחלופין, אדמה אפופת קשה על ידי בצורת התנגדות לזרע זרע והקמת שורש.

אופניים תזונתיים ו Erosion

פיזור גשם כבד מפס את הטופס העשיר של מזון, שלקח מאות שנים כדי ליצור.יתר על כן, מחזורי רטובים עזים משבשים את הקהילות המיקרוביאליות שמעגלות חומרים מזינים. A אדמה שחווה משיכה קיצונית מאבדת חמצן, והרג אורגניזמים אוויריים מועילים. A אדמה אפופת יבשה לחלוטין את הפעילות הביולוגית הזו מובילה באופן בלתי נמנע להשפלה פיזית של המבנה, מאיץ את יכולת האובדן הקרקע והתפוקה של הקרקע.

אסטרטגיות לחיקוי והתאמה

הסתגלות לאתגרים אלה דורשת שינוי פרדיגמטי באופן שבו אנו ניגשים להנדסת גיאוטכני וניהול הקרקע.עלינו לתכנן תרחישי אקלים עתידיים, לא לממוצעים הקודמים.

חקירות אתר Geotechnical Site Investigation

נביחות סטנדרטיות ובדיקות מעבדה לא יכולות להיות מספיקות יותר.החקירות הגיאולוגיות חייבות לכלול כעת הערכת עמידות לאקלים.זה כולל סימול תרחישים עתידיים של אקלים - כגון רמות השטחה הגרועות ביותר משיטפון של 100 שנה או את ההשפעה של בצורת רב שנתית - כדי לבדוק את התגובה של הקרקע.

ניהול מים מתקדם ודרקינג

מים ניהוליים היא השיטה העיקרית לשלוט ביכולת הנושאת.זה מעבר לעריכות משטח פשוטות. Solutions כוללים בארות הקלה עמוקות ללחץ אמנותי נמוך, ניקוז אופקי למורדות מייצבים, ומערכות תחת פיקוח מקיף מתחת לגלולים גדולים.אפקט נמוך (LID) וטכניקות תשתית ירוקה, כגון גנים, ביו-שוואלים, וריצוף, יכול לעזור לרוץ על מערכות לחות יציבים יותר.

טכניקות soil Stabilization

  • (FLT:0) ייצוב מכני: FLT:1 זה כרוך להחליף אדמה מולדת עני עם מילוי סלקטי, ממונדס כי הוא פחות רגיש לחות טכניקות קומפקטיות עמוק, כמו קומפקטיות דינמי או ריצוף vibro, יכול לחדד חולות רופף כדי להפחית את הפוטנציאל שלהם ⁇ .
  • (FLT:0Chemical Stabilization:FLT:1 Mixing אדמה בעייתית עם כובלים כמו פורטלנד מלט, ליטו או זבוב אפר יכול לשפר באופן דרסטי את הכוח להפחית את הרגישות לחות. in רחבת חיים, טיפול כימי משנה את החימר כדי להפחית את הפוטנציאל הכווץ.
  • (ב) ⁇ :0) ⁇ : [ה] ,[דרוש מקור] [ה], הגיאו-ירוקים, וגיאוממברינים מספקים הפרדה, חיזוק וחסומי לחות.הם אינם ראויים לבניית תת-שכבות חלשות, מונעים את תערובת הקרקעות, וכנפי חימר מרחיבים.
  • (FLT:0) ביולוגי ייצוב: FLT:1 שימוש בצמחייה מושרשת עמוק לייצב מדרונות ולהגדיל את כובד הקרקע הוא פתרון מבוסס טבע רב עוצמה.

קודים של עיצוב אקלים

על בניית קודים ותקני עיצוב יש לעדכן כדי לשלב את תחזיות שינויי האקלים.זה אומר תכנון לאירועים הידרולוגיים קיצוניים יותר.זה עשוי לדרוש יסודות עמוקים יותר להגיע לשכבות יציבות יותר, השימוש בזחלים לאחר לחץ על מנת להתנגד לתנועה שונה, או עלייה בלוח חופשי בשמירה על עיצוב קיר כדי לעמוד על לחצים הידרוטיים גבוהים יותר.

מסקנה

היחסים בין שינויי האקלים לבין יכולת הקרקע הם אחד האתגרים ההנדסיים והסביבתיים של המאה ה-21.הימים של ההנחה שמצב קרקע סטטי, בלתי משתנה הם מעליהם, תדירות ההולכת וגוברת של אירועי מזג אוויר קיצוניים – משיטפונות הרסניים ועד לבצורת אינטנסיבית – התקפות עקיפין על יציבות הקרקע שאנו בונים על הקרקע שאנו בונים ועל הקרקע שאנו ממטפחים.