Размеры ямы для сход развала: Монтаж и установка стендов сход-развал Техно Вектор

Содержание

Сход развал

Главная Развал-схождение

Фильтр подбора

Подвеска и другие элементы ходовой транспортного средства сконструированы так, чтобы обеспечить условия для высокого уровня маневренности, легкой управляемости и прекрасной устойчивости авто во время его передвижения. Но для обеспечения соответствия этих характеристик установленным стандартам большое значение имеет оптимальная регулировка и осуществление развал-схождения колес на специальных стендах.

Что такое углы сход-развала

Углы схода и развала влияют на не только на управление и маневренность, но также на другие параметры эксплуатации транспорта – сильное изнашивание резины и повышение давления внутри шин, а также появление люфтов в ходовой части. Таким образом, развал-схождение – это общая характеристика, которая соответствует положению колес относительно разных плоскостей.

Развал-схождение позволяет обеспечить безопасность передвижения транспортного средства и пассажиров. Поэтому стенд для его регулирования является востребованным автосервисным оборудованием среди автолюбителей. Угол развала указывает на отклонение центральной оси колеса по сравнению с горизонтальной плоскостью. Он может быть выполнен как внутрь, так и наружу. Неправильный развал является причиной сильного изнашивания шин, а также проблем с управлением и маневрированием на дороге.

Угол схождения колес указывает на отклонение плоскости их вращения от линии движения. Регулировка этого показателя влияет на стабильность и управляемость авто во время его передвижения, а также быстроту реакции. Для осуществления развал-схождения используется специализированное оборудование – стенды развал-схождения.

Признаки необходимости регулирования углов схождения и развала

Необходимость регулировки углов расположения колес относительного горизонтальной плоскости и траектории движения возникает в случае проведения ремонта подвески и ходовой части автомобиля, а также после замены некоторых механизмов и конструктивных элементов.

Также автомобиль регулируется на стенде развал-схождения после дорожно-транспортных происшествий и сильных ударов, в случае интенсивных нагрузок на подвеску – при попадании в глубокие ямы, длительной эксплуатации автомобиля по дорогам плохого состояния, а также после наезда на какое-либо препятствие.

Основными признаками, которые сигнализируют владельцу транспортного средства о необходимости регулирования на стенде сход-развала являются:

  • Неравномерное изнашивание шин;
  • Резкое торможение автомобиля с уклоном в определенную сторону;
  • Потеря управляемости и остроты реакции рулевого колеса;
  • Ведение авто в сторону.

Автосервисное оборудование для сход-развала

Для проверки правильного положения и регулирования колес относительно горизонтальной плоскости и направления движения используются разные стенды, основная цель которых заключается в точном измерении положения колеса и его влияния на управление и характеристики ходовой части авто.

Стенды развал-схождения

Описание и характеристики стендов сход-развала

Компьютерные

Обладают высокой точностью измерения показателей. Этот стенд сохраняет в своей памяти огромный объем информации о различных видах авто, их эксплуатационных параметрах и заводских настройках. При работе стенда выявляются все нарушения геометрии кузова, и то же время проводится диагностика расположения разных осей колес.

Оптические

Отличаются длительным сроком службы и простотой управления. Недостатками этого стенда являются неточность показаний, возможность диагностики только одной оси колес и отсутствие возможности проверить повернутость заднего моста, что обуславливает наклон руля при движении авто.

Лазерные

В отличие от оптического они позволяют получить более достоверные результаты, однако по точности своего измерения уступают первому варианту.

Наибольшее распространение и популярность для измерения и точной регулировки углов схождения и развала получили компьютерные стенды сход-развала, поскольку они оборудованы большим количеством датчиков для обработки и анализа положения колес.

В ассортименте компании Гаражный Арсенал представлены компьютерные стенды для осуществления развал-схождения от компаний NORDBERG, Техновектор и G-POINT по доступным ценам. Они отличаются между собой не только внешним обликом, но также техническими характеристиками и методиками измерений.

Стенды сход-развала Вы можете купить или заказать в городах: Пятигорск, Ессентуки, Кисловодск, Железноводск, Минеральные Воды, Ставрополь, Невинномыск, Буденновск, Нефтекумск, Черкесск, Нальчик. За консультацией по наличию товара, ценам, вариантам доставки, монтажу обращайтесь по вышеуказанным телефонам.

Автомобиль и выбоины – возможные повреждения

Доказано, что выбоины наносят повреждения автомобилю, даже если вы успеваете среагировать и частично избежать их. Хотя некоторые повреждения не видны сразу, через некоторое время вы можете заметить, что управление автомобилем осуществляется не так хорошо, как раньше.

Как правило, тип и степень повреждений автомобиля выбоинами обусловлены двумя факторами:

  • скорость, на которой вы попали в выбоину;
  • глубина выбоины.

Итак, какие типы повреждений могут наносить выбоины? Что делать, если вы попали в выбоину? 

Какие повреждения могут наносить выбоины?

Шины 

Шины – самый уязвимый компонент автомобиля при попадании в выбоину. Распространенные повреждения – боковые грыжи, расслоение протектора или пробой. Также может появиться неравномерный износ протектора в результате нарушения параметров установки колес при ударе о выбоину или повреждение обода колеса при наезде на большую или глубокую яму.

Как выбоина причиняет такие повреждения?

Боковая грыжа возникает, если колесо ударяется о выбоину, и удар расслаивает (как правило) боковину, и воздух проникает между слоями. В результате в боковине образуется пузырь, который может лопнуть в любой момент. Подобным образом происходит расслоение протектора: шина прижимается к колесному диску, когда вы наезжаете на твердый край выбоины, и диск разрезает шину. На большинстве современных автомобилей обод колеса изготовлен из алюминия, поэтому он легко сминается при наезде на глубокую выбоину.

Что делать, если вы заметили повреждения шин?

Если вы заметили неравномерный износ шин, необходимо следить за ситуацией. Если же вы заметили другие повреждения шин, рекомендуется как можно скорее заменить их.

Если на ободах колес появились вмятины, постарайтесь как можно скорее заменить колеса. Вмятина на ободе приводит к недостаточной герметизации в месте примыкания обода и шины, и воздух может стравливаться из шин. 

Как предотвратить повреждение шин при наезде на выбоину?

Постарайтесь избегать выбоин. Кроме того, самый простой способ предотвращения повреждений – поддерживать правильное давление в шинах.

Колеса

Колеса тоже могут быть повреждены при наезде на выбоину. Колесный диск может деформироваться, покрыться сколами и треснуть, что приводит к нарушению герметичности стыка с шиной. Кроме того, колесо с поврежденным диском катится неровно. Сколы на колесе не всегда заметны, они могут быть очень маленькими, располагаться на спицах, их может закрывать пыль от тормозной системы и грязь с дороги.

Еще одна возможная проблема – нарушение параметров установки колес. При ударе о твердый край выбоины удар передается на рулевую систему и становится причиной неправильного схода-развала колес. Вы можете заметить такое повреждение только по тому, что автомобиль будет тянуть в сторону или рулевая система станет менее отзывчивой, чем ранее.

Что делать, если вы заметили повреждения колес?

Трещина или скол на колесном диске может привести к серьезным проблемам, поэтому лучше заменить такое колесо. Деформированные колеса в некоторых случаях можно восстановить.

Если вы подозреваете нарушение угла установки колес, по соображениям безопасности важно как можно быстрее их проверить и откорректировать.

Рулевое управление и подвеска

Подвеска сглаживает неровности дороги, и вы их не ощущаете. Однако внезапный удар при наезде на выбоину передается на подвеску и может вызвать различные повреждения. Признаки наличия проблем в подвеске: автомобиль тянет в сторону; люфт при рулении; неравномерный износ протектора; необычные звуки и вибрация.

Как выбоина причиняет такие повреждения?

Если начальная сила при ударе колеса о выбоину передается на компоненты системы рулевого управления и подвески (амортизаторы, пружины, наконечники рулевой тяги, рулевые тяги и пр.), возникает повреждение. Повторяющиеся удары при наезде на неровности могут вызывать ускоренный износ системы рулевого управления и подвески.

Что делать, если вы заметили повреждения системы рулевого управления и подвески?

Большинство неисправностей системы рулевого управления и подвески можно устранить, заменив изношенную или поврежденную деталь. Поскольку такие неисправности подвергают вас опасности, рекомендуется сделать это как можно быстрее.

Ходовая часть, кузов и система выпуска

У автомобилей с небольшим дорожным просветом управляемость лучше, но они чаще получают повреждения при наезде на неровности. Косметические повреждения – это царапины на низких бамперах или боковых обвесах. Более серьезные повреждения – царапины на ходовой части автомобиля, которые могут вызывать коррозию и протечки, а также повреждения выхлопной трубы, глушителя и каталитического нейтрализатора. Если будет повреждена выхлопная труба, звук выхлопа станет намного громче, возможно с потерей мощности. Весьма вероятно, что это приведет к увеличению выброса вредных веществ из системы выпуска, а также есть вероятность, что отработавшие газы будут попадать в салон, что может серьезно повлиять на ваше здоровье.

Что делать, если вы заметили повреждения?

Если вы заметили проблему в системе выпуска, рекомендуется устранить ее сразу во избежание негативного воздействия на здоровье и окружающую среду. Протечки в ходовой части автомобиля следует также проверить и устранить. Косметические дефекты бампера и боковых обвесов можно ремонтировать не в срочном порядке.

Яма для поста Развал-схождения. Статьи компании «Представництво у м.Одеса ТОВ «Планета Обладнання»»

Организация поста развал-схождения  на яме Вопросы, возникающие при подготовке (изготовлении) ямы для проведения работ по регулировки УУК автомобиля, являются базовыми, так как неправильные решения при проектировании приводят, в лучшем случае к неудобствам, в худшем случае к невозможности выполнения работ частично или даже полностью. Отсюда ограничения (критерии) которыми необходимо руководствоваться при проектировании ямы и сопутствующих ей элементов.

ЯМА
Размеры ямы обуславливаются, в первую очередь, техническими характеристиками обслуживаемых автомобилей, а именно колесная база и колея автомобиля.

ПОПЕРЕЧНЫЙ РАЗМЕР ЯМЫ. При определении ширины ямы за основу берется расстояние между колесами (по их внутренним сторонам) автомобиля с наименьшей шириной колеи (который будет обслуживаться). Логично было бы предположить, что это и есть ширина ямы, однако при принятии решения о поперечном размере следует учитывать разные факторы. Например, удобство (безопасность) заезда на яму. Как правило, заезжать на яму будет владелец автомобиля, а он может быть разной степени подготовленности для такого дела и широкая яма может стать источником волнений и неприятностей. В свою очередь узкая яма станет причиной неудобства или невозможности обслуживания автомобилей с широкой колеей, мастер просто не сможет «добраться» до регулируемых узлов. Изготовление же широкой ямы, читай удобной, исключает из обслуживания сегмент малогабаритных автомобилей. Стоит помнить и о том, что передние колеса автомобиля должны стать в центр передней платформы, поэтому при широкой яме практикуется отсутствие ограничительного борта ниши не только с наружной стороны путей, но и с внутренней. Отсюда, выбор ширины ямы остается за владельцем сервиса, так как регулировка УУК «большого» автомобиля обычно дороже, но пренебрегать значительным количеством «маленьких» автомобилей тоже не стоит.

ПРОДОЛЬНЫЙ РАЗМЕР ЯМЫ. Решение о продольном размере ямы принять гораздо легче, так как минимальная ее длина — это максимальная колесная база у обслуживаемых автомобилей, плюс ширина необходимая для выхода из нее, организацию которого необходимо учитывать при проектировании ямы. Длина ямы должна учитывать место для размещения траверсы, когда она не используется и принимая во внимание удобство (беспрепятственность) обхода автомобиля мастером. Спуск в яму осуществляется с ее торца или через боковое ответвление. При организации спуска с торца ямы рекомендуется устанавливать лестницы с двух противоположных сторон, так как нередки случаи, когда вылет передней части автомобиля закрывает выход из ямы расположенный в ее начале. Также необходимо учитывать, что за время выполнения процедур регулировки, мастер несколько раз обходит автомобиль и открытые участки ямы на его пути, как минимум нежелательны. Яма по краям должна быть оснащена продольными направляющими для установки на них канавного домкрата (траверсы) — необходимого атрибута поста регулировки УУК. Направляющими могут служить элементы обрамления контура ямы — металлический уголок или профиль. Глубина «полки» обрамления от уровня пола (на которую будет опираться траверса), должна, с одной стороны, обеспечивать максимально возможную высоту подъема, с другой стороны рассчитываться с учетом выступа траверсы над уровнем путей в сложенном состоянии, который не должен препятствовать прокатыванию траверсы под автомобилем. Яма может иметь по своим продольным границам ограничитель (металлический выступ), служащий для безопасности заезда автомобиля на яму. Необходимо учитывать, что данный ограничитель (его выступающие габариты) будет являться помехой «развальщику» при проведении работ с подвеской. Другими словами, ограничитель должен быть небольшим (узким и низким) или его не должно быть совсем (здесь опять возникает вопрос заезда на яму неопытного водителя).

ПУТИ

Путями принято называть две полосы вдоль продольных краев ямы, по которым прокатываются колеса автомобиля, у подъемника эти две «полосы» называются платформы, в которых имеются ниши под передние и задние СДВИЖНЫЕ платформы РАЗГРУЗКИ колес. Габариты путей связаны с размерами ямы и также зависят от колесной базы и колеи автомобиля. Длина путей, как правило, равна длине ямы + участок прокатки + заездные трапы, ширина соответствует расстоянию между колесами (по наружным краям) автомобиля с наибольшей шириной колеи (который будет обслуживаться). Именно на путях, а точнее в них располагаются подвижные платформы (передние и задние) обеспечивающие выполнение процедур регулировки УУК. Необходимо отметить, что поперечный размер (ширина) ниш под платформы равна ширине путей.

Рассмотрение вопроса организации путей связано не только с автомобилем, но и с требованиями производителей стендов регулировки УУК. А именно устройство путей с соблюдением требований по перепаду высот (горизонтального уровня) между платформами и обеспечением прилегания платформ всей своей нижней плоскостью к местам их установки. Максимальные требования по перепаду отображены на схеме и исходят из того, что колеса автомобиля, во время проведения процедур измерения и регулировки, должны находиться на плоскости, максимально горизонтальной. И хотя выполнение требований автопроизводителя к регулировке УУК (допуски в «зеленой зоне»), на первый взгляд, могут обеспечиваться и не на такой идеальной поверхностью, но все же они (требования) не являются чрезмерными, так как отклонения от «идеального» имеют место и в других компонентах системы, а накопление погрешностей, может дать очень нежелательный результат.


Необходимо рассмотреть несколько способов организации путей, их достоинства и недостатки. Пути могут быть или частью пола, или быть поднятыми над его уровнем, то есть представлять из себя площадку возвышающуюся над уровнем пола не менее чем на 50 мм — стандартная высота платформ. В первом случае платформы могут располагаться на полу или находиться в углублениях пола. Во втором случае пути могут быть заводского изготовления (как правило, металлические) или быть монолитными и неподвижно связанными с полом.

ПЕРВЫЙ ВАРИАНТ – платформы на полу.
В этом случае требования к перепаду высот относятся ко всему полу вокруг ямы. Сделать такой пол достаточно сложно, то есть дорого. Когда платформы располагаются на полу, дополнительно необходимы трапы для заезда/съезда на каждую платформу и площадки прокатки. Причем заезд на платформы может сопровождаться их вылетом из под колес. Можно исключить «присутствие» заездных трапов, используя для постановки колес на платформы траверсу. В этом случае процедура будет выглядеть следующим образом (с одной траверсой): автомобиль заезжает на яму, останавливается в указанном месте, поднимается его передняя часть, под колеса устанавливаются передние платформы, передняя часть опускается, затем такая же процедура с задними колесами, устанавливаются площадки прокатки и производятся работы. Однако, такой порядок занимает много времени и может возникнуть ситуация, когда вертикальный ход траверсы не будет достаточен для вывешивания колес автомобиля и установки платформ. Вертикальный ход подвески некоторых автомобилей может достигать одного метра.
Достоинства: размещение платформ в любом месте путей, легкость уборки путей (пола).
Недостатки: необходимость постоянной уборки пола и платформ (трапов, площадок), сложности с постановкой автомобиля на платформы, вероятность смещения платформ со своих мест во время постановки и выполнения процедур регулировки, истирание пола в местах установки платформ – приводит к изменению горизонтального уровня.

ВТОРОЙ ВАРИАНТ – платформы в углублениях (нишах) пола.
В этом случае требования к перепаду высот относятся к самим нишам (их дну). Такой способ организации требует наличие дополнительных стоковых углублений или канала из ниши в пространство ямы, это необходимо для удаления из ниш влаги и грязи, которые, при таком варианте путей, неизбежно будут скапливаться (стекать) под платформами, что приводит, в том числе к сокращению срока их эксплуатации.

Достоинства: малозатратный вариант, наилучший (простой и безопасный) вариант для постановки автомобиля на яму, эстетичный вид поста.

 

Недостатки: максимально возможное количество влаги и грязи в нишах (по сравнению с другими вариантами исполнения), необходимость постоянной уборки ниш (извлечение платформ), передние платформы (круги) не должны иметь ручек перемещение. Если перепад высот самого пола существенно отличается от требований к посту регулировки УУК, может возникнуть ситуация когда платформы (от одной до трех) будут либо выступать над уровнем пола, либо будут существенно углублены, либо и то и другое. Поэтому прежде чем принимать решение по такой организации путей, необходимо провести соответствующие замеры плоскости пола вокруг ямы, на предмет ее горизонтальности. Так как вполне вероятна ситуация когда «развальщик» не сможет выполнить прокатку, он просто не сможет (вручную и в одиночку) выкатить крупный (тяжелый) автомобиль из ниш (заглубление платформ) или наоборот, закатить его обратно (выступ платформ).

ТРЕТИЙ ВАРИАНТ – передние платформы в углублениях (нишах) пола или путей.
Данный вариант предусматривает углубления только для передних платформ (кругов). Когда же возникает необходимость проведение регулировки (разгрузки) задней оси, в ниши устанавливаются проставки (толщина проставки равна глубине ниши) на которых размещаются переднии платформы, а под задние колеса устанавливаются, соответственно, задние платформы, которые могут быть минимального размера.
Достоинства: достоинства второго варианта с учетом дополнительной экономии .
Недостатки: недостатки первого и второго варианта, причем необходимо учитывать, что «разгрузка» задних колес необходима всегда, так как система производит измерения относительно задней оси .

ЧЕТВЕРТЫЙ ВАРИАНТ – пути заводского изготовления.
В этом варианте требования по перепаду высот обеспечиваются при монтаже путей регулируемыми опорными стойками и(или) шайбами.
Достоинства: готовые пути с задними платформами и нишами под передние, требуют только монтажа (крепление к полу или в полу).
Недостатки: стоимость приобретения, сбор под ними (в них) грязи и прочие недостатки, которые связаны с их устройством, качеством изготовления и монтажа.

ПЯТЫЙ ВАРИАНТ – платформы располагаются в нишах путей изготовленных на месте, по краям ямы.
Порядок изготовления стационарных путей следующий (самый распространенный вариант): изготавливается два металлических каркаса из уголка с соблюдением всего комплекса требований по размерности и контуру, каркасы устанавливаются по обеим сторонам ямы, выставляются по уровню с соблюдением требований по перепаду высот, крепятся к полу, пространства заливаются бетоном. Верх путей может забираться металлом, покрываться плиткой и пр. Пути можно изготовить из кирпича и прочих строительных материалов, но это редкие случаи. При этом пол ниш делается из листа металла, керамогранита или других стойких к истиранию материалов, а сами ниши с внешней стороны открыты (не имеют борта).
Достоинства: надежность, минимальное количество влаги и грязи, удобство уборки путей, пути изготавливаются под конкретные требования, стоимость.
Недостатки: необходимость изготовления, неперемещаемость.

ШЕСТОЙ ВАРИАНТ – платформы располагаются в нишах путей, а пути представляют из себя эстакаду.
Первый случай — «яма» представляет собой пространство ниже уровня пола, над которым «нависают» пути в виде эстакады. Второй случай — классическая этакада. Такой вариант можно считать экзотическим, так как его реализация, связана с «особыми» условиями.


Достоинства: удобство выполнения существенной части работ (доступ к подвеске).
Недостатки: неудобство выполнения части работ и процедур.

ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПУТЯМ:
— платформы должны располагаться на жесткой и износостойкой поверхности (обычно металл), уровень поверхностей должен обеспечивать требования по перепаду высот,
— глубина ниш должна соответствовать высоте (толщине) платформ, чтобы верхние плоскости платформ находились на одном уровне с путями (исключение — первый вариант),
— конструкция путей должна обеспечивать нахождение платформ в местах, где будет располагаться отпечаток колеса автомобиля, это требование относиться и к случаям, когда используются короткие задние платформы и соответствующие проставки, которые меняются местами с платформой (в нишах) в зависимости от колесной базы автомобиля (см. рис.),

— пути должны обеспечивать свободу перемещения передних платформ (при стационарном расположении датчиков (камер стенда) ТОЛЬКО в поперечном направлении), одновременно с необходимой свободой верхней подвижной площадки (зависит от конструкции платформы),

— ниши для задних платформ должны выполнять условия по свободе «хода» верхних площадок (впрочем как и для передних, если конструкция кругов этого требует), зазор (по периметру) между платформой и стенкой ниши, должен быть в диапазоне 15-20 мм.

ПЛАТФОРМЫ

Для проведения полного комплекса работ по регулировке УУК автомобиля требуется две пары платформ: передние и задние. Задние платформы, в первую очередь, необходимы при обслуживании автомобилей с регулируемыми задними колесами, они обеспечивают их «разгрузку» — снятие напряжение в подвеске. Передние платформы (круги) кроме «разгрузки» позволяют колесам поворачиваться, не смещая автомобиль с места его установки. Круги, представляют собой прямоугольное основание, с подвижно закрепленным на нем поворотным диском или многогранником, в центр которого устанавливается колесо. Круги размещаются в непосредственной близости от переднего края путей.

Задняя платформа это прямоугольная площадка, подвижность которой обеспечивается опорными вращающимися шариками закрепленными в гильзах на основании такого же размера. Задние платформы можно изготовить самостоятельно. Ширина задних платформ равна ширине путей, ее длина может быть различной, возможно использование коротких платформ (см. рис. выше), в этом случае «свободное» пространство ниши заполняется проставками, ротация которых с платформой обеспечивает ее установку в месте «отпечаток заднего колеса».

Все платформы, и задние и передние, должны быть оснащены фиксаторами, обеспечивающими неподвижность верхних полощадок во время проведения процедуры измерений (прокатки). Передние платформы должны иметь проставки или «мостики прокатки», которые устраняют зазор между кругом и краем ниши и убираются после процедуры прокатки.

Основная функция платформ, а для задних платформ единственная — это «разгрузка» подвески, то есть снятие в ней напряжения. Делается это для того, чтобы колеса заняли свое «естественное» положение, при котором будут корректно «учтены» существующие зазоры в деталях подвески, а результаты измерения и регулировки будут произведены с оптимальной погрешностью. «Разгрузка» задней оси обеспечивает максимальную точность в расчетах, в том числе определение взаимного расположения осей относительно друг друга, так называемая «геометрия кузова».

Взаимное размещение задних и передних платформ обуславливается колесной базой обслуживаемых автомобилей, точнее самой короткой базой, так как нерегулируемые задние колеса, рекомендуется также «разгружать» в силу вышесказанного.

Сход-развал Hunter 3D Hawkeye — Автосервис Ярославль Масленка

Провести процедуру развала-схождения на новейшем 3D стенде вы можете у нас в СТО «Масленка» в Ярославле. 

 

Сход-развал Hunter 3D Hawkeye установлен на ямные пути 5 метров 30 сантиметров и допускает обслуживание коммерческого транспорта с удлиненной базой.

Самопроизвольное изменение углов наклона колес чаще всего вызвано плохим состоянием дорожного покрытия и неудовлетворительным состоянием ходовой части. Также углы сбиваются при проведении замены элементов подвески, это выражается в следующих моментах. Во-первых, тяга в сторону при движении, во-вторых не ровно стоящий руль и в-третьих, неравномерный износ резины. Эти дефекты обусловлены изменением угла наклона колеса, вызванным той или иной причиной. Устранение этой неисправности производится путем проведения процедуры развала-схождения. 

СТО «Масленка» предлагает вам воспользоваться услугой регулировки развала-схождения на современном высокоточном стенде Hunter с технологией 3D.

 

Преимущества HUNTER 3D:

  • более высокая скорость работы за счет того, что компенсация проводится методом прокатки автомобиля назад-вперед, без использования подъемника или смотровой ямы: вся процедура занимает около 4-5 минут;
  • сход-развал установлен на ямных путях, а не на подъемнике что позволяет прокачать автомобиль под нагрузкой своего веса авто перед началом выполнения операции сход-развала идет проверка салленблоков рычагов ходовой системы.
  • высокая точность и надежность оборудования за счет измерения угла установки колес при помощи пассивных мишеней-отражателей, не содержащих электронных компонентов;
  • максимально простое в использовании ПО (программное обеспечение), которое позволяет осуществлять регулировку развала-схождения за минимальное количество времени.

Обязательно пройдите регулировку развала-схождения, если:

  • вы произвели ремонт ходовой части авто;
  • заметили, что покрышки быстро и/или неравномерно изнашиваются;
  • чувствуете, что машину уводит в сторону;
  • «поймали» большую яму при движении.

Кроме того, регулировку стоит проводить регулярно каждые 15 000-30 000 км – ведь с течением времени детали рулевого управления и узлы подвески изнашиваются, что влечет за собой и нарушение заводских регулировок сход-развала.

 

Результат правильно сделанного развала-схождения на стенде HUNTER 3D:

  • автомобиль станет более устойчивым, станет меньше заносов, улучшится управляемость;
  • шины станут изнашиваться меньше;
  • топливо будет расходоваться экономнее;
  • а самое главное – повысится ваша безопасность на дороге.

 

Сделайте развал-схождение вовремя и будьте уверены в своем автомобиле!

 

Прайс цен:

Легковые  
 Передняя ось схождение 600 руб (отечественные а/м 700 руб сх/развал)
 2-е оси схождения 800 руб
 2-е оси сход развал 1300 руб
2-е оси сход развал задней оси 1100 руб
Кроссовер  
Передняя ось схождение 600 руб
Передняя и задняя ось схождения 800 руб
2-е оси сход развал 1300 руб
1-я ось сход развал 800 руб
Джип
 Передняя ось схождения 800 руб
 2-е оси сход развал 1500 руб
 2-е оси сход равал передня ось 1200 руб
НИВА 1300 руб
Микроавтобус
 Сход развал 1200 руб
 Схождение 700 руб
 2-е оси сход развал 1500 руб
 2-е оси сход развал задняя ось 1200 руб

%PDF-1. 4 % 292 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 292 84 0000000016 00000 н 0000001962 00000 н 0000003630 00000 н 0000003823 00000 н 0000003887 00000 н 0000003941 00000 н 0000003999 00000 н 0000004083 00000 н 0000004120 00000 н 0000004153 00000 н 0000004188 00000 н 0000004224 00000 н 0000004282 00000 н 0000004366 00000 н 0000004403 00000 н 0000004436 00000 н 0000004471 00000 н 0000004507 00000 н 0000004638 00000 н 0000004707 00000 н 0000004777 00000 н 0000004846 00000 н 0000004916 00000 н 0000005400 00000 н 0000005443 00000 н 0000005591 00000 н 0000005738 00000 н 0000005886 00000 н 0000005923 00000 н 0000006215 00000 н 0000006252 00000 н 0000007068 00000 н 0000007182 00000 н 0000007229 00000 н 0000007276 00000 н 0000007581 00000 н 0000007635 00000 н 0000007670 00000 н 0000007780 00000 н 0000007845 00000 н 0000008023 00000 н 0000008077 00000 н 0000008125 00000 н 0000008200 00000 н 0000008580 00000 н 0000008634 00000 н 0000008669 00000 н 0000008779 00000 н 0000008844 00000 н 0000009022 00000 н 0000009076 00000 н 0000009124 00000 н 0000009199 00000 н 0000009249 00000 н 0000009299 00000 н 0000010892 00000 н 0000012428 00000 н 0000013949 00000 н 0000015451 00000 н 0000016945 00000 н 0000018427 00000 н 0000019871 00000 н 0000021337 00000 н 0000021475 00000 н 0000021613 00000 н 0000021675 00000 н 0000021737 00000 н 0000021792 00000 н 0000021925 00000 н 0000021952 00000 н 0000022116 00000 н 0000022186 00000 н 0000022448 00000 н 0000022534 00000 н 0000026453 00000 н 0000026755 00000 н 0000027949 00000 н 0000028199 00000 н 0000029383 00000 н 0000029627 00000 н 0000033407 00000 н 0000033444 00000 н 0000039026 00000 н 0000003284 00000 н трейлер ]/Размер 376/Предыдущий 136735/XRefStm 1962>> startxref 0 %%EOF 293 0 объект >>>стрим xcbbg`b«`%F8w4F|&

Анализ риска обрушения глубоких котлованов на станциях метро с использованием нечеткой байесовской сети и нечеткой AHP

Анализ риска обрушения имеет большое значение для обеспечения безопасности строительства котлованов. В этом исследовании предлагается комплексная методология динамического анализа риска обрушения котлована во время строительства на основе нечеткой байесовской сети (FBN) и процесса нечеткой аналитической иерархии (FAHP). Во-первых, на основании результатов статистического анализа случаев обрушения котлованов, экспертного опроса и анализа дерева разломов выявляются потенциальные факторы риска, способствующие обрушению котлована. Затем для получения вероятностных параметров BN применяются FAHP и улучшенный экспертный опрос с учетом индекса достоверности.На этой основе количественное обоснование риска и анализ чувствительности обрушения котлована осуществляются с помощью нечеткого байесовского вывода. Наконец, реальный глубокий котлован на станции метро был использован для иллюстрации конкретного применения этого подхода, и результаты соответствовали полевым наблюдениям и результатам численного моделирования. Предлагаемый подход может обеспечить эффективную поддержку принятия решений проектировщиками и инженерами, что имеет жизненно важное значение для предотвращения и контроля возникновения аварийных ситуаций, связанных с обрушением котлована.

1. Введение

С быстрым развитием урбанизации во всем мире метро стало многообещающим решением для разгрузки наземного транспорта в перегруженных городских районах. Однако строительство метро подвержено большим потенциальным рискам из-за различных событий потенциального риска в условиях неопределенности. Поэтому количество аварий в метрополитене увеличивается, особенно в развивающихся странах, таких как Китай. Например, 15 ноября 2008 г. 21 человек погиб в результате обрушения, вызванного обрушением стены диафрагмы на станции Сянху линии метро Ханчжоу 1 [1].Кроме того, авария, произошедшая на станции «Площадь Хайчжу» линии 2 метро Гуанчжоу, привела к тому, что пять человек оказались в ловушке, а близлежащие здания получили трещины в результате обрушения стены диафрагмы [2]. Как видим, частое возникновение аварий с обрушением котлованов в метростроении привело к серьезным последствиям и привлекло внимание всех сторон, в том числе общественности [3].

В последние десятилетия различные подходы к оценке рисков, разработанные на основе вероятностного анализа рисков (ВАР), широко используются в строительных проектах для предотвращения финансовых потерь и несчастных случаев с персоналом. Например, эти подходы включают моделирование Монте-Карло (MCS) [4, 5], анализ дерева событий (ETA) [6, 7], анализ дерева отказов (FTA) [8, 9] и деревья решений (DT) [10]. ]. Вышеупомянутые методы сыграли жизненно важную роль в улучшении управления рисками и способности контролировать крупные строительные проекты [11, 12]; однако во многих случаях эти методы не способны хорошо справляться с неопределенностями и давать удовлетворительные результаты из-за неполноты или нехватки данных [13].Кроме того, часто бывает трудно, а иногда даже невозможно получить статистические данные для моделирования АФР, и этот подход часто опирается на экспертные знания и опыт. В последние годы методы нечетких рассуждений [14–17] и нечеткие гибридные методы [18–20] были разработаны на основе теории нечетких множеств (FST) [21] для преодоления ограничений методов PRA. Хотя нечеткие рассуждения и нечеткие гибридные методы могут решать инженерные задачи в условиях неопределенности, эти методы имеют ограничения при проведении обратного логического вывода и динамического анализа рисков. Подходы к приблизительным рассуждениям, подобные прямой связи, строго односторонние; то есть, когда модели задан набор входных данных, она может предсказать результат, но не наоборот [22–24]. Это может ограничивать гибкость анализа безопасности и метода оценки, который фокусируется на изучении причинно-следственных связей между факторами риска. Кроме того, вышеупомянутые методы имеют ограничения в эффективном выполнении динамического анализа рисков и не могут обеспечить контроль безопасности в режиме реального времени. Когда связанные параметры, такие как гидрологические и геологические параметры, изменяются, вышеупомянутые подходы не могут точно учитывать обновленные особенности динамического процесса в строительстве проекта.Следовательно, эффективные меры безопасности в режиме реального времени не могут быть реализованы при изменении окружающей среды [25].

Недавно были разработаны байесовские сети (БС) для моделирования сложности человеко-машинных систем [26] и широко используются во многих областях для представления неопределенных знаний и вероятностных рассуждений из-за способности представлять переменные с несколькими состояниями, зависимости между переменные и вероятности обновления [25, 27, 28]. Соуза и Эйнштейн [29] представили основанный на BN подход к анализу рисков для поддержки принятия решений при строительстве тоннелей.Лян и др. [30] использовали БН для проведения оценки риска селевой опасности. Хакзад и др. [31] выполнили количественную оценку риска буровых работ на основе метода галстука-бабочки и метода БН. Чжоу и др. [32] провели количественный анализ рисков в проекте строительства котлована на основе БН и полевых данных.

Хотя BN имеет много преимуществ, у него также есть ограничение использования меры вероятности для оценки неопределенности. Традиционные БС могут проводить количественный анализ рисков при наличии достаточной и доступной точной информации [33], что практически невозможно из-за отсутствия подробных данных и неполных знаний, особенно для строительных проектов [34, 35].Как упоминалось ранее, FST предоставляет мощный инструмент для работы с неопределенностями и неоднозначностями, связанными с инженерными проблемами [36]. Следовательно, сочетание нечеткой логики и теории BN может предоставить альтернативные средства для проведения оценки риска в условиях неопределенности [37]. Нечеткая модель анализа рисков безопасности на основе BN была предложена Zhang et al. для оценки риска повреждения трубопровода, вызванного туннелем. [37]. Ван и Чен [38] представили метод систематической оценки риска для строительства метро с использованием нечеткой комплексной BN.Точно так же Sun и соавт. [39] использовали нечеткую байесовскую сеть с несколькими состояниями (FBN) для проведения анализа риска обрушения туннеля. По сравнению с традиционным BN, FBN кажется более гибким и интерпретируемым [22]. Более того, обычный BN может обрабатывать только точные вероятности, которые в большинстве случаев трудно оценить, особенно для больших и сложных проектов. Поскольку FBN объединяет преимущества как FST, так и BN, она может более эффективно справляться с неопределенностью данных о риске и описывать зависимые и сложные отношения между событиями риска [23, 40, 41].Тем не менее, получение априорных вероятностей и таблиц условной вероятности (CPT) в условиях нехватки или неполноты данных является одной из ключевых проблем, требующих решения.

В вышеупомянутых исследованиях параметры вероятности обычно определяются с помощью экспертного опроса, чтобы преодолеть неполноту или отсутствие данных, а лингвистические выражения и методы интегральных значений обычно применяются для количественной оценки априорных вероятностей. Однако участие человеческого суждения неизбежно приносит субъективность и неопределенность и, таким образом, делает последующий вероятностный анализ ненадежным и ненадежным.Кроме того, выявление большого количества вероятностных параметров BN не только создает большую нагрузку на экспертов, но также создает проблемы с качеством или согласованностью полученного результата [42]. Кроме того, большинство существующих исследований сосредоточено в основном на анализе рисков строительства туннелей, тогда как сообщается о нескольких случаях строительства котлованов. Однако строительство котлована может быть сопряжено с большим потенциальным риском, чем строительство туннеля, из-за более сложного окружения.

В строительной практике различные факторы риска, в том числе внутренние (геологические, гидрологические и др. ) и внешние (строительство, организация и др.), способны привести к обрушению котлована. Таким образом, для проведения анализа риска обрушения котлована в строительстве требуется системный и комплексный метод, что имеет большое значение для обеспечения безопасности строительства. В этом исследовании представлена ​​комплексная методология количественного анализа рисков, призванная компенсировать недостатки существующих моделей.Во-первых, с помощью FTA выявляются потенциальные факторы риска, способствующие обрушению котлована. После этого модель дерева отказов (FT) преобразуется в соответствующую модель BN для проведения количественного анализа риска. Затем в этом исследовании применяется метод FAHP для определения априорных вероятностей и CPT узлов в BN, поскольку он может преодолеть проблемы субъективности и неоднозначности и является эффективным подходом для обработки неопределенности, связанной с экспертными оценками. Кроме того, метод декомпозиции используется для устранения количества сравнений, а также уменьшения вероятности несоответствия. Наконец, показатель эффективности чувствительности применяется для анализа чувствительности для определения критических факторов риска обрушения котлована.

Оставшаяся часть этого документа структурирована следующим образом. В разделе 2 представлена ​​разработанная методика анализа риска обрушения котлована на основе FBN и FAHP. Тематическое исследование реального глубокого котлована на станции Qianhu Avenue описано в Разделе 3. В Разделе 4 обсуждаются вопросы, требующие дальнейшего изучения, а выводы приводятся в Разделе 5.

2. Разработанная методика

Для снижения вероятности возникновения риска обрушения и обеспечения безопасного строительства котлована разработана комплексная методика анализа риска обрушения котлована на основе ФБН и ФААП. Предлагаемый подход включает следующие пять шагов: (1) идентификация рисков и построение FT на основе экспертных знаний и собранной информации; (2) создание модели FBN; (3) выявление априорной вероятности корневых узлов на основе FAHP и улучшенного экспертного выявления; (4) выявление CPT промежуточных узлов и конечных узлов с использованием FAHP, метода декомпозиции и улучшенного экспертного выявления; и (5) обоснование рисков и анализ чувствительности на основе FBN. Общая процедура анализа риска обрушения котлована на основе FBN и FAHP показана на рисунке 1.


2.1. Нечеткая байесовская сеть

В традиционной БС вероятность отказа узлов обычно рассматривается как точное значение, но недостаточность данных часто затрудняет или даже делает невозможным получение четких вероятностей, особенно для строительных проектов [25]. В области строительной техники вероятности возникновения основных событий обычно более неточны и расплывчаты из-за отклонений измеренных значений, ошибок строительных работ, инженерного опыта и других факторов.Поскольку FST стремится справиться с неопределенностями, вызванными неточностью и нечеткостью, разрабатывается модель BN, интегрированная с FST, и эта комбинация называется FBN. Более того, многие исследования показали, что FBN не только может давать аналогичные результаты с той же моделью и аналогичными входными данными, но также является более гибким и интерпретируемым, чем традиционный BN, и является наследованием и развитием традиционного BN [22, 23].

2.2. Идентификация рисков и строительство FT

Идентификация рисков включает в себя проведение анализа механизмов риска аварий и документирование их характеристик.В данной работе мы анализируем механизм риска обрушения котлована от внутренних факторов (гидрогеологические условия) и внешних факторов (проектные, строительные, управленческие факторы и т.д.) и выявляем причинно-следственные связи между факторами риска через ФТА. Кроме того, экспертам в предметной области также предлагается запрашивать факторы риска в соответствии с условиями строительной площадки и собранными материалами (литература, строительные стандарты и технические руководства). Затем можно построить окончательную FT-модель обрушения котлована путем объединения результатов FTA и экспертного опроса.

2.3. Отображение FT в конструкцию байесовской сети

BN обычно сложна и является «узким местом» ее дальнейшего применения в анализе рисков безопасности. Метод построения БС на основе преобразования Фурье считается эффективным подходом к решению указанной проблемы. Следовательно, в настоящем исследовании принято построение БС, основанное на методе отображения ПФ в БС. Отображение из FT в BN основано на графических и числовых функциях, а конкретная процедура отображения показана на рисунке 2 [27].При графическом отображении первичные события, промежуточные события и верхнее событие FT напрямую преобразуются в корневые узлы, промежуточные узлы и конечные узлы в эквивалентной BN соответственно [28]. Перекрывающиеся узлы объединяются в один [40]. При численном отображении вероятности появления первичных событий в ФП назначаются соответствующим корневым узлам БС как априорные вероятности. CPT разрабатываются на основе булевых вентилей FT.


2.4. Априорные вероятности и определение CPT

Как правило, априорные вероятности и CPT BN могут быть получены на основе подхода сокращения [43] или алгоритмов восхождения [44], если собрано достаточно доступных данных. Однако представить в инженерной практике достаточно доступных данных для построения и параметризации модели БН очень сложно из-за редкого возникновения обрушения котлована и ограничений различных алгоритмов обучения. Таким образом, знания и опыт экспертов в предметной области остаются важными источниками для моделирования BN, а установление вероятностных параметров BN по-прежнему зависит от экспертного опроса.Однако привлечение человеческого суждения неизбежно приносит субъективность и неопределенность. Таким образом, в этом исследовании FAHP использовался для обработки неопределенности и неоднозначности критериев и процесса суждения. Кроме того, для обеспечения достоверности данных опроса был использован усовершенствованный метод экспертного опроса, основанный на индексе достоверности, который учитывает как объективность, так и субъективность. Способность эксперта к суждению определяется в соответствии с его/ее назначением, уровнем образования и стажем работы.Уровень способности суждения, представленный ξ , определяется на основе четырех показателей, включая звание эксперта, уровень образования, время работы и возраст, а соответствующий уровень способности к экспертному суждению рассчитывается с использованием метода FAHP. Система экспертной информации представлена ​​на рис. 3. Экспертные профили и уровень суждения, рассчитанные с помощью FAHP, приведены в табл. 1. Чем выше значение ξ , тем надежнее будет экспертное заключение.



No
No Обозначение Уровень образования Время обслуживания (Год) Возрастное время Уровень способности суда ( ξ )

Expert 1 Профессор Доктор 240061 52 0.246
Expertor 2 Доктор доцент Докторантура 16 44 0.202
Эксперт 3 Старший инженер Докторские 18 46 0,221
Эксперт 4 Инженер Мастера 11 38 0,150
Эксперт 5 Старший инженер Masters 14 14 40 0. 181

Кроме того, субъективный уровень надежности, представленный ψ , используются для измерения надежности решений экспертов сам по себе, а также разделен на пять уровней, представленных «0.6, 0,7, 0,8, 0,9 и 1,0». Чем выше значение ψ , тем точнее будет суждение. При привлечении N экспертов индекс доверия k -го эксперта, обозначенный как θ k , может быть рассчитан по (1). Если эксперт не может судить о своем субъективном уровне достоверности или дает субъективный уровень достоверности ψ менее 0,6, данные не принимаются.

Процессы объединения FAHP, метода декомпозиции и улучшенного экспертного опроса для установления априорных вероятностей и CPT BN показаны на следующих этапах.

2.4.1. Генерация корневых узлов «Предварительные вероятности

в таких обстоятельствах, предположим, что есть N состояний ( S

4 1 , S 2 , . .., S N ) узла N , а вероятность N в состоянии S i обозначается как P ( S i 7 ) Вообще говоря, P ( S i ) обычно выявляется экспертами в соответствии с их опытом, и это может быть осуществимо, пока количество состояний узлов невелико.Однако оценка вероятностей всех состояний одновременно затруднена, когда число состояний велико, а структура модели BN сложна [45]. Кроме того, это может неизбежно привести к неопределенности и предвзятости при опросе экспертов. Как упоминалось ранее, нечеткий AHP, метод декомпозиции и улучшенный экспертный опрос используются в этой статье для получения вероятностных параметров BN следующим образом.

Каждый эксперт в отдельности осуществляет парное сравнение по шкале Саати 1–9 [46] и представляет собой матрицу парных сравнений, полученную от k -го эксперта.Кроме того, каждый эксперт также должен указать уровень достоверности своей субъективности по отношению к своим собственным суждениям. Тогда нечеткая положительная обратная матрица может быть получена путем интегрирования M оценок экспертов с использованием (2), где – TFN с , где M – количество экспертов, θ k обозначает индекс достоверности k -го эксперта и может быть получено с помощью (1), и представляет собой степень надежности относительно данных суждения k -го эксперта.

Кроме того, непротиворечивость нечеткой матрицы должна быть проверена перед расчетом веса [47]. Новая матрица оценок должна быть получена снова, если приведенные выше результаты испытаний несовместимы, до тех пор, пока согласованность матрицы не будет подтверждена как приемлемая.

После теста на непротиворечивость нечеткая весовая матрица может быть рассчитана с помощью (3)–(5). Во-первых, среднее геометрическое TFN для i -го состояния узла N может быть получено как

. -е состояние узла N может быть вычислено следующим образом:

Поскольку нечеткий вес, полученный выше, является нечетким числом, «метод α -взвешенной дефаззификации оценки», предложенный Детынецким и Ягером [48], выбран здесь для конвертировать нечеткие результаты в четкие значения. Дефаззификация TFN показана здесь, где обозначает преобразованное точное значение, является набором α уровней F , f ( α ) представляет собой α -взвешенную функцию оценки, и является средним значением α -уровень набора и может быть получен следующим образом: где u α и может быть определен с помощью рисунка 4. В общем случае положим f ( α ) = 1 и α  = 0,5, и тогда мы можем получить значение , как показано в (10).


Наконец, P ( S i ) можно получить путем нормализации как

2.4.2. Учреждение CPT для узла с одним из родителей

, предполагая, что узел N и его единственный родитель м имеют N состояний ( S N 1 , S N 2 , … , S S

NN ) и M ) и M : M

4 M 1 , S M 2 , . .., S мм ), соответственно, соответственно, соответственно, наша цель состоит в том, чтобы получить вероятности каждого состояния узла N , когда родитель M находится в состоянии M j , т.е.е., P ( S

4 Ni | S MJ MJ ) ( I = 1, 2, …, N ; J = 1, 2, …, м ). Мы можем судить, какое из них (состояния S Ni и S ( η  = 1, 2, …, n ) S Mj по запросам специалистов [45].И каждому эксперту достаточно заполнить числа, представленные a ij , указанные в таблице 2. Таким образом, соответствующая матрица сравнения строится, как в таблице.


М в штате S Mj S N 1 S N 2 . .. S Nn

S N1 11 12 1n
S N2 с 21 с 22 с 2 n
S Nn л 1 п 2 пп
λ макс 90 177 ДИ = CR =

Таким образом, р ( S Ni  | S Mj ) =  можно получить из расчета приведенной выше матрицы, а процедура расчета такая же, как и при генерации априорных вероятностей корневых узлов. Поскольку узел M имеет m состояний, необходимо построить m матриц, чтобы получить все ( i  = 1, 2, …, n ; j  =  1, 2, …,  =  1, 2, …, значения, которые являются CPT узла N . Следовательно, мы можем установить CPT для одного родительского узла на основе описанной выше процедуры.

2.4.3. Учреждение CPT для нескольких родительских узлов

Предположим, узел N с N со состояниями N ( S S 2 , …, S N ) имеет K ( K ≥ 2) Родители м

1
, м 2 , …, M

4 K
, а узел M J м j состояний, а именно, ; вероятность каждого состояния N на комбинации состояний его родительских узлов можно обозначить как

Как мы видим, существует большое количество комбинаций состояний его родительских узлов, и экспертам трудно непосредственно оценить вышеуказанные вероятности в таких ситуациях. Следовательно, здесь принят метод декомпозиции, чтобы уменьшить рабочую нагрузку по выявлению за счет упрощения выявления CPT [49, 50]. Например, когда узел A имеет трех родителей B , C и D , его условная вероятность на B , C и D может быть аппроксимирована a4 α4 900 , где коэффициент нормализации, чтобы гарантировать, что .

Таким образом, (12) можно вычислить следующим образом: где α — нормировочная константа, гарантирующая, что для вычисления CPT для однородного узла.Кроме того, оценка по отдельности будет намного проще, чем непосредственная оценка.

2.5. Анализ рисков на основе FBN
2.5.1. Анализ обоснования рисков

После получения априорных вероятностей и CPT для FBN в сочетании с установленной моделью FBN можно реализовать опережающее обоснование для прогнозирования риска обрушения котлована до строительства и во время строительства с помощью (16). Этот подход может предсказать потенциальный риск главного события T и обеспечить поддержку принятия решений по строительству котлована. Где T = { T , T , T T 2 , …, T P } — это диапазон состояний для листового узла T , является диапазон состояний для корневого узла X i и диапазон состояний для промежуточного узла Y i . p ( t = t | x

4 1
= x 1 , …, x

4 n
= x

4 N , y 1 = Y 1 , …, y m

7 = y = м m ) представляет собой CPT T , а P ( x = x 1

4 J , , x x

4 2 = x J x N x

4 J

7, y 1 = y 1 , …, Y m  =  y m ) обозначает JPD корня

2.
5.2. Анализ чувствительности

В инженерной практике лица, принимающие решения, обычно уделяют больше внимания тому, какие факторы играют важную роль в обрушении котлована. Кроме того, критические контрольные точки обычно определяются на основе экспертных знаний и практического опыта. Анализ чувствительности представляет собой альтернативный метод, который наблюдает за соответствующими изменениями в распределении вероятностей основного события путем изменения распределения вероятностей каждого фактора. Критерий эффективности чувствительности (SPM), предложенный Zhang et al.[37] применяется для анализа чувствительности в данной статье и может быть рассчитано по (17). Чем выше SPM ( x i ) root Node x

4 I IS, тем больше вклад 7 x I предназначен для чувствительности риска Top Event T .где t и x i относятся к состоянию верхнего события T и фактору риска X i соответственно.

3. Практический пример
3.1. Исходная информация

Строительство котлована на станции Qianhu Avenue линии 2 метро Nanchang выбрано в качестве примера для иллюстрации конкретного применения предлагаемого подхода. Станция Qianhu Avenue расположена на пересечении улиц Qianhu Avenue и Fenghe South Avenue, нового района Хонгутань, города Наньчан, провинция Цзянси, Китай. Длина станции метро составляет 223 м, начиная с YCK27 + 254,700 м до YCK27 + 477,700 м. Ширина основного строения стандартной секции и торцевого колодца станции метро 20.2 м и 24,2 м соответственно. На восточной стороне станции находится временная строительная площадка и свободная земля для озеленения, а на западной стороне станции находится Наньчанский университет Хангконг (показан на рис. 5). Кроме того, есть четыре канализационных трубопровода диаметром 800 мм по обеим сторонам дороги, всего в 20 м до края котлована. Согласно отчету об исследовании, основные слои участка состоят из разнородной насыпи (1-2), пылеватой глины (2-1), песка средней крупности (2-4-5), круглого гравия (2-7) и глинистый алевролит средней степени выветривания (5-1-2), как показано на рис. 6.Подземные воды на станции представлены взгроможденными поровыми водами и трещинными водами коренных пород, напорных вод нет.



На рисунке 7 показана рабочая площадка строительства станции Qianhu Avenue. Глубина котлована составляет 16 м, при строительстве станции использовался открытый способ, как показано на рис. 7(а). Подпорная конструкция котлована состоит из стен диафрагмы и трех рядов внутренних опор (рис. 7(б)). Три ряда опор используются для сдерживания прогиба стенки диафрагмы.Первый ряд опор представлял собой бетонные опоры (800 мм × 1000 мм), а второй и третий ряды опор представляли собой стальные опоры (Φ609 мм). Кроме того, при рытье котлована применяется принцип земляных работ «слоистость, блокировка, симметрия и баланс», как показано на рис. 6.


3.2. Идентификация рисков и построение дерева отказов

Данные об авариях на строительстве метрополитена с 2004 по 2017 год в Китае были собраны через сеть, отчеты о расследовании происшествий и обзор литературы [51] и проанализированы статистическими методами. Установлено, что обрушение котлована является основным видом аварий, на его долю приходится 44% от общего числа аварий. Более того, обрушение котлована считается большим потенциальным риском для безопасности персонала и окружающих объектов. Таким образом, риск обрушения котлована выбран в качестве основного события ( T ) в FT для настоящего исследования.

В связи со сложностью и неопределенностью процесса строительства котлована, на обрушение котлована может влиять большое количество факторов риска, которые взаимодействуют друг с другом.Поэтому анализируется база данных 48 случаев глубокого обрушения котлованов станций метро, ​​чтобы помочь в идентификации рисков. Кроме того, результаты экспертного опроса и метод FT также используются для определения факторов риска и выявления причинно-следственных связей факторов риска. Наконец, на основе приведенного выше анализа построена FT-диаграмма обрушения котлована станции Qianhu Avenue. Три типа влиятельных факторов, влияющих на T , выявляются и детально анализируются следующим образом: (1) Гидрогеологические условия ( y 1 ): геологические условия ( y 4 ) и гидрологические условия ( y 5 ) окружены внутренним риском; Таким образом, выбираются пять основных влияющих факторов, а именно: мощность мягкого слоя или проницаемого песчаного слоя ( x 1 ), точность/степень изучения участка ( x 2 ), уровень грунтовых вод ( x ). 3 ), количество осадков ( x 4 ) и своевременность дренажа ( x 5 ) на основе анализа случая обрушения котлована, как показано в Таблице 3.(2) Конструктивные факторы ( y 2 ): Стены диафрагмы широко используются в котлованах метро из-за их преимуществ экономии времени и места и безопасности, и их можно использовать в качестве водонепроницаемых завес во время строительства и капитальных стен подвала. после строительства. И внутренние опоры являются неотъемлемой частью стен диафрагмы, поскольку котлованы стали глубокими и большими, потому что они могут эффективно сдерживать прогиб стены диафрагмы. Таким образом, рациональность конструкции стены диафрагмы и опоры ( y 6 и y 7 ) оказывает большое влияние на устойчивость и безопасность приямка.Толщина стенки диафрагмы ( x 6 ), коэффициент заделки стенки диафрагмы ( H O / H ) ( x 7 ), количество опор ( 77 9044 8 9000) и форма опоры ( x 9 ) выбираются на основе анализа случаев, как показано в таблице 3. (3) Факторы строительства и управления ( y 3 ): качество строительства и уровень управления играют решающую роль роль в устойчивости карьера, а неправильная организация строительства и управление могут привести к потенциальным рискам при строительстве карьера.Далее их можно разделить на три типа: надежность земляных работ ( y 8 ), надежность поддержки ( y 9 ) и полевой мониторинг и управление ( y 10 ). Затем восемь первичных факторов риска ( x 10 , x 11 , …, x 17 ), связанных со строительством и управлением, выбираются в соответствии с анализом случаев, как показано в таблице 3.

9005 6 low 0-60

узлов Описания Описание Уровень риска / состояния
L (минимум) M (средний) H (высокий)

Foundation Pit Collapse Risk небольшой <22 мм Умеренный 22-30 мм Серьезные> 30 мм
Гидрогеологические факторы Хорошо 80-100 Умеренный 60 –80 Плохое 0–60
Расчетные факторы Хорошее 80–100 Среднее 60–80 Плохое 0–60 Факторы строительства и управления Хорошо 0-100 Умеренный 60-80 Бедный 0-60
Геологическое состояние Хорошо 80-100 Умеренный 60-80 Бедные 0-80 60
Гидрологическое состояние Хорошо 80-100 Умеренный 60-100 Бедный 0-60 Бедный 0-60
Рациональность Дизайн стены диафрагмы Разумно 80-100 General 60-80 необоснованных 0-60
Ralationality Design Rouse 80-100 General 60-80 Unruanceable 0-60
Надежность раскопок высокий 80-100 Средняя 60–80 Низкая 0–60
Надежность опоры Высокая 80–100 Средняя 60–80
Полевые мониторинг и управление Хорошо 80-100 Умеренный 60-1009 Бедный 0-60
Толщина мягкого пласта или проницаемого пескоструйного слоя 1 м 1-2 м > 2 м > 2 m
Точность / степень расследования сайта Очень подробные 80-100 General 60-80 Грубый 0-60
Уровень подземных вод > 16 м 10-16 м <10 м <10 м
Rainfast <20 мм / D 20-50 мм / д > 50 мм / D
Дренаж Своевременность Время 80061 Время 80-100 General 60-80 Задержка 0-60 Толщина стенки диафрагмы > 1000 мм 800-1000 мм <800 мм
Коэффициент вставки в стенку мембраны ( H O / H ) >0. 4 0.2061 0.2061 <0.2
Количество поддержки > 5 3-5 <3
Форма поддержки Бетон Con + Ste STEEL
<1,0 м 1.0-2,0 м > 2.0 м
Скорость раскопок <2500 м 3 / D 2500-3000 м 3 / d > 3000 м 3 / D
Своевременность поддержки ERECTION <8 H 8-24 ч > 24 ч
Спецификация эрекции поддержки <15 мм 15-30 мм > 30 мм > 30 мм
стальной оси осевой силы <640 кН 640-1000 кН > 1000 кН
Перегрузка (кратное расчетному допустимому значению) <1. 2 1.2-1.5 > 1.5 > 1.5
80-100 60-100 60-80 0-60
Мониторинг (частота (Times / 24 H)) 2 1 0

Примечание. (1) Оценка листового узла T измеряется прогибом стенки диафрагмы, оценка промежуточных узлов измеряется с использованием 100-балльной системы, оценка корневых узлов измеряется практическими значениями в реальных проектах, а оценка корневых узлов также измеряется по 100-балльной системе.(2) H O : глубина установки стенки диафрагмы; H : глубина котлована котлована.
3.3. Моделирование байесовской сети

Модель BN (показана на рис. 8) для анализа риска обрушения при строительстве карьера метрополитена может быть создана в свете процесса преобразования, описанного в разделе 3. 2. Каждый узел BN и соответствующие описания показаны в таблице 3. Все узлы рассматриваются как переменные с несколькими состояниями, чтобы сделать результаты более точными.Таким образом, соответствующее состояние риска каждого узла делится на три уровня, определяемые « L (низкий), M (средний) и H (высокий)», как показано в таблице 3.


3.4. Предыдущие вероятности и учреждение CPT

Во-первых, необходимо собрать подробную информацию о геологической разведке, проектировании, строительстве и полевых исследованиях проекта. Затем экспертам предметной области предлагается высказать свое мнение о каждом узле FBN.Клемен и Винклер [52] указали, что от 3 до 5 экспертов достаточно, чтобы получить большую часть знаний. Таким образом, мы пригласили пять экспертов в предметной области, чтобы выявить априорные вероятности и CPT FBN на основе собранной информации и их собственного опыта.

В качестве примера взят корневой узел X 4 (осадки). Вероятности X 4 в каждом состоянии могут быть получены от экспертов с помощью процедуры, представленной в разделе 2.4.1. Каждый эксперт в отдельности дает матрицу парных сравнений с учетом таблицы 2 и уровня достоверности субъективности ψ k ко всем состояниям корневого узла X 4 , а также нечеткую положительную обратную матрицу, представленную в таблице 4 можно получить, интегрируя суждения пяти экспертов.Затем мы можем получить априорные вероятности узла X 4 , вычислив главный собственный вектор нечеткой матрицы (отображенной в таблице 4), и эти вероятности показаны следующим образом: x x

4 4

4 H H
L (1000, 1.000, 1.0000) (0.2500, 0. 3151, 0.3333) A (0.5000, 0.5000, 0,5000) A = 0.2631 M (3.000, 3.1736, 4.0000) B (1.0000, 1.0000, 1.0000) (2.000, 2.6723, 3.0000) A = 0.5851 H (2.000, 2.000, 2.0000) б (0.3333, 0,3742, 0,5000) б (1.0000, 1.0000, 1.0000) = 0,1518 ДИ = 0,0163 девяносто одна тысяча тридцать-два CR = 0,0281 <0,1 λ макс = 3,0326

a Заключения экспертов после интеграции. b Взаимная матрица суждений экспертов после интегрирования.

Также можно определить априорные вероятности оставшихся узлов, и их априорные вероятности перечислены в таблице 5.

+

Корневой узел L М Н

Х 1 0,2777 0,5814 0.1408
x

4 2
0.6393 0.2479 0,2479 0.1128
x 4 3
0.2067 0,6794 0,1139
Х 4 0,2631 0,5851 0,1518
Х 5 0,6308 0,2912 0,0780
X 6 0.2844 0.5964 0.1192
x

4 7
0.2948 0,29442 0.6242 0.0810
Х 8 0,2403 0,6459 0,1138
Х 9 0,6183 0,3041 0,0776
Х 10 0,5311 0,3066 0,1624
Х 11 0,6627 0,2239 0,1135
Х 12 0. 6412 0,2466 0,1122
Х 13 0,2864 0,5954 0,1182
Х 14 0,6552 0,2328 0,1120
X 15 0.6723 0.2225 0.1052
x

4 16
0.5828 0.2928 0.1143
1 x 0.3455 0.5010 0,5010 0.1536

После окончания предварительных вероятностей каждого корневого узла CPT Elicatition для промежуточных узлов и листьев узел может быть выполнен с использованием FAHP и метода декомпозиции, упомянутого в разделе 3.3.3. В качестве примера взят расчет CPT узла T . Листовой узел T имеет три родительских узла, как показано в модели FBN, а именно y 1 , y 2 и y 3 . Во-первых, мы должны получить P ( T | y 1 ), P ( T | y

4 2 ), и p ( T | y 3 ), соответственно, по методу, описанному в разделе 2.4.3. Пример расчета вероятностей узла T , когда узел y 1 находится в состоянии L , представлен в таблице 6. Аналогично, вероятность каждого состояния T , когда его родительский узел y 1 находится в состояниях M и H , также можно получить (показано в таблице 7).Кроме того, вероятности каждого состояния узла T также могут быть получены при заданных состояниях узлов y 2 и y 3 , а результаты приведены в таблицах 8 и 9 соответственно.

+ M

у 1 = л л М Н

л (1. 000, 1.000, 1.0000) (0.3333, 0,4049, 0.5000) A (0.1667, 0.1810, 0.200) A = 0.6714
(2.000, 2.4698, 3.000) B (1.000, 1.000, 1.0000) (0.250, 0.2780, 0.3333) A = 0.2230
H (5.000, 5.5255, 6.0000) б (3.000, 3.5970, 4.0000) B (1.000, 1.000, 1.0000) = 0.1056
CI = 0,0176 CR = 0,0303 <0.1 λ

4 MAX = 3.0352

a Заключения экспертов после интеграции. b Взаимная матрица суждений экспертов после интегрирования.


Т у 1 = л у 1 = М у 1  =  В

Д 0. 7053 +0,3102 0,0640
М 0,2371 0,4954 0,2205
Н 0,0576 0,1944 0,7155

+

Т у 2 = л у 2 = М у 2 = Н

Л 0.6828 0,2535 0,0763
М 0,2490 0,5062 0,1915
Н 0,0682 0,2403 0,7322


Т у 3 = л у 3 = М у 3 = Н

Л 0. 7018 +0,2079 0,0809
М 0,2395 0,5262 0,1345
Н 0,0587 0,2659 0,7846

Затем условные вероятности листового узла T можно оценить с помощью метода декомпозиции следующим образом. Например, когда состояния узлов Y 1 , y 2 , и y 3 — это все ч , у нас будет следующие уравнения с α = 1/ K :где

Следующие результаты могут быть получены на основе данных о частных вероятностях в таблицах 7–9 вместе с приведенными выше уравнениями:

Таким же образом мы можем также получить условные вероятности T для других состояний комбинация его родительских узлов ( y 1 , y 2 и y 3 ).Кроме того, CPT каждого промежуточного узла BN могут быть сгенерированы аналогичным образом. Вследствие ограниченного пространства, только нечеткий CPT T , как показано в таблице 10.

Н М Н л

Y Y

4 1
Y

4 2
Y Y

4 3
P ( T = L | y

4 1 , y

4 2 , y

4 3 )
p ( т = м | м | y 1 , y

4 2 , y

4 3 )
p ( T = h | y 1 , y 2 , Y
3
)

L L L 0.9745 +0,0251 0,0004
л л М 0,8930 0,1058 0,0012
л л Н 0. 7541 0.7541 0.2109 0.0350
L м L 0.8376 0.1588 0.0036
L M M 0,5299 0,4626 0,075
Н 0,0073 0,1275 0,8652
Н 0.0656 +0,2430 0,6913
Н Н М 0,0189 0,3221 0,6590
Н Н Н 0,0080 0,0313 0,9679

9000 Анализ рисков на основе FBN
3.
5.1. Прогнозирование риска на основе прогнозных рассуждений

После того, как априорные вероятности и CPT назначены в установленную модель FBN, мы можем предсказать риск обрушения котлована с помощью прогнозных рассуждений до строительства котлована.Это может помочь лицам, принимающим решения, получить представление о потенциальных рисках, связанных с котлованом, что очень важно для принятия решений на этапе подготовки к строительству. Используя (16), вероятности возникновения обрушения котлована с различными уровнями риска в априорной вероятностной среде (сценарий 1, показанный в таблице 11) рассчитываются следующим образом: L L M H H Уровень риска Уровень риска


Сценарии 1 № 0.47 0,45 0,08 л Сценарии 2 Р ( Х 10 , Х 11 , Х 12 , Х 15 = m ) = 1 0. 34 0.52 0,14 м

Очевидно, приведенные выше вычисленные результаты вычислений означают, что состояние риска коллапса ямы фонда принадлежит До уровня л (низкий) с P ( T = P )> P ( T = м )> P ( T = H ).Тем не менее, потенциальный риск обрушения котлована показывает значительную тенденцию движения к уровню M (средний). Таким образом, проектировщики и инженеры должны постоянно оптимизировать планы проектирования и строительства до тех пор, пока вероятность риска обрушения уровня M не станет относительно малой, чтобы обеспечить безопасность строительства котлована.

Кроме того, фактическая информация о состоянии корневых узлов будет раскрываться постепенно по мере развития процесса строительства. Таким образом, мы можем проводить динамический анализ риска обрушения котлована по новым данным (текущее фактическое состояние корневого узла), введенным в FBN, что также является уникальным достоинством FBN по сравнению с другими методами статического анализа (FTA, ETA и т. д.). .). Когда котлован был вырыт между YDK27 + 306,221 м и YDK27 + 322,989 м (текущая оценочная единица, показанная на рисунке 6), в текущей оценочной единице было несколько нарушений в соответствии с планом строительства и осмотром на месте. Например, с учетом состояния разрыва земляных работ скорость земляных работ относительно высока, возведение крепи отстает, по периферии котлована проезжают землеройные машины. В частности, второй ряд стальной опоры должен быть установлен, когда грунт выкопан до уровня 11.5  м с учетом проектных требований. Фактически второй ряд стальной опоры возводится до тех пор, пока грунт не будет вынут до уровня 13 м, как показано на рисунке 6 (перерывная часть земляных работ). Кроме того, вокруг котлована возникают перегрузки, так как землеройная техника проходит по периферии котлована. Поэтому новый статус узлов корневых узлов x , x ,

11
, x , 12 12 , и x 15 x , x , x , x , x , x , x , x 15 = m ) = 1 (Сценарий 2 отображается в таблице 11). Затем мы можем рассчитать вероятность возникновения обрушения котлована с различными уровнями риска при текущем состоянии строительства с помощью предварительных рассуждений. Используя (16), эти вероятности рассчитываются следующим образом:

Из приведенных выше результатов расчета видно, что уровень риска обрушения котлована соответствует M (средний) as P ( T  =  M ) >  P ( T  =  L )> P ( T  =  H ).Кроме того, следует отметить, что вероятность возникновения уровня риска H увеличивается с 0,08 до 0,14, что означает увеличение потенциального риска серьезного обрушения. Следовательно, должны быть приняты необходимые меры для снижения вероятности возникновения риска обрушения котлована. В частности, земляные работы должны быть немедленно остановлены; тем временем стальная опора должна быть установлена ​​вовремя. Кроме того, надзиратели должны строго контролировать скорость выемки грунта и уделять гораздо больше внимания состоянию перегрузки вокруг котлована, ограничивая его до разумного диапазона.

3.5.2. Сравнение с фактическим состоянием месторождения и численными результатами

Для проверки надежности предлагаемого подхода анализируются данные полевого мониторинга и результаты численного моделирования при текущем состоянии строительства (сценарий 2, представленный в таблице 11). Во-первых, взаимосвязь между уровнями риска обрушения и прогибом стены диафрагмы устанавливается, как показано в таблице 12, в свете соответствующих норм проектирования, стандартов контроля и фактической ситуации со строительством (метро Наньчан в Китае).Затем анализируются данные мониторинга прогиба траншейной стены при текущем блоке оценки для оценки фактического состояния риска котлована в соответствии с соотношением между уровнями риска обрушения и прогибом траншейной стены, показанным в таблице 12. Фактически, максимальный прогиб траншейной стены в секция контроля смещения YDK27 + 314.605 составила 28,7 мм при текущей расчетной единице, что указывает на то, что уровень риска обрушения котлована соответствует уровню M . Очевидно, что результат, полученный при предложенном подходе, согласовывался с реальным состоянием котлована в строительстве. Кроме того, на месте было выпущено раннее предупреждение, поскольку скорость смещения превышала предупреждающее значение (> 3  мм / сутки) в течение двух дней подряд при текущем состоянии строительства.

9
90 054

Уровень риска л (мм) М (мм) Н (мм)

Мембранные стенки отклонения <22 22-30 > 30 > 30





Сечение конструкции под текущим оценочным блоком было создано с помощью программы FLAC3D [53] и показано на рисунке 9. Поскольку модель Мора-Кулона может прогнозировать деформацию подпорной конструкции и осадку поверхности грунта котлована с достаточной точностью [54, 55], критерий текучести Мора-Кулона был принят для пород и грунтового материала. Стенка диафрагмы и внутренние опоры принадлежат конструктивному элементу и описываются конститутивной моделью упругости. Горизонтальное ограничение применяется к левой и правой границам модели, передняя и задняя границы фиксируются в направлении Y , а полное граничное ограничение применяется к нижней границе.Кроме того, между стенкой диафрагмы и слоем грунта расположен элемент интерфейса для имитации взаимодействия грунта и конструкции, такого как скольжение и раскрытие. Физико-механические параметры материала и конструкции, использованные в численной модели, приведены в таблицах 13 и 14 соответственно.




Материал Толщина слоя (M) Модуль деформации (MPA) Соотношение Poasson Единица (KN / M 3 ) Сила сплоченности ( кПа) Угол трения (°)

Разное заполнение 4. 4 4 0,30 18,4 4 18,4
пылеватый глина 3,0 10 0,30 19,1 16 5
средне-крупнозернистый песок 8.9 15 0,26 19,6 1 22
Круглый гравий 2,2 20 0,24 20,9 1 28
среднего выветривание глинистых алевролитов 1000 0.18 24 800 32


Структура Удельный вес (кН / м 3 ) Коэффициент Пуассона эластичный модуль (MPA) Раздел Раздел (мм)
24 0. 18 3,0 × 10 4 Толщина 800 мм
Бетонная поддержка 24 0.18 3,0 × 10 4 800 мм × 1000 мм
Стальные опоры 78 0,28 2,06 × 10 5 Φ609 мм

Во-первых, числовая модель была откалибрована путем повторного испытания на основе существующих данных мониторинга. Исходя из этого, по приведенной выше численной модели были рассчитаны горизонтальные перемещения стенки диафрагмы по глубине с учетом условий переразрыва земляных работ и перегрузок вокруг котлована.Глубина прорыва 1,5 м, положение перегрузки на расстоянии 5 м от верха котлована, величина перегрузки 30 кПа. Кривые мониторинга и моделирования прогиба стены диафрагмы показаны на рисунке 10. Видно, что максимальный прогиб стены диафрагмы, рассчитанный с помощью FLAC3D, составляет 22,5 мм, а также указано, что уровень риска обрушения котлована составил M согласно Таблице 12. Очевидно, что результат, полученный с помощью предложенного подхода, также соответствовал численному результату.Кроме того, расчетное значение максимального прогиба стены диафрагмы меньше контрольного значения из-за того, что в численном расчете учитывались только условия разрыва земляных работ и перегрузки. Иными словами, при численном расчете не учитывалось влияние скорости земляных работ, своевременности возведения крепи и других факторов неопределенности (пространственно-временной эффект, изменение погоды и т.п.). Короче говоря, точность и рациональность предложенного подхода были проверены путем сравнения с фактическим состоянием месторождения и числовыми результатами.

3.5.3. Выявление критических факторов риска и контрмеры

В строительной практике лица, принимающие решения, обычно уделяют больше внимания тому, какие факторы играют жизненно важную роль в обрушении котлована. Однако в процессе фактического строительства критические контрольные точки обычно определяются на основе экспертных знаний и практического опыта. Благодаря анализу чувствительности BN может автоматически определять критические факторы риска, и этот метод является эффективным и действенным для контроля риска целевых событий.Значения SPM всех корневых узлов ( X i ; i  = 1, 2, …, 17) в Сценарии 1 вычисляются по (17), как показано на рисунке 11. Когда T = H , мы сортируем факторы риска в соответствии с значением SPM AS x

4 11 4 = x 7 7 6 6 > x 9 = x = x = x = x x x 5 x

4 1 = x

4 4 4 x 8 = x x
2
2
x x x 4 2 4 2 Очевидно, что X 11 (скорость земляных работ), X 12 (своевременность возведения крепи) и X 16 (нормализация конструкции) были тремя главными предполагаемыми факторами, когда произошло серьезное обрушение. Поэтому при строительстве котлована необходимо отдавать приоритет факторам X 11 , X 12 , X 16 . Кроме того, мы можем содействовать диагнору неисправностей по диагнону диагностики по следу следуции, 9 9 9 9 7 x 6 X 9  ⟶ X 10  ⟶  X 14  ⟶  X 15  ⟶  X 15Кроме того, лица, принимающие решения, могут заранее принять соответствующие меры контроля безопасности на основе приведенных выше результатов анализа чувствительности. Например, следует придавать большое значение ограничению скорости земляных работ во время земляных работ, своевременному возведению внутренней опоры и одновременному усилению управления строительством на месте.


4. Обсуждение

Проведение точной и количественной оценки риска обрушения котлована затруднено или даже невозможно из-за сложности и неопределенности процесса строительства котлована. Поэтому обычные методы (FTA, ETA, BN ​​и т. д.) обычно не могут дать нам надежные и заслуживающие доверия результаты в этом случае. Предложенный метод анализа рисков превосходит традиционные методы, главным образом, в следующих аспектах: во-первых, проблемы неопределенности и субъективности хорошо решаются за счет использования FAHP и улучшенного экспертного опроса с учетом индекса достоверности; тем временем в этом исследовании используется метод декомпозиции, чтобы уменьшить рабочую нагрузку по выявлению и возможность несоответствия за счет упрощения выявления CPT; во-вторых, поскольку вероятность возникновения риска обрушения котлована может быть рассчитана количественно с использованием как априорной вероятности, так и фактического состояния неисправности, выявленного во время строительства корневых узлов, предлагаемый метод может обеспечить дедуктивное обоснование в реальном времени, динамический контроль рисков и управление во время строительства; и, наконец, критические факторы риска могут быть идентифицированы автоматически с помощью анализа чувствительности, чтобы помочь лицам, принимающим решения, точно оценить ключевые контрольные точки.

Предложенная модель применялась до и во время строительства котлована станции Qianhu Avenue, а схемы проектирования и строительства постоянно оптимизировались для максимального снижения риска обрушения при строительстве котлована. Результаты согласовывались с полевыми наблюдениями и результатами численного моделирования, указывая на то, что модель, предложенная в этой статье, имеет определенную осуществимость и надежность. Строительство станции Qianhu Avenue прошло гладко, и во время раскопок котлована не произошло никаких обрушений.Кроме того, результаты анализа чувствительности показали, что X 11 (скорость земляных работ), X 12 (своевременность возведения крепи) и X 16 (нормализация конструкции) входят в тройку рисков. Факторы, повлиявшие на обрушение котлована станции Qianhu Avenue.

Тем не менее, подход, предложенный в настоящем исследовании, все еще имеет некоторые ограничения. Например, этот подход в значительной степени зависит от экспертов в предметной области при установлении априорных вероятностей и CPT для FBN. Хотя субъективная предвзятость и неопределенность в некоторой степени снижаются за счет использования FAHP и улучшенной экспертной информации, некоторая субъективная предвзятость все еще остается. Кроме того, факторы риска, рассматриваемые в данном исследовании, определены на основании результатов статистического анализа случаев обрушения котлованов, экспертного опроса и анализа дерева разломов. Таким образом, некоторые другие факторы риска могут быть не учтены из-за дефицита котлованов. Будущая работа будет сосредоточена на разработке модели BN на основе данных путем сбора большого количества случаев котлована вместе с данными полевого мониторинга, чтобы еще больше снизить субъективность и повысить надежность предлагаемой модели.

5. Выводы

Строительство котлована сопряжено с большими потенциальными рисками в связи с различными рисковыми событиями в сложной неопределенной среде. Поскольку обрушение котлована при строительстве метро может привести к тяжелым человеческим жертвам и финансовым потерям, это привлекло внимание всех сторон. Однако неопределенные условия строительства и нехватка данных затрудняют точное прогнозирование потенциального риска обрушения при строительстве котлована. В данном исследовании предлагается систематическая модель динамического анализа риска обрушения котлована при строительстве на основе FBN и FAHP.С точки зрения априорных вероятностей и установления CPT были приняты FAHP и метод декомпозиции, чтобы уменьшить субъективность и неопределенность. Кроме того, для обеспечения достоверности данных обследования использовалось улучшенное экспертное извлечение с учетом индекса достоверности. Тематическое исследование, касающееся фактического глубокого котлована на станции метро, ​​было использовано для иллюстрации конкретного применения этой модели, и результат соответствовал полевым наблюдениям и результатам численного моделирования.

С помощью анализа рисков на основе FBN был количественно спрогнозирован потенциальный риск обрушения котлована, чтобы помочь лицам, принимающим решения, заранее принять необходимые меры безопасности; кроме того, критические факторы риска определялись автоматически, что способствовало точной и эффективной оценке ключевых контрольных точек. Предлагаемый подход может обеспечить эффективную поддержку принятия решений проектировщиками и инженерами и гарантировать безопасность строительства котлована на месте. Между тем, результаты данного исследования могут быть использованы в полевом случае с аналогичной подпорной конструкцией котлована.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликты интересов

Авторы хотят подтвердить, что в связи с этой публикацией не известно о конфликтах интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (2017YFC1501304) и Китайским национальным фондом естественных наук (51579235 и 41672314).

Требования по предотвращению обрушения траншеи во время шпунтовых работ.

17 октября 2000 г.

Г-н Чарльз Уоллинг
Hawkins Construction Company
P.O. Box 9008, Station C
Omaha, NE 68109

RE: 1926. 603(c)(3), 1926.650, 1926.651(g), 1926.651(j)(1), (j)(2), 1926.652, 1926.652(b)(1)(i) и (b)(1)(ii), угол естественного откоса, максимально допустимый уклон, минимальная высота шпунтовой сваи над уровнем земли, уступ

Уважаемый г-н Уоллинг:

Это является ответом на ваше письмо от 27 марта 2000 г., адресованное Управлению по охране труда. Вы запросили разъяснение 29 CFR 1926.603(c)(3) относительно земляных работ, связанных с использованием оборудования для забивки свай. Мы перефразировали ваши вопросы ниже:

Вопрос (1): В подразделе O (автомобили, механизированное оборудование и морские операции), §1926.603(c)(3) гласит: «При забивке свай в вырытый котлован стены котлована должны иметь уклон под углом естественного откоса или быть шпунтовыми и подкрепленными». Какой угол является «углом естественного откоса»? Должен ли я при использовании сваебойного оборудования в вырытом котловане соблюдать углы наклона, указанные в подразделе P для различных классификаций грунта?

Ответ: Требуемый угол естественного откоса для наклона — это углы, указанные в 29 CFR 1926, подраздел P. Хотя подраздел O не определяет «угол естественного откоса», этот термин обычно относится к углу между горизонталью и максимальным уклоном. который тип почвы принимает в результате естественных процессов (см. том 54 Федерального реестра на странице 45 896, 31 октября 1989 г.).В подразделе P OSHA рассмотрело опасность обрушения из-за того, что стены котлована превышают угол естественного откоса. Поскольку угол естественного откоса устойчивой породы и различных типов грунта различен, мы указали различные углы наклона для устойчивой породы и типов грунта A, B и C в Приложении B подраздела P, Таблица B-1.

До 1989 г. в подразделе P, как и в подразделе O, использовался термин «угол естественного откоса». Для ясности, в нашей редакции 1989 года к подразделу P, когда мы заменили этот термин таблицей B-1, мы также должны были заменить его в подразделе O ссылкой на таблицу B-1.Тем не менее, поскольку в подразделе P рассматривается опасность обрушения котлована, требования подраздела P должны (как минимум) соблюдаться всякий раз, когда работодатели используют уклон для предотвращения обрушения стены котлована.

В подразделе O рассматриваются дополнительные опасности обрушения стен, связанные с использованием оборудования для забивания свай в вырытом котловане. В соответствии с подразделом O при использовании такого оборудования возможности работодателя для защиты сотрудников от обрушения стены более ограничены, чем в подразделе P. Согласно подразделу P, помимо вариантов наклона и уступа, работодатели могут выбирать между различными средствами крепления (см. § 1926 год.652). Однако при использовании оборудования для забивки свай в вырытом котловане Подчасть O ограничивает возможности работодателя закладкой наклонных или шпунтовых свай и укреплением стен.

Подчасть P содержит четыре варианта требований к уклону, частично зависящих от трех классификаций грунта (тип A, B или C), указанных в Приложении A к подразделу P. Классификация определяется прочностью грунта и относительной связностью. Определение типа почвы должно производиться компетентным лицом (определено в §1926.650 как лицо, способное определить существующие и предсказуемые опасности в окружающей среде или условиях труда, которые являются антисанитарными, опасными или опасными для работников, и имеющее полномочия принимать незамедлительные корректирующие меры для их устранения).

Первый вариант, §1926.652(b)(1), который можно использовать во всех раскопках, требует использования угла не более 1½ (по горизонтали) до 1 (по вертикали), что составляет 34 градуса от горизонтали. Это наиболее консервативный угол для допустимого уклона и может использоваться на всех типах грунта, включая тип С.

Второй вариант, §1926.652(b)(2), предоставляет альтернативу использованию Приложений A и B для земляных работ на глубине 20 футов или менее. Они обеспечивают углы наклона в зависимости от конкретной классификации почвы. Если компетентное лицо определяет, что почва участка классифицируется как скальная или иная, чем почва типа C (тип A или B), для максимально допустимого уклона может быть выбран угол более 34 градусов на основании §1926.652.

Третий вариант, §1926.652(b)(3), позволяет выбрать допустимый угол наклона из табличных данных, таких как таблицы и диаграммы, утвержденные зарегистрированным профессиональным инженером.Табличные данные должны быть представлены в письменной форме и включать все нижеследующее: (a) идентификацию параметров, влияющих на выбор; (b) определение пределов использования данных; и (c) пояснительная информация, которая может быть необходима, чтобы помочь пользователю сделать правильный выбор.

Четвертый вариант, §1926.652(b)(4), разрешает допустимую систему наклона и уступа, которая должна быть «разработана зарегистрированным профессиональным инженером».

Вопрос (2): Существует ли минимальная длина шпунтовой сваи над выкопанным котлом?

Ответ: Ни в подразделе O, ни в подразделе P не требуется, чтобы минимальная длина или высота шпунтовых свай превышала уровень поверхности котлована.Шпунтовая свая — это тип щита или системы поддержки. Общий стандарт, регулирующий проектирование, изготовление, установку и демонтаж экранирующей системы, содержится в подразделе P, §§1926.652(c), (d), (e) и (g).

Существует ситуация (в каждой из трех классификаций грунта), когда в подразделе P требуется, чтобы экран выступал на минимальную длину над вершиной вертикальной стороны котлована. Для котлованов менее 20 футов, которые имеют вертикальные нижние части, как показано на рисунках B-1 Приложения B.1, B-1.2 и B-1.3, экран или опора должны выступать на высоту не менее 18 дюймов над верхней частью вертикальной стороны.

[см. иллюстрации в приложении]

Для земляных работ более 20 футов потребуется зарегистрированный инженер, как описано выше в вариантах 3 и 4, а любые минимальные требования к высоте шпунтовых свай будут указаны в паспорте зарегистрированного профессионального инженера. планы участка.

В таких случаях удлиненный шпунт защищает рабочих от предметов или мусора, падающих в яму.В соответствии с §1926.651(j)(1) такая защита работников также обеспечивается за счет подъема по склонам для удаления с забоя рыхлого материала, который может представлять опасность при падении или скатывании в котлован.

Кроме того, в соответствии с §1926.651(j)(2) защита сотрудников должна обеспечиваться размещением и хранением материалов и оборудования на расстоянии не менее 2 футов от края котлована.

Вопрос (3): Можно ли использовать уступы в сочетании со шпунтовыми сваями, когда котлован находится в основании глубокого склона? Если да, то будет ли классификация почвы определять глубину вертикальных и горизонтальных уступов?

Ответ: Да, уступы можно использовать в сочетании со шпунтовыми сваями независимо от классификации грунта. Вы должны помнить, однако, что второй вариант (Приложение A и B), упомянутый выше, предназначен для вырытых ям, максимальная глубина которых составляет 20 футов. При выполнении этого измерения вы должны начать с исходного уровня, а не с основания склона, как предполагает ваш вопрос.

Выемка грунта глубиной более 20 футов в соответствии с вариантами три и четыре должна быть спроектирована зарегистрированным профессиональным инженером. В преамбуле к подразделу P (том 54 Федерального реестра на странице 45902, 31 октября 1989 г.) дополнительно разъясняются требования агентства по использованию зарегистрированного профессионального инженера при возникновении необычных условий на месте.

Эти цифры относятся к выемкам, в которых отметка поверхности выше, чем выемка нижней сваи. Раздел 1926.652 не содержит требований к высоте шпунтовых свай для котлованов более 20 футов. Любые минимальные требования к высоте будут указаны на планах участка зарегистрированного профессионального инженера, которые должны поддерживаться на рабочем месте.

Если вам нужна дополнительная информация, пожалуйста, не стесняйтесь обращаться в Управление стандартов безопасности и гигиены труда (OSHA) [Управление строительных стандартов и рекомендаций USDOL/OSHA, комната N3468, 200 авеню Конституции, N.Вашингтон, округ Колумбия, 20210, тел. (202) 693-2020]

С уважением,

Рассел Б. Суонсон, директор
Управление строительства

[Исправлено 28.05.04]

8 3 8

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

B-1.1 раскопки в типе почва

B-1.2 раскопки в типе B почвы

B-1.3 раскопки из типа C почвы

 

 

 

 


 

 

Яма Мариус Хиллз — Световой люк из лавовой трубы?

 

 

Яма Мариус-Хиллз была обнаружена на снимках с японской камеры SELENE/Kaguya Terrain Camera и многоканального тепловизора, о чем сообщается в Geophysical Research Letters. Японская группа под руководством Дзюнъити Харуямы провела несколько наблюдений за карьером, используя как Terrain Camera, так и Multiband Imager с разрешением до 6 метров на пиксель (см. ниже). Изображение LROC, представленное здесь (вверху), с разрешением 0,5 метра на пиксель, является изображением карьера Marius Hills с самым высоким разрешением на сегодняшний день! (Команда SELENE/Kaguya Terrain Camera также сняла видео с пролета дыры.)

 

Как образовалась яма Мариус Хиллз? Район холмов Мариус в прошлом был весьма вулканически активным и содержит многочисленные вулканические образования, в том числе извилистые борозды.Извилистые борозды — это длинные извилистые каналы, подобные бороздам, обозначенным A и B на рисунке выше. До миссий «Аполлон» считалось, что извилистые борозды образованы проточной водой на поверхности Луны! Однако сегодня мы знаем, что извилистые бороздки образуются двумя разными способами: как открытые лавовые каналы и/или как лавовые трубки, многие из которых впоследствии разрушаются. Поскольку яма Мариус-Хиллз находится посреди извилистого борозды, она, вероятно, представляет собой обрушение кровли лавовой трубы. Сама яма могла образоваться в результате удара, пробившего крышу лавовой трубы.

Лавовые трубы могут быть полезны в качестве мест для лунных баз (см. отчет Фреда Хорца из АО здесь). Внутренности лавовых труб могут защитить людей-исследователей от различных аспектов лунной среды, включая космические лучи, удары метеоритов и экстремальную разницу температур между лунным днем ​​и ночью. Как и пещеры на Земле, лунные пещеры, в том числе лавовые трубы, имеют постоянную температуру.

Просмотрите все изображение LROC NAC, чтобы исследовать интригующую яму Marius Hills и ее окрестности!

Осмотрите другие воронки в Море Спокойствия и Море Искусств.

 

 

 

Что такое денежная яма на острове Оук? | ИСТОРИЯ

Смотрите полные серии сериала «Проклятие острова Оук» онлайн прямо сейчас. Перейдите по ссылкам в этой статье, чтобы увидеть, что происходило в каждом эпизоде.

С 2014 года поклонники сериала HISTORY «Проклятие острова Оук» наблюдают, как братья из Мичигана Рик и Марти Лагина разгадывают одну из самых интригующих тайн Западного полушария. Следуя по длинной череде искателей сокровищ, включая президента Франклина Рузвельта, братья пытались извлечь спрятанный клад, который, как считается, был захоронен более 200 лет назад на этом крошечном острове у побережья Новой Шотландии — дразнящий тайник, который, по слухам, все, от пиратской добычи до Святого Грааля и Ковчега Завета.

Из всех мест на Оук-Айленде, где братья проводят раскопки, особое внимание они уделяют одному, известному как «Денежная яма». На протяжении веков он приносил дразнящие реликвии, загадочный камень с письменами и многочисленные препятствия.

Так что же такое «денежная яма»?

Денежная яма, расположенная на восточной стороне острова Оук, представляет собой или была шахтой глубиной более 100 футов. Согласно преданиям острова, впервые он привлек внимание местного подростка в 1795 году, который заметил углубление в земле и вместе с друзьями начал копать — только чтобы найти искусственную шахту с деревянными платформами через каждые 10 футов до самой глубины. 90-футовый уровень глубины.Лагины ссылаются на историю в первом эпизоде ​​​​первого сезона («Что лежит внизу»), когда они говорят о «подростках», обнаруживших сокровища «200 лет назад».

Проблема в том, что точное местонахождение шахты было скрыто после случайной экспедиции в 1960-х годах, в результате которой глина, морская вода, грязь и другие обломки обрушили несколько ям, вырытых вокруг оригинальной Денежной ямы. В наши дни братья Лагина проводят раскопки в местах, которые, как они надеются, находятся хотя бы рядом с первоначальной ямой, а также в других местах по всему острову.

И, как и многие охотники за сокровищами до них, Рик и Марти обнаружили, что их усилия зашли в тупик из-за очевидных мин-ловушек: туннелей, вырытых в земле на разной глубине, предназначенных для того, чтобы залить шахту водой и помешать искателям копать дальше. Согласно энциклопедии острова Оук, например, туннель длиной 500 футов из близлежащей бухты Смита гарантирует, что, как только вода будет откачана из трюма, она снова наполнится.

Так зачем весь этот шум вокруг этого так называемого сокровища?

В зависимости от того, кого вы спросите, сокровища острова могут быть связаны, среди прочего, с печально известным шотландским пиратом 17-го века капитаном Киддом, английским драматургом Уильямом Шекспиром или рыцарями-тамплиерами, средневековым орденом святых воинов, которые накопили огромное богатство и власть и считалось, что они спрятали знаменитый Святой Грааль.

В сезоне 4, эпизоде ​​​​7 («Все, что блестит») Рик и Марти консультировались с писателем Рэндаллом Салливаном, который считает, что сокровища получены в результате последнего пиратского рейда капитана Кидда на испанском галеоне. А в сезоне 1, эпизоде ​​​​4 («Тайна храма Соломона») братья встретились с масоном по имени Петтер Амундесен, который считает, что секретные коды были помещены в произведения Уильяма Шекспира — не обязательно самим автором — указывая на рыцарей. На острове зарыты сокровища тамплиеров.

Каково бы ни было происхождение сокровищ, история того, как они попали на остров и были там спрятаны, остается окутанной тайной. С тех пор было трудно отделить факты от мифов, поскольку большая часть «истории» охоты за сокровищами на острове была увековечена в основном благодаря слухам и спекуляциям, не говоря уже о вероятности того, что искатели сокровищ распространяют дезинформацию, чтобы сбить других со следа. .

Что уже найдено в денежной яме?

Многие охотники за сокровищами считают, что они пробурили большое хранилище в Денежной яме глубиной более 100 футов.До сих пор большая часть того, что было раскопано в яме и вокруг нее, имеет скорее историческую, чем денежную ценность. Некоторые предметы предлагают дразнящие подсказки о сокровищах, которые все еще не найдены, в то время как другие отмечают новые тайны.

Что делать, например, с кокосовыми волокнами неместных кокосов, которые братья Лагина нашли в 1 сезоне, 2 серии («Тайна бухты Смита»)? Использовались ли они как-то в попытках заминировать Яму?

Хотя большинство находок братьев было сделано в других местах острова, одно из их самых захватывающих открытий произошло в бухте Смита: свинцовый крест с петлей на одном конце, который, как полагают, использовался рыцарями-тамплиерами. Он был найден в 5 сезоне, 10 серии («Знаки креста»).

До Лагинас предыдущие искатели сокровищ находили в глубинах ямы удивительные предметы, в том числе старый фарфор, таинственный кусок пергаментной бумаги и следы золота на концах сверл. Они также вытащили предметы, которые, возможно, были связаны с попытками заминировать яму, такие как камни, куски дерева и груды кокосового волокна. Точно так же существуют свидетельства попыток остановить поток воды, которые, вероятно, были предприняты более ранними искателями сокровищ.

Самые интересные предметы, выкопанные из ямы, включают в себя несколько монет, некоторые из которых датируются 16 веком; несколько золотых звеньев; и, в находке, которая приводила в замешательство охотников за сокровищами и исследователей в течение двух столетий, камень с неразборчивыми надписями.

О загадочном «90-футовом» камне

Согласно письму охотника за сокровищами Джотама Б. Маккалли, датированному серединой 19-го века, в 1804 году на глубине около 90 футов в яме якобы нашел камень. Камень длиной от двух до трех футов и шириной от 12 до 16 дюймов напоминает темный шведский гранит с оливковым оттенком; он не похож ни на одну породу, произрастающую в этом районе.

На камне нанесены загадочные символы, значение которых вызвало бурные споры. Один перевод предполагает, что на камне были вырезаны закодированные символы, предназначенные для обозначения английских букв. Согласно одному из возможных переводов, это звучит так:

.

НА СОРОК ФУТАХ НИЖЕ ДВУХ МИЛЛИОНОВ ФУНТОВ ЗАХОРОНЕНО

Однако другие исследователи предполагают, что он должен был представлять французский язык, и предполагают, что символы были связаны с рыцарями-тамплиерами.

По данным веб-сайта Oak Island Mystery, этот камень не видели с начала 1900-х годов.

Кому принадлежит денежная яма на острове Оук?

По данным Общества острова Оук, группа владельцев, состоящая из братьев Лагина и некоторых партнеров, владеет 78 процентами акций острова Оук, включая Денежную яму. Остальные 22 процента территории острова принадлежат его немногочисленным жителям, которые сезонно живут там в коттеджах. На острове также есть два постоянных дома.

Как братья приближаются к поискам в 7 сезоне?

В начале 7-го сезона братья проведут глубокий подземный радар в районе Денежной ямы, чтобы найти туннель для затопления. Используя геодезическую технику и тяжелые землеройные машины, они будут выкапывать шахты-искатели, чтобы найти путь обратно к местонахождению первоначальной Денежной ямы. Это, вероятно, приведет к самым большим и масштабным раскопкам, которые команда когда-либо проводила, пытаясь найти «Хранилище Чаппелла».»

Хранилище Чаппелла относится к раскопкам, предпринятым Уильямом Чаппеллом, который, исследуя остров в 1930-х годах, нашел топор, якорную лапу и кирку. В этом сезоне братья Лагина внимательно изучат это место раскопок в поисках других сокровищ или подсказок.

Согласно онлайн-архиву исследований Oak Island Compendium, легенда гласит, что сокровище будет найдено, когда семеро человек погибнут, разыскивая его. Но, как и во многих легендах, связанных с островом, нет документальных свидетельств того, кто изначально проклял сокровище таким образом, и было ли оно вообще когда-либо проклято.

На сегодняшний день шесть человек погибли в поисках сокровищ. Хотя это «проклятие» нависло над братьями Лагина, ясно, что в ходе расследования они считают безопасность превыше всего.

Могу ли я совершить экскурсию по острову Оук?

Да! В более гостеприимные месяцы Oak Island Tours предлагает обзорные экскурсии по острову на выходных со знающими местными гидами. Среди них Чарльз Баркхаус, консультант по производству и актер фильма «Проклятие острова Оук».

На момент написания этой статьи даты тура 2020 года еще не были объявлены.

Яма Мариус-Хиллз предлагает потенциальное место для лунной базы


Художественная визуализация лунной базы. Кредит: Ричард Курбис

На Луне встречаются естественные пещеры в виде «лавовых трубок», которые представляют собой осушенные каналы подземных лавовых рек. Внутренние размеры этих труб составляют от десятков до сотен метров, а их крыши, как ожидается, будут толще 10 метров.Следовательно, внутри лавовых трубок создается среда, которая естественным образом защищена от опасностей радиации и ударов метеоритов.

Внутренняя часть лавовых труб может защитить людей-исследователей от различных аспектов лунной среды, включая космические лучи, удары метеоритов и экстремальную разницу температур между лунным днем ​​и ночью. Как и пещеры на Земле, лунные пещеры, включая лавовые трубы, имеют постоянную щадящую температуру. Это чрезвычайно благоприятные условия окружающей среды для деятельности человека и промышленных предприятий.Значительные эксплуатационные, технологические и экономические выгоды могут быть получены, если лунная база будет построена внутри лавовой трубы.

Одним из возможных примеров является карьер Мариус Хиллз, который был обнаружен на снимках с японской камеры SELENE/Kaguya Terrain Camera и Multiband Imager, о чем сообщается в Geophysical Research Letters. Команда Terrain Camera SELENE/Кагуя сняла видео с пролета дыры, которое доступно здесь. Отверстие почти круглой формы, диаметром 65 м, расположено в извилистой борозде в районе холмов Мариус, вулканической провинции на ближней стороне Луны.Глубина скважины оценивалась в 80–88 м. Территория вокруг отверстия покрыта тонким (20–25 м) лавовым покровом, который может помочь защитить лавовую трубу от обрушения из-за метеоритной бомбардировки. Поскольку яма Мариус-Хиллз находится посреди извилистого борозды, она, вероятно, представляет собой обрушение кровли лавовой трубы. Сама яма могла образоваться в результате удара, пробившего крышу лавовой трубы.


Увеличенное изображение карьера Мариус Хиллс, на котором виден небольшой кратер на северо-западном краю и небольшие валуны на южном краю ямы.NAC M114328462R [NASA/GSFC/Университет штата Аризона].

Похоже, что в такой лавовой трубе могла бы разместиться лунная база на Луне. Толщина крыши обеспечит надежное долгосрочное укрытие от радиации и метеоритных столкновений. Создание подобных экранированных сред потребовало бы значительных затрат для производства любой лунной базы на лунной поверхности. Лавовые трубы можно было использовать просто как вместилища для сборных модульных жилищ, либо импортированных с Земли, либо изготовленных из лунных ресурсов.В крыше могут существовать сквозные трещины, из-за которых сделать закрытый объем воздухонепроницаемым чрезвычайно сложно, но лавовая труба может служить вместилищем для самозамкнутых сред обитания.

Основным преимуществом размещения лунной базы в лавовой трубе является возможность использования чрезвычайно легких строительных материалов. Ни один из компонентов не должен был поддерживать какую-либо защитную массу. Оболочка среды обитания не должна была выдерживать большую часть собственного веса, потому что ее можно было поддерживать стенами и потолками лавовой трубы.Среда обитания может быть даже надувной, как космический отель Бигалоу «Сандэнсер», или полностью поддерживаться давлением воздуха.

Кроме того, современные конструкции лунного оборудования должны правильно работать в широком диапазоне температур. В то время как инструменты сильно ограничены и быстро разрушаются на лунной поверхности, более щадящая и постоянная температура внутри лавовой трубы позволит использовать существующие инструменты и обычно используемые материалы. Внутри лавовой трубы все оборудование было бы хорошо защищено от инфракрасного и ультрафиолетового излучения, а тяжелая техника могла быть надежно закреплена на твердой скале — редкость на лунной поверхности.

Другие преимущества, такие как подавление пыли, могут быть реализованы с помощью основания из лавовой трубы. В то время как рыхлая пыль может доставлять неудобства при большом количестве операций на поверхности, лавовая трубка может содержаться относительно свободной от пыли. Легкие, очень гибкие космические скафандры можно было бы сделать для экипажей, отправляющихся за пределы предназначенных для человека мест обитания, но оставаясь внутри лавовой трубы.

Автор: Soderman/NLSI Staff
Источник: JAXA & Friedrich Horz paper

Размерные шкалы форм рельефа закрытых депрессий: места тянькэнов

Уайт В.Б. и Уайт Э.Л.

Резюме : Создание крупных структур обрушения в карстовой местности требует взаимодействия между механической нестабильностью и химическим удалением обрушившейся породы. Восходящая миграция ранее существовавших пустот может прекратиться, если нет механизма эффективного удаления упавших блоков. Скорость растворения, размер начальной полости и характеристики вышележащих коренных пород определяют размер окончательной формы рельефа поверхности. Особенности обрушения варьируются в масштабе от небольших воронок до сотен метров в таких объектах, как обрушенная яма Голондринас в Мексике.Тянькэны интерпретируются как элементы конечных членов в непрерывном масштабе.

Ключевые слова : Развитие, крупное обрушение, сооружения, карстовая местность, взаимодействие, механическая нестабильность, химическое удаление, обрушенная порода, миграция вверх, ранее существовавшие, пустоты, штрек, механизм, эффективное удаление, упавшие блоки, Скорость растворения , начальная полость, перекрывающая, коренная порода, характеристики, рельеф поверхности, Обрушение, воронки, Голондрины, Мексика, Tiankeng

Introduction

Tiankeng, или гигантские долины, представляют собой закрытые депрессии, образованные в основном в результате механического обрушения пластов известняка в сочетании с растворением обрушившихся слоев блоки. Обрушение играет важную роль в большинстве карстовых процессов, но обычно считается вторичным по отношению к процессам растворения. Целью настоящей статьи является сравнение процессов обрушения и растворения, а также того, как образующиеся формы рельефа масштабируются в зависимости от размера. В конечном итоге показано, как тянькэн вписывается в семейство форм рельефа закрытой депрессии. К этой проблеме подходят, очень широко рассматривая признаки закрытой депрессии всех типов и постепенно сосредотачиваясь на конкретных особенностях, представляющих интерес.

Формы рельефа в закрытых впадинах

Параметры масштабирования

Для описания форм рельефа в закрытых впадинах единственным необходимым базовым измерением является масштаб длины. Физические размеры закрытых углублений, глубина и ширина, являются наиболее часто используемыми. Длина шкалы ширины изменяется примерно на четыре порядка. Самые мелкие впадины, которые можно распознать как самостоятельные карстовые образования, имеют размеры около метра. Самыми крупными являются Динарские поля размером в десятки километров.Диапазон шкалы глубин составляет около трех порядков. Есть узнаваемые впадины с глубиной менее одного метра. Максимальные глубины не превышают 1000 м (исключая целые пещерные системы, где накопленная глубина может превышать 2000 м).

В качестве масштабного параметра использовалась площадь закрытых впадин. Были предложены различные определения площади. Площадь можно определить как площадь, лежащую в пределах самого высокого замкнутого контура на карте депрессивного элемента. Весь водосборный бассейн, стекающий в закрытую депрессию, является полезной концепцией в качестве подпитки карстовых водоносных горизонтов (White and White, 1979).Дренажные водоразделы могут быть нанесены на карту между близко расположенными впадинами в полигональном карсте (Williams, 1972). Объем также был бы полезен, но объем не так легко извлечь из карт и других источников данных. В настоящем обсуждении рассматриваются только измерения длины.

Чтобы еще больше различать категории форм рельефа, полезно определить различные безразмерные пропорции. Большинство закрытых впадин имеют отношение длины к ширине порядка единицы, хотя некоторые из них имеют удлиненную форму.Очень высокие значения описывают разного рода трещины, расширенные раствором. В данном обсуждении они не рассматриваются. Соотношение глубина/ширина является наиболее полезным. Впадины с отношением глубины к ширине в диапазоне единицы или меньше обычно классифицируются как долины (или примерно эквивалентный термин воронка , который широко используется в Соединенных Штатах, особенно в гидрогеологической и инженерной литературе). Элементы с отношением глубины к ширине, намного превышающим единицу, считаются ямами или шахтами.

Для настоящего обсуждения необходимо третье соотношение сторон, отношение диаметра в верхней части углубления к диаметру на дне углубления (рис. 1). Обычные долины имеют форму чаши – широкие вверху и узкие внизу. Многие ямы и шахты имеют более или менее одинаковую ширину сверху донизу. Однако впадины, образовавшиеся в результате обрушения нижележащих пещерных камер, имеют тенденцию расширяться с глубиной, так что дно оказывается шире, чем верх. Существует также обращение кривизны.Долины имеют тенденцию быть вогнутыми вверх; структуры камеры коллапса имеют тенденцию быть вогнутыми вниз.

Рис. 1 . Эскиз, показывающий соотношение ширины вверху/ширины внизу, W t /W b , и отношение глубины/ширины, d/W t, для закрытых депрессий, возникших в основном в результате обрушения. (A) Обрушение долины; выветривание и оседание стен, а затем и покров почвы образуют чашеобразный профиль, часто неотличимый от долины раствора. (B) Долина с вертикальными стенками или стопорная шахта: стабильная вмещающая порода и вертикальные трещины сохраняют вертикальный профиль.(C) Купол прорыва, который пересек поверхность земли: внутренний профиль отражает первоначальную арку напряжения.

Процессы

Замкнутые впадины возникают в результате действия некоторой комбинации трех процессов: растворение коренной породы, обрушение нижележащих полостей и образование труб или суффозия рыхлых грунтов. Последний является наиболее важным процессом с точки зрения опасности землепользования. Когда в инженерной литературе или популярной прессе говорится о воронках, они обычно имеют в виду грунтовые трубы и суффозионные особенности.В настоящем обсуждении нас интересуют только процессы растворения и механического коллапса.

Процессы, действующие при разработке крупных замкнутых депрессий:

  • Растворение вертикально движущейся водой
  • Механическая забойка.
  • Растворение горизонтально движущейся водой.
  • Горизонтальный механический транспорт, в основном паводковыми водами.

Химически недонасыщенная вода, движущаяся вертикально по трещинам, и особенно по пересечениям трещин, может увеличивать их в различные дымоходы, ямы и шахты.Там, где активным агентом является быстро движущаяся пленка воды, прилипшая к стенкам, результатом является шахта с почти вертикальными стенками, включая вертикальные шахты на востоке США (Pohl, 1955; Brucker et al. , 1972). Большие объемы быстро движущейся воды вызывают разбрызгивание и механическую эрозию, что приводит к образованию более неровных и неравномерных вертикальных элементов, таких как, например, глубокие шахты альпийских пещер в Европе или пещеры на высокогорных плато Мексики.

Механическая пломбировка является результатом механического разрушения потолка ранее существовавших полостей.Основными параметрами являются собственная механическая прочность вышележащих пластов и наличие трещин. Поскольку остановка зависит от механических свойств породы, а не от химических свойств, стопорный вал, инициированный в полости в растворимой породе, может проходить вверх в нерастворимую породу. Примером может служить Нисхождение Данте на плато Коконино, Аризона, США, где начальная полость известняка Рэдволл Миссисипи мигрировала вверх через слои песчаника и потоки лавы, образовав шахту глубиной 100 м, открытую на поверхности (рис.2). Другим примером является Большая дыра, недалеко от Брейдвуда, Новый Южный Уэльс, Австралия (Дженнингс, 1966 г. ), где восходящая остановка проходила через слои песчаника.

Рис. 2 . Нисхождение Данте, остановочный вал, прорывающий некарбонатные пласты.

Вертикальное перемещение массы в растворе или при остановке недостаточно для развития признаков закрытой депрессии. Также должен быть боковой транспорт для переноса удаленного материала, чтобы, в конечном счете, поместить его в поверхностный поток.Для растворенной нагрузки транспортировка осуществляется потоком по каналам, стекающим к родникам. Механически остановленные блоки, попавшие в активный поток, со временем растворяются и уносятся в раствор. Однако нерастворимые материалы также могут переноситься горизонтально, если в горизонтально движущейся воде имеется достаточная мощность потока. Особенно важен поток воды.

Если имеется начальная полость объемом V C , падающие блоки из-за остановки заполнят полость, а пустота будет мигрировать вверх (рис.3). Однако объемная плотность накапливающейся груды щебня будет меньше, чем у исходной твердой породы, поэтому пустое пространство будет уменьшаться по мере ее перемещения вверх. Если нет удаления щебня в основании, простые рассуждения о балансе масс показывают, что объем шахты, V S , равен

Здесь θ — объемная пористость груды щебня. В зависимости от объема первоначальной полости и ее глубины под поверхностью может быть остаточный стержень, который достигает поверхности, или зарождающийся стержень может засориться и заполниться до того, как достигнет поверхности.Этот процесс идентичен процессу оседания шахты, при котором полностью образуются антропогенные воронки в обломочных породах. При непрерывном и эффективном горизонтальном перемещении стопорный вал может перемещаться без ограничений.

Рис. 3 . Эскиз, показывающий разработку очистного ствола с удалением скопившегося щебня и без него.

Растворение и коллапс не являются взаимоисключающими процессами. Большинство признаков закрытой депрессии являются результатом обоих.Можно выделить признаки по доминированию одного процесса над другим (рис. 4).

Рис. 4 . Категории признаков закрытой депрессии в зависимости от процесса. Используется только соотношение сторон глубины и ширины, но для завершения фигуры потребуется шкала размеров, перпендикулярная осям.

Геологические ограничения

Процессы, создающие закрытые депрессивные образования за счет химического растворения или механической остановки, должны работать в рамках ограничений, налагаемых геологическими условиями.В число этих ограничений входят:

  • Толщина карбонатных пород
  • Глубина до уровня грунтовых вод, обычно определяемая региональными базовыми уровнями
  • Крупномасштабная структура – ​​складки и разломы
  • Система трещин
  • Литологические характеристики карбонатных пород
  • 1 0

    Толщина карбонатной породы является очевидным ограничением процессов растворения. Глубина долин растворения и шахт растворения будет ограничена доступной толщиной растворимой породы. Толщина растворимой породы в меньшей степени ограничивает долины обрушения и стопорные валы, которые могут мигрировать вверх через некарбонатную породу.

    Признаки закрытой депрессии обычно относят преимущественно к явлениям аэрационной зоны. При этом ограничении глубокие, заполненные воздухом впадины возможны только в районах с глубоким уровнем грунтовых вод, как и условия на стоянках китайских тянькэнов. Горизонтальная транспортная система в основании крупных обрушенных сооружений может быть потоком со свободной поверхностью, но также может быть каналом во фреатической зоне.Существуют заполненные водой закрытые депрессии, такие как сеноты полуострова Юкатан в восточной Мексике, которые, возможно, возникли как особенности зоны аэрации, прежде чем были затоплены постплейстоценовым повышением уровня моря. Исключительной особенностью является Закатон в Тамаулипасе, Мексика (Гэри, 2002). Это шахта глубиной 350 м и шириной около 100 м, сравнимая по размерам с тянькэном, но полностью заполненная водой.

    Крупномасштабные структуры, в основном складки и разломы, создают условия, в которых может происходить развитие карста.В относительно тонких известняках могут образовываться очень глубокие шахты, если пласты известняка расположены почти вертикально. Наиболее важными геологическими параметрами для интерпретации специфических особенностей являются локальная система трещин и детали мощности и литологии пласта.

    Записи в списке геологических ограничений фактически являются независимыми переменными. Чтобы создать чрезвычайно большие и оптимально развитые функции любой категории, все переменные должны быть оптимизированы. Тянькэны, как гигантские обрушенные структуры, развивались в условиях, близких к оптимальным.Ограничьте некоторые из этих условий, особенно мощность карбонатной породы и глубину до уровня основания, и появятся черты с большинством характеристик тянькэн, но в очень небольшом масштабе. Особенность, показанная на рисунке 5, представляет собой обычную ложбину обрушения, также известную как карстовое окно. Вертикальные трещины образовали вертикальные стенки. Существует полноценный подземный поток, растворяющий обрушившиеся блоки, но размер объекта составляет 10 м вместо сотен метров.

    Рис.5 . Смаллтон-Синк, округ Сентер, штат Пенсильвания, США, типичная обрушенная долина.

    Механическая нестабильность и механизмы остановки

    Процесс разрушения

    Термин разрушение часто используется как для материала, так и для процесса. Разрушенный материал состоит из груд обломков горных пород, найденных в пещерах и у основания закрытых впадин, образовавшихся в результате механического разрушения кровли. Разрушение, процесс, представляет собой совокупность механических, геологических и гидрологических процессов, которые могут привести к обрушению кровли.Механический анализ устойчивости крыши обычно основан на хрупком разрушении неподвижных или консольных балок (White and White, 1969; 2000). Также можно учитывать неупругую ползучесть, вызванную микротрещиноватостью в пластах (Tharp, 1994). По большей части потолок пещеры либо стабилен, либо нет. Любые пласты толщиной меньше критического значения для конкретной ширины прохода упадут вскоре после того, как пещера будет осушена. Продолжающийся процесс разрушения требует некоторого механизма, с помощью которого стабильный потолок становится неустойчивым.Такие механизмы включают растворяющее расширение трещин в потолке, так что фиксированные балки превращаются в консольные балки, растворяющее удаление ранее существовавших разрушений, которые могут поддерживать потолок, и любое дальнейшее расширение прохода. Более подробная информация о геологических механизмах, вызывающих разрушение, представлена ​​Уолтемом (2002 г.) и Осборном (2002 г.).

    Роль трещин и мощность пласта

    Обрушение кровли в тонкослоистых известняках имеет тенденцию к пластовому. Над полостью образуется дуга напряжения.Если толщина слоев меньше критической толщины, требуемой шириной полости, слои разрушатся и разрушатся. Если вышележащие пласты известняка достаточно толстые, слои разрушатся, и каждый последующий слой будет простираться дальше внутрь, чем слой, находящийся непосредственно под ним. Таким образом, обрушение мигрирует вверх до тех пор, пока процесс не завершится на дуге напряжений. В итоге получается куполообразная камера. Если, однако, дуга напряжения пересекает поверхность земли, купол разрушения прорывается на поверхность, образуя открытый карьер, который выпячивается на дне (рис.1с). Камеры пробоя или купола прорыва различаются по размеру от нескольких метров до нескольких сотен метров и распространены во многих пещерах.

    Здесь два конкурирующих процесса, временные отношения между которыми не всегда ясны. Купол прорыва мигрирует вверх за счет непрерывного выкрашивания слоев, в то время как вышележащая поверхность суши опускается за счет эрозии и денудации. Хотя доказательства не являются окончательными, похоже, что большинство существующих прорывных куполов быстро и в самом начале истории пещеры достигают стабильной конфигурации.Это опускание поверхности земли, которое намного позже пересекает свод напряжения и, таким образом, вызывает окончательное обрушение, в результате которого образуется карьер. Два примера из Америки показаны на рис. 6. Другим примером может служить большая камера Маоци Дун в карсте Лейе с отверстием в крыше на гребне выше.

    Рис. 6 . Профильные карты прорывных куполов, которые пересекали поверхность земли: Воронка Дьявола, Техас, США (от Elliott and Veni, 1994) и пещера Адская дыра, Западная Вирджиния, США (от Dasher, 2001).

    Районы с толстослоистыми или слабослоистыми известняками по-разному реагируют на напряжения, вызванные развитием крупных пещерных ходов. Массивные известняки, как правило, более стабильны и могут поддерживать гораздо большие пещерные проходы. Разрушение, если оно происходит, скорее всего, вызвано крупными вертикальными трещинами, а не разделением по плоскостям напластования. Очевидно, что вертикальные трещины являются доминирующим контролирующим фактором в тянькэн. На рис. 7 показаны крупные вертикальные трещины в стене Сяочжай Тянькэн.Почти плоские поверхности излома можно увидеть в стенках большинства тянькэнов. Кажется очевидным, что тектонические процессы, которые разламывают массивные пласты известняка, являются основным фактором, ответственным за возникновение многих тянькэнов на юге Китая. Дополнительным свидетельством служат карстовые башни, многие из которых также имеют обширные вертикальные трещины (рис. 8).

    Рис. 7 . Вертикальные трещины на стене Сяочжай Тянькэн, Чунцин.

    Рис.8 . Хорошо развитые вертикальные трещины на карстовой башне недалеко от Яншо, Гуанси.

    Ранее существовавшие полости в сравнении с непрерывным боковым перемещением

    Обрушение кровли пещеры является доминирующим процессом на последних стадиях умирания жизненного цикла пещеры. По мере опускания поверхности земли эпикарст пробивает своды пещер, ослабляя пласты и вызывая обрушение. Однако фаза усечения и распада жизненного цикла пещеры может растянуться на сотни тысяч лет. В человеческом масштабе обрушение кровли пещер происходит редко, хотя во многих пещерных проходах заканчиваются окончательные обрушения. Глубокий коллапс при отсутствии контроля перелома встречается еще реже. Кажется маловероятным, что только обрушение могло быть причиной больших закрытых депрессионных структур. Необходим боковой транспорт.

    Примеры крупных обрушенных структур

    Вопрос, который необходимо решить, заключается в том, являются ли китайские тянькэны уникальными карстовыми образованиями в том смысле, что условия, которые их сформировали, не встречались где-либо еще в мире, или существуют ли подобные образования где-либо еще. Если идентичных функций не существует, возможно, есть функции, которые имеют общую тему с тянькэн.Представлены некоторые возможности.

    Ледяная бухта

    Крупнейшая структура растворения/обрушения в Аппалачах на востоке США – это Ледяная бухта на плато Камберленд в Теннесси. Плато Камберленд покрыто массивным конгломератным песчаником пенсильванского возраста. Под ним и на стенах долины выступает толща миссисипских известняков общей мощностью около 160 м. Ледяная бухта была инициирована глубоким растворением в известняке, которое затем остановилось вверх, подорвав обломочные породы наверху. Обрушение обломочных пластов образовало замкнутую депрессию глубиной 150 м с диаметром от края до края от одного до двух километров (рис. 9). Впадина окаймлена скалами из песчаника с крутыми нижними склонами и относительно ровным дном.

    Рис. 9 . Ледяная бухта, плато Камберленд, Теннесси, США; интервал контура составляет 20 футов (6 м) (карта взята из Геологической службы США).

    Воронка Tres Pueblos

    Рио-Камуи берет начало на вулканических породах в центральной части Пуэрто-Рико, течет на север, а затем опускается на контакте с третичным известняком Ларес.Под землей река протекает через большую галерею системы пещер Рио-Камуи (Gurnee and Gurnee, 1974). Примерно на полпути между погружением и возрождением находится карстовая воронка Трес-Пуэблос, обрушенная впадина диаметром 140 м и глубиной 120 м (рис. 10). Река огибает дно долины. Долина Трес Пуэблос подходит под классификацию обычного тянькэн (Чжу и Чен, этот том). Это обрушенная впадина с почти вертикальными стенами и активной подземной рекой, уносящей упавшие глыбы.

    Рис. 10 . Раковина Трес-Пуэблос, система пещер Рио-Камуй, Пуэрто-Рико (карта из Герни, 1964 г.; изображение из Монро, 1976 г.).

    Сотано Мексики

    Чжу и Чен (в этом томе) отмечают сотано Мексики как возможных тянкэн. Sótano означает подвал или подвал на испанском языке, но также используется как общий термин для обозначения ямы местными жителями в горной части Мексики. Есть три sótanos, которые имеют 300-метровую глубину, сравнимую с большим tiankeng: Sótano de las Golondrinas, Hoya de las Guaguas и один, называемый просто El Sótano.Есть много других ям меньшего масштаба.

    Сотано-де-лас-Голондринас — самый известный из крупных мексиканских карьеров (Raines, 1968; Sprouse and Fant, 2002). Вход находится на склоне холма, поэтому глубина ямы варьируется от 332 до 376 метров в зависимости от места измерения. Яма несколько бутылкообразная (рис. 11) с размерами по верху 49 х 62 м, а по дну 305 х 440 м. Узкая шахта у одной стены может быть спущена еще на 100 м, что означает, что куча щебня, занимающая пол, имеет как минимум такую ​​же толщину.

    Рис. 11 . Перспективный профиль Сотано-де-лас-Голондринас, Сан-Луис-Потоси, Мексика (из Sprouse and Fant, 2002).

    Hoya de las Guaguas представляет собой вытянутую яму, образовавшуюся вдоль крупного разлома (рис. 12). Он в двух разделах. Открытый верхний участок имеет глубину около 200 м, но затем происходит смещение, и карьер продолжается до глубины 430 м. Стенки ямы выпирают там, где они расширились в результате последовательного разрушения через параллельные трещины, но они вертикальны на концах основной трещины.Хойя-де-лас-Гуагуас может быть примером строящейся крупной разрушающейся конструкции. Если бы смещенная нижняя камера остановила свой путь на поверхность, результатом была бы большая глубокая открытая яма с размерами, сравнимыми с Эль Сотано.

    Рис. 12 . Профили Хойя-де-лас-Гуагуас, Сан-Луис-Потоси, Мексика. (А) вдоль направления трещины. (B) перпендикулярно трещине и показывает только верхнюю половину ямки (адаптировано из Ralph, 1979).

    Эль Сотано представляет собой простую замкнутую депрессию глубиной 440 м.Он также развивается вдоль разлома или крупного разлома, так что яма имеет вытянутую форму с доминирующим разломом, появляющимся на карте (рис. 13). Стены почти вертикальные с более пологим полом. Из всех мексиканских ям Эль Сотано, возможно, больше всего напоминает китайский тянькэн.

    Рис. 13 . Карта и профили Эль-Сотано, Мексика (из Биттингера, 1979 г.).

    В литературе о пещерах Мексики описано множество ям различной формы и глубины.Что нельзя определить по опубликованным картам, так это относительный вклад вертикального растворения и обрушения. Данные по еще пяти самым большим ямам были добавлены к данным по трем вышеприведенным в Таблице 1. Весь этот набор из восьми закрытых депрессий, по-видимому, в основном представляет собой структуры обрушения, тогда как многие другие ямы, зарегистрированные в Мексике, в основном представляют собой структуры растворения. Общим аспектом выбранного набора закрытых впадин является то, что ни одна из них не дает доступа к подземным потокам. Однако, как предполагается, потоки должны быть либо где-то глубоко под дном шахты, либо, по крайней мере, были там в прошлом, потому что иначе трудно учесть объем удаленного материала. В этом смысле мексиканские карьеры незрелые, потому что вывоз обрушившегося щебня неполный. Точно так же каждая яма имеет тенденцию образовываться на одной крупной трещине (или разломе) с меньшим развитием поперечных трещин. В результате ямки имеют тенденцию быть вытянутыми вдоль основной трещины.Эти ямки меньшего размера имеют многие морфологические черты тянькэн, но не соответствуют критериям минимального размера.

    Соотношения сторон, приведенные в таблице 1, иллюстрируют трудности классификации закрытых депрессий. Долины обычно принимают чашеобразными (вверху шире, чем внизу) и относительно мелкими (с глубиной, сравнимой с их шириной или меньшей). С точки зрения соотношений сторон d/W t должно быть ≤ 1. Элементы закрытой депрессии с d/W t намного больше единицы будут считаться ямами или шахтами. Ни одна из особенностей в Таблице 1 не имеет d/W t меньше единицы, а многие имеют значения до 5. Отношение W t /W b дает численную меру общего профиля закрытой депрессии. (Рисунок 1). За одним исключением, эти отношения для признаков, перечисленных в Таблице 1, меньше единицы, что означает, что эти закрытые углубления выпирают внизу и, таким образом, имеют форму, совершенно отличную от обычных долин, которые имели бы W t / W b отношение существенно больше единицы.

    Таблица 1.

    Глубина и пропорции некоторых крупных мексиканских карьеров.

    Законы масштабирования для особенностей закрытых впадин

    Частота появления замкнутых впадин любой заданной глубины падает экспоненциально с глубиной. Это было продемонстрировано для ряда крупных популяций замкнутых депрессий (рис. 14). Все показанные популяции могут быть подогнаны под уравнение вида

    В этом уравнении N — количество долин любой заданной глубины, N или — подгоночный параметр, а K — параметр с единицами (метры) -1 , характеризующие распределение. Набор данных Аппалачей содержит более 5000 долин, включая долины в миссисипском известняке, ордовикском известняке и ордовикском доломите. Все они соответствуют одной и той же функции распределения с одним и тем же числовым значением K, показывая, что распределение глубины долины относительно нечувствительно к литологии карбонатных пород. Однако различные географические условия, в основном из-за местного рельефа, дают разные значения К. Лауритцен (2005) ввел полуглубину, определяемую как

    , и разработал диффузионную модель для продолжающегося обнажения карстовой поверхности.Когда он строит график, аналогичный рисунку 14, но с глубиной, нормализованной к полуглубине, определенной выше, все распределения ложатся на одну прямую. В целом эти результаты показывают, что закрытые депрессии имеют геометрическое сходство, которое распространяется как на геологические масштабы, так и на масштабы расстояний.

    Рис. 14 . Распределение по глубине различных популяций замкнутых депрессий (из Troester et al. , 1984).

    Хотя данных гораздо меньше, диаметры закрытых депрессий также, по-видимому, распределены по затухающей экспоненте (White and White, 1987).Экспоненциальному распределению следуют не все замкнутые депрессии. Ударные кратеры, например, являются фрактальными и распределяются по степенному закону, а не по экспоненциальной функции.

    Теперь мы можем рассматривать элементы закрытой депрессии с отношениями d/W t намного больше единицы. Опять же, набор данных скудный. Троестер и др. (1984) обнаружили экспоненциальное распределение глубины карьеров в Алабаме. Минтон (2005) составил таблицу глубин 50 самых глубоких ям в Мексике. Они варьируются от 170 до 410 м и включают глубокие карьеры, перечисленные в таблице 1.Те, для которых ямка является входным уступом, показаны на рисунке 15. Имеется значительный разброс из-за небольшого набора данных, но опять же распределение является экспоненциальным. Эти данные охватывают диапазоны глубин всех китайских тянькэнов, кроме самого большого.

    Рис. 15 . Распределение по глубине самых глубоких входных ям в Мексике (данные Минтона, 2005 г.).

    Тянькэн во вселенной закрытых впадин

    Следуя приведенному выше довольно запутанному обсуждению, теперь можно попытаться поместить тянькэн в общую схему особенностей закрытых впадин.С геологической точки зрения тянькэны представляют собой обрушенные структуры с вертикальными стенками, тесно связанные с обширными вертикальными трещинами и со значительной речной системой пещер, необходимой для поперечного переноса. Судя по распределению по размерам элементов закрытой депрессии, тянькэны не отличаются однозначно от других элементов обрушения, хотя и находятся на крайнем конце шкалы размеров.

    Оставляя в стороне геологию и рассматривая только геометрию, различие между долинами и тянькэн определяется соотношением сторон W t / W b , которое должно быть в диапазоне единицы.Точное числовое значение на границе не определено. Точно так же соотношение сторон d/W t отличает долины и тянькэны от ям и валов, но точное числовое значение на границе не определено. Наконец, должен быть коэффициент масштабирования, из которых глубина является хорошим кандидатом, который определяет минимальный размер объекта, который считается тянькэном. По этим критериям лишь несколько мексиканских закрытых впадин могут быть тянькэнгами. Эль Сотано, безусловно, будет, и Сотано де лас Гуакамайос и Сотано де лас Килас могут быть.Другие имеют тенденцию выпирать внизу, с соотношением сторон W t / W b значительно меньше единицы. Эти ямы, в том числе Сотано-де-лас-Голондринас, были бы незрелыми тянькэнами в соответствии с заданными критериями. Тем не менее, форма бутылки Сотано-де-лас-Голондринас является конечным элементом другой группы функций, а именно, камер для прорыва с окнами в крыше. В карстовой геоморфологической литературе нет специального термина для этой последней формы ямы или закрытой депрессии.

    Благодарности

    Мы безмерно благодарны профессору Чжу Сюэвэню и его коллегам за предоставленную прекрасную возможность увидеть формы рельефа Тянькэн из первых рук.Мы благодарим китайских местных чиновников за отличное гостеприимство. Наконец, мы выражаем признательность нашим коллегам из следственной группы за очень приятную экскурсию.

    Ссылки

    • Биттингер, К., 1979. Открытие Эль Сотано. Информационный бюллетень о деятельности AMCS , 9, 80-83.
    • Брукер Р.В., Хесс Дж.В. и Уайт В.Б., 1972. Роль вертикальных стволов в движении грунтовых вод в карбонатных водоносных горизонтах. Грунтовые воды , 10 (6) 5-13.
    • Дашер, Г. Р., 2001. Адская дыра. Западная Вирджиния Бюллетень спелеологической службы , 15, 168-180.
    • Эллиотт В. Р. и Вени Г., 1994. Пещеры и карст Техаса. Путеводитель по съезду Национального спелеологического общества 1994 г. , [Хантсвилл, Алабама: Национальное спелеологическое общество], 195.
    • Гэри, М., 2002 г. Понимание Закатона: исследование и первоначальная интерпретация самого глубокого известного в мире фреатического провала и связанных с ним карстовых образований, южный Тамаулипас, Мексика. Специальная публикация Института карстовых вод , 7 , 141-145.
    • Герни, Р., 1964. Открытие в Рио-Камуи: отчет об экспедиции в Рио-Камуи . Хантсвилл, Алабама: Национальное спелеологическое общество.
    • Герни, Р. и Герни, Дж., 1974 г. Открытие в Рио-Камуи . Нью-Йорк: издательство Crown, 183 стр.
    • Дженнингс, Дж. Н., 1966 г. Большая дыра недалеко от Брейдвуда, Новый Южный Уэльс. Journal and Proceedings, Королевское общество Нового Южного Уэльса , 98 , 215-219.
    • Lauritzen, S-E, 2005. Карст как явление выветривания кожи: существует ли простая, независимая от масштаба модель карстования? Проц. 15-й междунар. Конг. Спел. , Каламос-Аттика, Греция.
    • Минтон, М. , 2005. Глубокие ямы Мексики. Информационный бюллетень деятельности AMCS , 28 , 23.
    • Monroe, WH, 1976. Карстовые формы рельефа Пуэрто-Рико. США Геол. Surv. Prof.Paper, 899, 69 стр.
    • Осборн, Р.А.Л., 2002. Разрушение пещеры в результате выветривания вадозов. Междунар. жур. Спел. , 31 , 37-53.
    • Pohl, ER, 1955. Вертикальные шахты в известняковых пещерах. Периодические бюллетени Национального спелеологического общества , 2, 24 стр.
    • Рейнс, Т., 1968 г. Сотано-де-лас-Голондринас. Бюллетень мексиканской ассоциации изучения пещер, 2, 20 стр.
    • Ральф Р., 1979 г. Застрял на дне Ойя-де-лас-Гуагуас. Деятельность AMCS N/L , 9, 65-71.
    • Спроус, П. и Фант, Дж., 2002. Пещеры в районе Голондринас. Бюллетень мексиканской ассоциации изучения пещер, 10, 74 стр.
    • Tharp, TM, 1994. Анализ механики разрушения известняковых консолей, подверженных очень длительному растягивающему напряжению в естественных пещерах. В 1st t North American Rock Mechanics Symposium Proceedings , Nelson, PP and Laubach, SE, Eds. [Роттердам: Балкема] 817-824.
    • Троестер, Дж. В., Уайт, Э. Л. и Уайт, В. Б., 1984. Сравнение частотного распределения провалов по глубине в температурных и тропических карстовых регионах.В Воронки: их геология, инженерия и воздействие на окружающую среду , Бек, Б.Ф., изд. [Роттердам, А.А. Балкема] 65-73.
    • Waltham, T, 2002. Инженерная классификация карста в отношении роли и влияния пещер. Междунар. Журнал. Спел. , 31 , 19-35.
    • Williams, PW, 1972. Морфометрический анализ полигонального карста в Новой Гвинее. Геол. соц. Америка Бык. , 83 , 761-796.
    • Уайт, Э.Л. и Уайт, В.Б., 1969 г.Процессы разрушения каверн. Нац. Спел. соц. Бык. , 31 , 83-96.
    • Уайт, Э.Л. и Уайт В.Б., 1979. Количественная морфология рельефа в бассейнах карбонатных пород в Аппалачском нагорье.

      Author:

      Добавить комментарий

      Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *