Ливни ускоряют разрушение грунта над поврежденными трубопроводами
Исследование, проведенное учеными Чанъаньского университета, выявило, что сильные дожди значительно ускоряют разрушение грунта над поврежденными подземными трубопроводами. Основным фактором, способствующим образованию провалов, стало давление воды, вытекающей из неисправной трубы. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports. Об этом сообщает сайт Science XXI.
Под руководством Лимина Сюэ ученые изучили, как взаимодействие осадков и утечек из подземных коммуникаций влияет на устойчивость почвы. В ходе работы использовались лабораторные эксперименты, компьютерное моделирование и машинное обучение. Разработанная модель учитывала изменения прочности и жесткости грунта при его насыщении водой.
Специалисты проанализировали 120 различных сценариев. В расчетах варьировались глубина прокладки труб, интенсивность дождя и давление воды в области повреждения. Такой подход позволил оценить влияние каждого параметра на формирование разрушений.
Процесс начинался с пропитывания верхних слоев почвы дождевой водой. Одновременно вблизи поврежденной трубы возникала и постепенно расширялась зона повышенной влажности. После соединения двух увлажненных участков грунт терял устойчивость, и деформация направлялась к поверхности, что создавало риск обрушения дороги.
Давление утечки составило 86,42% различий в глубине провала, 87,79% — в площади почти полностью насыщенной водой зоны и 92,77% — в глубине распространения влаги. Осадки усиливали этот процесс: при более сильном дожде опасные изменения могли возникать даже при меньшем давлении внутри поврежденной трубы. Глубина залегания коммуникаций влияла на то, как соединялись влажные области и в каком направлении развивалась деформация.
С помощью моделей машинного обучения исследователи определили условия, при которых относительный риск обрушения повышается. По мнению авторов, их методика может быть полезна коммунальным службам для выявления опасных участков подземных сетей и определения приоритетов их обследования.
