COMPARISON OF THREE APPROACHES TO CALCULATING DIAMETER OF A DROPOUT SINKHOLE

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The possibility of sinkhole size prediction in the areas, where soluble rocks are covered by impermeable clay layer is considered. Such sinkholes are named by English-speaking authors as “dropout sinkholes” or “cover collapse sinkholes”, because the process of their formation includes collapse (dropping) of clay covering soluble rocks into a karst cavity. Triggers of this effect are: (1) widening of a cavity below the clay due to dissolution of a soluble rock by groundwater; (2) lowering of hydraulic head in confined karst aquifer, primarily caused by groundwater pumping, which results in decreased support of the overlying clay layer; (3) a dynamic load on the clays, which can have either natural or man-made origin. Fresh dropout sinkholes generally have configuration similar to vertical right circular cylinder, but sometimes their shape can be dome-like with very unstable ground “cantilevers”. The appearance of these forms under foundations can lead to deformation and even to destruction of buildings, structures, and infrastructure facilities. Two concepts exist, which can be used as basis for creating models of soil mechanics to calculate diameter of a dropout sinkhole. The first one is based on a viewpoint that clay collapse into a cavity after a trigger action is displayed immediately at the ground surface as a collapse sink. According to the second concept, the preliminary subsurface collapse of clay occurs as fall of ground block resembling a circular paraboloid. As a result, a dome-like cavity appears in the clay layer and above-lying clay fall into it to form a collapse sink. There are no prediction methods based on the two above-mentioned conceptions. The developed approaches to prediction of a dropout sinkhole diameter are adequately comparable, as they use the same input calculation parameters. The prediction results based on these approaches have been compared to an actual diameter of fresh dropout sinkhole. This verification have allowed us to infer that most adequate is the approach based on concept of initial subsurface clay’s collapse preceding the final collapse sink formation.

作者简介

V. Khomenko

National Research Moscow State University of Civil Engineering (NRU MGSU)

编辑信件的主要联系方式.
Email: oms@mgsu.ru
Russia, 129337, Moscow, Yaroslavskoe shosse, 26

M. Leonenko

Dzerzhinsk Karst Laboratory,

编辑信件的主要联系方式.
Email: mail@prokarst.ru
Russia, 606025, Dzerzhinsk, pr. Tsiolkovskоgo, 4a

A. Dzutsev

Avrora SK Co

编辑信件的主要联系方式.
Email: avrorask@inbox.ru
Russia, 119048, Moscow, ul. Luzhniki, 24, str. 22

参考

  1. Abdrakhmanov, R.F., Martin, V.I., Popov, V.G., Rozhdestvenskii, A.P., et al. Karst Bashkortostana [Karst of Bashkortostan]. Ufa, Informreklama Publ., 2002, 384 p. (in Russian)
  2. Anikeev, A.V. Provaly i voronki osedaniya v karstovykh raionakh: mekhanizmy obrazovaniya, prognoz i otsenka riska [Collapse and subsidence sinks in karst regions: formation mechanisms, prediction, and risk assessment]. Moscow, RUDN Univ. Publ., 2017, 328 p. (in Russian)
  3. Koposov, E.V., Tychina, O.V. Izuchenie faz razvitiya i uchet vozrasta proval’nykh voronok pri inzhenerno-geologicheskom rayonirovanii zakarstovannykh territoriy [A study of the stages of development and age of slump holes for engineering geological zonation of karst areas]. Inzhenernaya geologiya, 1983, no. 5, pp. 67–74. (in Russian)
  4. Leonenko, M.V., Yurgin, O.V., Khomenko, V.P., Lavrusevich, A.A. Risk obrazovaniya karsta (na primere provala bliz derevni Neledino Shatkovskogo raiona Nizhegorodskoi oblasti) [Risk of karst formation (by the example of a sinkhole near Neledino village in Shatkovsky District, Nizhny Novgorod region)]. Analiz, prognoz i upravlenie prirodnymi riskami s uchetom global’nogo izmeneniya klimata – GEORISK-2018: Materialy X Mezhd. nauchno-prak. konferentsii [Analysis, prediction, and natural risk management considering global climate change – GEORISK-2018. Proc. 10th Int. Sci.-Practical Conf.]. Moscow, RUDN Publ., 2018. vol. 1, pp. 77–82. (in Russian)
  5. Postoev, G.P. Predel’noe sostoyanie i deformatsii gruntov v massive (opolzni, karstovye provaly, osadki gruntovykh osnovanii) [Critical state and strain of soil in a groundmass (landslide, sinkhole, ground settlement]. Moscow; St. Petersburg, Nestor-Istoriya Publ., 2013, 100 p. (in Russian)
  6. Protodyakonov, M.M. Popytka opytnogo issledovaniya zakonov davleniya porod na gornye vyrabotki [Attempt of experimental research of laws of soil’s pressure on mine openings]. Gornyi zhurnal, 1912, no. 4–5, pp. 12–39. (in Russian)
  7. Rekomendatsii po proektirovaniyu fundamentov na zakarstovannykh territoriyakh [Guidance on foundation design in karst areas]. Moscow, PEM VNIIIS Publ., 1985, 78 p. (in Russian)
  8. Savarenskii, I.A., Mironov, N.A. Rukovodstvo po inzhenerno-geologicheskim izyskaniyam v raionakh razvitiya karsta [Manual for geological site investigations in karst-prone areas]. Moscow, PNIIIS Publ., 1995, 167 p. (in Russian)
  9. Savin, V.V., Khusainov, I.Zh. Opredelenie kriticheskogo radiusa karstovoi polosti [Determination of a critical radius of karst cavity]. Avtomobil’nye dorogi, 1984, no. 12, pp. 20–21. (in Russian)
  10. Tolmachev, V.V., Karpov, E.G., Khomenko, V.P., Martin, V.I., Davyd’ko, R.B. Mekhanizm deformatsii gornykh porod nad podzemnymi karstovymi formami [A mechanism of rock deformation above the underground karst forms]. Inzhenernaya geologiya, 1982, no. 4, pp. 46–59. (in Russian)
  11. Khomenko, V.P. Karstovo-obval’nye provaly “prostogo” tipa: polevye issledovaniya [Collapse sinkholes of “simple” type: in situ investigations]. Inzhenernaya geologiya, 2009, no. 4, pp. 40–48. (in Russian)
  12. Khomenko, V.P. Karstovoe provaloobrazovanie: mekhanizm i otsenka opasnosti [Collapse sinkholes formation: mechanisms and hazard assessment]. Ekologicheskaya bezopasnost’ i stroitel’stvo v karstovykh raionakh. Materialy Mezhdunarodnogo simpoziuma [Environmental safety and construction in karst areas. Proc. of the International Symposium]. Kataev, V.N., Zolotarev, D.R., Shcherbakov, S.V., Shilova, A.V., Eds. Perm, Perm State University Publ., 2015, pp. 50–60. (in Russian)
  13. Bierbaumer, A. Die Dimensionierung des Tunnellmauerwerkes. Leipzig, W. Engelmann, 1913. 102 p. (in German)
  14. Foose, R.M. Groundwater behavior in the Hershey Valley, Pennsylvania. Bulletin of the Geological Society of America, 1953, vol. 64, no. 6, pp. 623–645.
  15. Gutiérrez, F., Cooper, A.H., Johnson, K.S. Identification, prediction and mitigation of sinkhole hazards in evaporite karst areas. Environmental Geology, 2008, vol. 53, no. 5, pp. 1008–1022.
  16. Khomenko, V.P., Leonenko, M.V. The collapse of clays covering a karst cavity: in-situ investigation, conceptual model and prediction. Geotechnical Engineering for Infrastructure and Development. Proc. of the XVI ECSMGE, Edinburgh, UK, 13–17 September 2015, vol. 4. Slopes and Geohazards. ICE Publishing, 2015, pp. 2269–2274.
  17. Waltham, A.C., Fookes, P.G. Engineering classification of karst ground conditions. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 2003, vol. 36, pp. 101–118.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (1MB)
3.

下载 (753KB)
4.

下载 (666KB)
5.

下载 (934KB)
6.

下载 (524KB)
7.

下载 (289KB)
8.

下载 (871KB)

版权所有 © В.П. Хоменко, М.В. Леоненко, А.О. Дзуцев, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».