Обвалення лесового ґрунту, підповерхневі трубопровідні тунелі та осадження вертикального обриву після сильного дощу¶

Покриваючи приблизно 10 відсотків поверхні суші, лес (вимовляється luss або lers) , це пористе жовтувато-коричневе відкладення нанесеного вітром льодовикового мулу (розмір зерен від \(20\text{ до }50\text{ мікрометрів}\)), який покриває величезні регіони центральних Сполучених Штатів (Лесові пагорби на заході Айова, Небраска, Міссурі, Канзас, Іллінойс і нижня частина долини Міссісіпі від Мемфіса до Віксбурга та Натчеза, а також Палуза у Вашингтоні та Айдахо), Китай (Лесове плато площею 640 000 квадратних кілометрів через Шеньсі, Ганьсу, Шаньсі та Хенань), центральний і східна Європа (вздовж басейнів Дунаю, Рейну та Дніпра від Німеччини та Австрії до Угорщини, Румунії та України), Аргентина (Пампа) та Нова Зеландія (Півострів Кентербері/Бенкс). Лес має відомий геологічний парадокс: коли він висихає, він десятиліттями стоїть у вертикальних скелях заввишки від 30 до 90 метрів (100-300 футів) і розрізах шосе, як суцільна скеля, але вода миттєво насичує його мікроскопічні глиняні та кальцієво-карбонатні містки, він втрачає до 80-90 відсотків свого зсуву. сила в хвилинах. Така чутливість до вологи викликає три раптові, руйнівні геотехнічні надзвичайні ситуації: (1) гідроконсолідацію (руйнування фундаменту, спричинене зволоженням), коли зламана водопровідна труба, септичне дренажне поле без облицювання або засмічена водостічна труба на даху спричиняє ущільнення ґрунту під будинком на 30-150 сантиметрів (1-5 футів) за ніч, розриваючись. фундаменти і газопроводи навпіл; (2) підповерхнева ерозія трубопроводів і «лесові псевдокарстові» воронки, де проникаюча дощова вода вирізає приховані підземні тунелі та печери шириною від 2 до 15 метрів (6,5 до 50 футів) під неушкодженою поверхневою травою, доки двір, трактор або дорога раптово не падають у прірву; та (3) обвалення вертикальної стовпчастої плити обриву та псевдозріджені селеві потоки, де вертикальні напружені шви позаду обриву відриваються без попередження після тривалих дощів або землетрусів. Якщо будівля різко трісне, обрушиться обрив або хтось упаде в шахту трубопроводу, негайно зателефонуйте за місцевим номером служби екстреної допомоги (911 у Сполучених Штатах і Канаді, 112 у всьому Європейському Союзі, 999 у Великій Британії) або перегляньте наш довідник номери екстрених служб. Про надзвичайні ситуації, пов’язані зі стабільністю ґрунту, читайте в наших посібниках воронки та раптовий обвал ґрунту, зсуви, селі та селеві потоки, експансивне здимання глинистого ґрунту, осідання через посуху та розтріскування основи, і обвалення будівельних риштувань, обвалення траншеї та падіння конструкції.

Зробіть це зараз¶

1. Негайно евакуюйте будь-яку будівлю на лесовому ґрунті, якщо двері та вікна раптово зачиняються, діагональні тріщини на сходах підіймаються до цегляних/гіпсокартонних стін або ви чуєте гучний тріск конструкцій після сильного дощу чи протікання водопроводу: Коли розбірний лес під фундаментом насичується (гідроконсолідація), один кут будівлі може впасти на 15-60°. сантиметрів (від 6 до 24 дюймів) у годинах. Ця диференціальна осаджувальна машина розрізає жорсткі труби для подачі природного газу безпосередньо біля входу в стіну фундаменту. Перекрийте головний зовнішній вентиль лічильника газу гайковим ключем, якщо відчуєте запах газу або почуєте шипіння, перекрийте головний водяний кран (зламана водопровідна труба часто є причиною розчинення ґрунту під будинком) і виведіть усіх на вулицю.
2. Ніколи не проходьте та не косіть через круглі «заглибини-блюдця», лінії невеликих отворів або свистячі/булькаючі отвори на лесовому схилі пагорба («Лесові трубчасті воронки»): Те, що виглядає як 30-сантиметрова (12-дюймова) нора тварин або неглибоке занурення в траву на лесовому схилі, часто є крихітним світловим отвором підземна трубопровідна печера у формі дзвона глибиною від 3 до 10 метрів (від 10 до 33 футів) і шириною 5 метрів (16 футів), вирізана підземним стоком води. Тонкий міст із сухого, зв’язаного корінням дерну, що перекриває дах печери, миттєво руйнується під вагою людини, газонокосарки чи худоби.
3. Якщо хтось впав у зруйнований лесовий ствол або воронку, НІКОЛИ не підходьте до краю ями, щоб подивитися вниз або витягнути їх рукою: Оскільки лесові стволи розширюються під землею, як перевернута воронка (дзвонова яма), навколишній 2-4 метри (6,5-13 футів) дерну навколо ями є непідкріпленим нависаючим дахом. Негайно зателефонуйте за номером 911 / 112 / 999, щоб викликати пожежно-рятувальну технічну групу порятунку в траншеї / мотузкову рятувальну групу в замкнутому просторі, тримайте всіх перехожих на відстані принаймні 6 метрів (20 футів) і пропускайте рятувальну мотузку лише здалеку, лежачи на драбинах або листах фанери, прикріплених до стійкої землі на горі.
4. **Тримайтеся подалі від основи ТА верхнього краю вертикальних лесових схилів і глибоких западин «затонулих доріг» під час і протягом 72 годин після сильного дощу, швидкого танення снігу або циклів замерзання та відтавання: ** Лес має природні вертикальні стовпчасті з’єднання (вертикальні площини розколу, створені корінням древніх рослин і висиханням). Коли дощова вода потрапляє у вертикальні тріщини натягу на 1-4 метри (3,3-13 футів) за верхнім краєм обриву, гідростатичний тиск води штовхає 500-тонний вертикальний стовп або плиту мулу назовні, перекидаючи його через дорогу або будинок біля основи менш ніж за 3 секунди.
5. Якщо ви почуєте тріск, тріск або побачите пил/грудки, що сочяться вниз по вертикальному лесовому обриву, бігніть БІКОВО або прямо від носка (принаймні в 1,5-2 рази вище за висоту обриву): Коли висока лесова плита падає і розбивається від удару, захоплене порове повітря або вода розріджують мул у швидку лавину сухого пилу або насичений селевий потік, який проноситься далеко повз підніжжя скелі.
6. Негайно перекрийте та відведіть усі концентровані джерела води на відстані щонайменше від 3 до 5 метрів (10-16 футів) від фундаментів і вершин скелі: Якщо жолоб на даху переповнюється, плавальний басейн стікає, садовий шланг залишився запущеним або злив насоса біля будинку, побудованого на лесі, негайно припиніть потік води та простягніть жорсткі дренажні труби подалі від конструкції та вниз до будь-якого дна. обрив схилу в герметичних трубах.

Дерево рішень: обвалення лесової основи, воронка трубопроводу та сортування обриву обриву¶

flowchart TD
    Start["Геотехнічна надзвичайна ситуація в Лосі: раптове падіння ґрунту, розтріскування фундаменту або обрив"] --> HazardType{"1. Яка лесова небезпека має місце зараз?"}

    HazardType -->|"1. ГІДРОКОНСОЛІДАЦІЯ БУДІВЛІ: заклинювання дверей, діагональні тріщини на стінах або нахил підлоги"| BuildingAction["ПРОТОКОЛ ГІДРОКОНСОЛІДАЦІЇ ТА ГАЗОВОГО ЗСУВУ: 1. Евакуюйте всіх мешканців подалі від кам’яних стін/димоходів 2. Негайно перекрийте головний зовнішній водяний клапан (зупиняє розчинення ґрунту) 3. Перевірте наявність запаху/шипіння природного газу; Закрийте зовнішній газовий лічильник у разі витоку. 4. Не входьте повторно, доки не перевірить інженер-конструктор/геотехнік"]

    HazardType -->|"2. ПІДПОВЕРХОВИЙ ТРУБОПРОВОДНИЙ ТУНЕЛЬ АБО ПСЕВДОКАРСТОВА ВОРОНА: Яра у дворі, порожниста земля або впала людина"| PipingCheck{"Людина чи транспортний засіб застрягли всередині обваленої шахти?"}

    PipingCheck -->|"Так: людина впала в шахту трубопроводу"| ShaftRescue["ПРОТОКОЛ ВИВОЛЮВАННЯ З ЯМИ: 1. Негайно зателефонуйте за номером 911 / 112 / 999 для технічної рятувальної служби за допомогою мотузок і траншей. 2. НІКОЛИ не підходьте до краю (нависаючий дах дзвона провалиться перед потерпілим) 3. Тримайте всіх перехожих >6 м (20 футів) позаду; Укладайте драбини/фанеру лише з боку підйому 4. Опустіть прив’язану мотузку/ремінь з безпечного місця"]

    PipingCheck -->|"Ні: у дворі/дорозі виявлено відкриту яму або булькаючий вихор"| CordonHole["ПРОТОКОЛ ПРОВЕДЕННЯ ТРУБОПРОВОДУ: 1. Огородіть всю лінію западин радіусом 10 м (33 фути) 2. Ніколи не намагайтеся засипати отвір активного трубопроводу брудом або водою 3. Знайдіть і перекрийте будь-який зливовий дренаж, водопропускну трубу або септичну трубу, що протікає."]

    HazardType -->|"3. ОБВАЛЕННЯ ВЕРТИКАЛЬНОЇ ЛЕСОВОЇ ПЛИТИ АБО СЕЛЕВИЙ ПОТОК: тріщини на скелі або паралельні верхні тріщини"| BluffWhere{"Ви на верхньому краю обриву чи на нижньому носку?"}

    BluffWhere -->|"На вершині обриву біля краю"| RetreatInland["ВІДСТУП ВЕРХНЬОГО КРАЮ ПЛИТ: 1. Негайно перейдіть углиб суші принаймні на 15 м (50 футів) за найвіддаленішою паралельною тріщиною розтягування 2. Ніколи не керуйте транспортними засобами та не розвантажуйте ринви на даху поблизу обриву."]

    BluffWhere -->|"На нижній основі Блаффа"| SprintOut["УХИЛЕННЯ ВІД ПАДІННЯ ОСНОВНОЇ ПЛИТИ: 1. Спринт прямо від основи скелі (мінімум від 1,5x до 2x висоти обриву) або 90 градусів збоку 2. Слідкуйте за вторинним псевдозрідженим селевим потоком після початкового падіння блоку"]

Мікроструктура вітрового лесу: чому сухі скелі перетворюються на мул, що обвалюється¶

Щоб зрозуміти, чому лес поводиться так, як будь-який інший ґрунт на Землі, інженери-геотехніки розглядають його еолову (осаджену вітром) мікроструктуру під скануючим електронним мікроскопом.

1. Відкритий стільниковий скелет і глиняні/карбонатні мости¶

Під час плейстоценових льодовикових періодів сильні стокові вітри, що дмуть через сухі льодовикові рівнини, підхоплювали кутасті кварцові та польові шпатові зерна мулу (\(0,02\text{ до }0,05\text{ міліметрів}\) у поперечнику, консистенція тальку або борошна) і відкладали їх у вигляді ковдр від 5 до понад 200 метрів (від 16 до 650 футів) за вітром долин великих річок (Міссурі, Міссісіпі, Йеллоу, Рейн і Дунай). - Висока пористість (від 45 до 55 відсотків порожнього простору): Оскільки відкладені вітром зерна мулу м’яко осідають із повітря навколо стебел трави, а не ущільнюються під водою, сухий незайманий лес має надзвичайно пухку, відкриту структуру, схожу на стільники. Насправді його суха об’ємна щільність настільки низька (1,2-1,4 грама на кубічний сантиметр), що майже половина об’єму сухого лесу , це порожні повітряні пори, більші за самі зерна мулу (макропори та вертикальні скам’янілі кореневі трубки). - Що тримає сухі соти: Кутасті зерна кварцового мулу фактично не стикаються одна з одною міцно. Замість цього вони розділені та точково зварені в точках контакту крихітними менісками з монтморилонітової/ілітової глини та осадами карбонату кальцію (каліше), підсиленими високим від’ємним поровим тиском води (матричне всмоктування) у висиханні. - Чому лес стоїть вертикально, коли сухий, але зазнає невдачі на схилі 45 градусів: Оскільки дощова вода, що просочується вниз через вертикальні кореневі трубки, швидко розмиває схилені поверхні лесу через змивання листів, зрізання берега дороги в лесі під стандартним схилом 45 градусів викликає швидку ерозію яру. І навпаки, зрізання сухого лесу на майже вертикальну (\(75°\text{ до }90°\)) стіну мінімізує площу поверхні, яка піддається впливу дощу, дозволяючи вертикальним лесовим скелям стояти десятиліттями, поки вода не проникне ззаду або знизу.

2. Три режими катастрофічної відмови після намокання¶

Миттєва вода насичує сухий неущільнений лес, що перевищує його критичний поріг вологості (зазвичай, коли ступінь насичення підвищується від 30 відсотків до 65 відсотків до 85 відсотків), активуються три різні механізми руйнування: 1. Гідроконсолідація (осадження колапсу під навантаженням): Вода розчиняє розчинні карбонатні солі та гідратує/пом’якшує мікроскопічні глиняні містки, що утримують зерна мулу. Під дією нижньої ваги фундаменту будівлі (або навіть під вагою самого верхнього ґрунту, який називається саморозбірним лесом, якщо його товщина перевищує 10-15 метрів), глиняні перемички зрізаються одночасно. Зерна мулу скидаються у відкриті повітряні порожнечі, і об’єм ґрунту скорочується по вертикалі на 5-15 відсотків, опускаючи фундамент будинку, опори мосту або облицювання каналу на 30-150 сантиметрів (від 1 до 5 футів), а ґрунт фактично не залишає це місце. 2. Підповерхневі труби та псевдокарстові тунелі (внутрішня ерозія): Оскільки лес містить мільйони вертикальних кореневих отворів, нір гризунів і тріщин висихання, поверхнева дощова вода швидко спускається вниз, доки не потрапляє на трохи щільніший похований шар ґрунту (палеопочву) або шар корінних порід. Потім вода повертає вбік і тече горизонтально під землею до найближчого яру або схилу пагорба. Оскільки насичені лесові зерна мають нульову когезію (диспергуючий мул), підземна вода, що стікає, легко вимиває мулові зерна, прорізаючи розширювальну підземну трубу (суфозійний тунель), яка перетворюється на 5-метрову підземну печеру, тоді як суха трава та коріння на поверхні залишаються повністю недоторканими, поки дах не провалиться у вигляді лесу. псевдокарстова воронка. 3. Вертикальні стовпчасті перекиди та зсуви: Коли вода заповнює вертикальну тріщину висихання на 2 метри за вертикальною лесовою скелею, гідростатичний тиск води штовхає назовні відокремлену колону, одночасно насичуючи та розріджуючи основу (носок) колони. Уся вертикальна плита заввишки 20 метрів перекидається вперед або зрізається вниз, розбиваючись від удару та перетворюючись у високошвидкісний муловий селевий потік.

Порівняння трьох лесових геотехнічних надзвичайних ситуацій¶

Розпізнавання та збереження підземних трубопровідних тунелів («лесовий псевдокарст»)¶

Більшість людей вважає, що воронки трапляються лише у Флориді чи Кентуккі, де розчиняється вапнякова основа (карст). У лесових регіонах (західна Айова, Небраска, Міссісіпі, штат Вашингтон, басейн Дунаю та Китайське лесове плато, де вони називаються лесовими воронками або luoshuidong), трубоподібний псевдокарст створює воронки настільки ж глибокі та набагато більш нестабільні в чистому мулистому ґрунті.

1. Як виявити прихований підземний трубний тунель у вашому дворі чи на пасовищі¶

Пройдіться по своїй власності від нижньої частини схилу вгору (з безпечної відстані) і знайдіть три безпомилкові підказки на поверхні: 1. «Бісерне намисто» вирівняних западин: Оскільки підземний трубний тунель пролягає по одному підземному дренажному каналу вниз до ущелини або врізки дороги, дах тунелю з певними проміжками прогинається вздовж шляху. Якщо ви бачите дві, три або чотири невеликі круглі отвори або неглибокі тарілчасті западини, розташовані по прямій або вигнутій лінії, що прямують до краю схилу, це означає, що прямо під, здавалося б, суцільною травою між отворами є безперервна порожниста підземна печера, яка з’єднує їх. Ніколи не проходьте між двома вирівняними отворами. 2. Нависаючий профіль «дзвонової ями»: коли лесова печера вперше проривається на поверхню, отвір у дерні може бути лише 30-60 сантиметрів (1-2 фути) завширшки, утримуваний разом сплутаним корінням трави, тоді як на 1 метр (3,3 фута) під травою шахта дзвонить назовні в порожнисту камеру 3 до 6 метрів (від 10 до 20 футів) у діаметрі. 3. Пружина витоку/віяло мулу на підніжці: Пройдіть по дну яру, розрізу дороги або підпірної стінки від 20 до 100 метрів вниз. Якщо ви знайдете новоутворений тунельний вихід у формі арки, який виливає каламутну жовто-коричневу мулову воду, або віялоподібну купу розмитого жовтого мулу біля основи берега після дощу, активний трубопровідний тунель видовбує схил пагорба прямо над ним.

2. Чому ви НІКОЛИ не повинні намагатися виправити отвір труби, скинувши бруд у верхню частину¶

Коли власники будинків виявляють 1-метрову воронку на лесовому майданчику, їхній перший інстинкт полягає в тому, щоб висипати вантажівку верхнього шару ґрунту або гравію в яму та полити водою. - Чому це не вдається і печера збільшується: Канал підземної води на дні трубопровідної шахти (часто глибиною від 3 до 8 метрів) все ще широко відкритий. Скидання розсипаного бруду у верхню частину без розкопок і герметизації глибокого горизонтального вихідного отвору труби просто змиває новий бруд у підземний тунель під час наступної зливи, тоді як додана вода розчиняє стінки дзвонової камери та подвоює розмір воронки. - Належна інженерна рекультивація: Геотехнічний підрядник повинен провести розкопки аж до основи труби в суху погоду, встановити перевернутий фільтр з геотекстилю/піску (який дозволяє ґрунтовій воді просочуватися, не дозволяючи дрібним 20-мікрометровим зернам мулу промиватися), і компактний низькопроникний глиняно-муловий заповнювач тонкими 15-сантиметровими (6-дюймовими) підйомниками на оптимальний вміст вологи.

Пережив гідроущільнення в будинках і будівлях на розбірних лесах¶

У містах і селищах, побудованих на товстих лесових відкладеннях (таких як Омаха, Каунсіл-Блафс, Су-Сіті, Канзас-Сіті, Сент-Джозеф, Мемфіс, Віксбург, Спокен/Пулман, Ланьчжоу, Сіань, Белград і Бухарест), гідроконсолідація щороку спричиняє сотні мільйонів доларів у вигляді раптових структурних пошкоджень.

1. 5-хвилинний аудит домашньої сантехніки та каналізації для лесових фундаментів¶

Понад 70 відсотків руйнувань житлових лесових фундаментів спричинені не лише природною погодою, а й концентрованим введенням води людиною в межах 3 метрів (10 футів) від периметра фундаменту: - Перевірка №1 (Перевірка лічильника води на герметичність): Закрийте всі крани, посудомийні машини та туалети у вашому домі та подивіться на маленький трикутний або зіркоподібний циферблат індикатора витоків на вашому лічильнику води. Якщо циферблат обертається, коли вода в приміщенні відключена, це означає, що підземна труба пропускає воду прямо в розбірний лес під вашою плитою або фундаментом підвалу. Негайно перекрийте головний бордюрний кран з боку вулиці. - Перевірка №2 (Восточні труби та жолоби на даху): Дах площею 185 квадратних метрів (2000 квадратних футів) збирає 4700 літрів (1250 галонів) води під час однієї 25-міліметрової (1-дюймової) грози. Якщо одне коліно водостічної труби впаде і скине ці 4700 літрів у ґрунт в одному куті будинку, це за одну ніч наситить 5-метровий стовп лесу, який переступить поріг обвалення. Усі водостічні труби на лесовому ґрунті мають скидати воду в суцільні неперфоровані труби з ПВХ, які несуть воду принаймні на 3-5 метрів (10-16 футів) від будинку в мощену вуличну жолобку або зливову каналізацію. - Перевірка №3 (зворотне градування фундаменту): з часом ґрунт біля будинку трохи осідає, утворюючи жолоб, який нахиляється до стіни підвалу, а не від неї. Підтримуйте мінімальний 5-10-відсотковий позитивний ухил (15 сантиметрів падіння на перші 3 метри [6 дюймів на 10 футів]), ущільнений низькопроникним ґрунтом від усіх стін фундаменту, і ніколи не садіть водоємні клумби та не запускайте автоматичні спринклерні головки для газону в межах 2 метрів (6,5 футів) від фундаменту на лесі. - Перевірка №4 (Септичні системи та плавальні басейни): Ніколи не встановлюйте необлицьоване септичне поле для вилуговування, сухий колодязь, фільтраційну яму для дощової води або протікаючий плавальний басейн на пагорбі або в межах 15 метрів (50 футів) від будівлі чи краю обриву в лесовій місцевості, що руйнується.

Регіональні номери екстрених служб і протоколи агентств¶

• Сполучені Штати: Негайно телефонуйте за номером 911 у разі будь-якого поховання в траншеї/схилі, людини, яка потрапила в ополонку трубопроводу, або поломки газопроводу. Телефонуйте 811 перед будь-якими розкопками. Щоб отримати оцінку геологічної небезпеки в первинних лесових поясах США, зверніться до Геологічної служби США (USGS), Геологічної служби Айови / Iowa DOT (Західні Айовські лесові пагорби), Відділу охорони та дослідження Небраски, Геологічної служби Міссурі (MoDNR) та Департамент якості навколишнього середовища штату Міссісіпі (Управління геології MDEQ) для стандартів стабільності обриву Віксбурга/Натчеза.
• Китай (регіон Лесового плато: Шеньсі, Ганьсу, Шаньсі, Хенань, Нінся): Телефонуйте 119 (Пожежно-технічна служба порятунку), 110 (Поліція) або 120 (Швидка допомога). Негайно повідомляйте про тріщини на обривах, просочування вологи з даху печер (yaodong) або водостоки в трубах терас місцевим спеціалістам із моніторингу геологічної небезпеки та Центру раннього попередження про геологічні небезпеки Міністерства природних ресурсів (MNR).
• Європейський Союз і Об’єднане Королівство: Телефонуйте за номером 112 у всіх країнах-членах ЄС (або за номером 999 у Великобританії, де в графствах Кент, Ессекс і Сассекс трапляються тонші поклади цегли/лесу). У товстих лесових поясах Дунаю та Рейну (Німеччина, Австрія, Угорщина, Румунія, Сербія, Болгарія) муніципальні служби цивільного захисту та геологічні дослідження (BGR у Німеччині, GeoSphere Austria, SZTFH в Угорщині) керують обривом обриву та руйнуванням історичного затонулого шляху (Hohlwege) або підвалу (Kellergassen).
• Нова Зеландія (Кентербері / півострів Бенкс / Отаго Лоес Хіллс): Телефонуйте 111 для екстреної рятувальної служби та повідомляйте про ерозію тунелю-яру або нестабільність скелі в Environment Canterbury (ECan) / Christchurch City Council Geotechnical Teams і EQC / Toka Tū Ake.

Часті запитання¶

Чому нанесений вітром лесовий ґрунт може стояти на 30-метровій (100-футовій) вертикальній скелі, коли він висихає, але впадає в рідкий мул, коли він стає вологим?¶

Коли вітер осідав дрібні зерна кварцового мулу під час льодовикового періоду, кутасті зерна осідали у пухку відкриту стільникову структуру, де майже 50 відсотків об’єму ґрунту займає порожній повітряний простір. Ці зерна утримуються лише мікроскопічними точковими зварними швами сухої глини та солей карбонату кальцію в місцях контакту. Поки лес залишається сухим, ці крихітні мінеральні містки надають йому надзвичайної вертикальної міцності. Однак у той момент, коли вода насичує ґрунт, вода розчиняє карбонатні солі та пом’якшує глиняні містки, перетворюючи їх на гладке мастило, що змушує відкритий стільниковий скелет миттєво згортатися в щільну, незв’язану суспензію.

Що таке «гідроконсолідація» і як зламана водопровідна труба чи забитий жолоб може за одну ніч зруйнувати будинок, побудований на лесі?¶

Гідроконсолідація (осідання колапсу, викликаного зволоженням) відбувається, коли вода насичує сухий неущільнений лес під важким фундаментом будівлі. Оскільки половина об’єму сухого лесу складається з відкритих повітряних пор, які утримуються водорозчинними глинистими перемичками, намочування ґрунту під одним кутом будинку призводить до того, що зерна мулу руйнуються в цих порожніх порах під вагою будівлі. Не змиваючи жодного кілограма бруду, поверхня ґрунту під мокрим кутом може опускатися вертикально на 15-100 сантиметрів (6-40 дюймів) за години, тріскаючи стіни під кутом 45 градусів, забиваючи двері та розриваючи закопані в землі газові та каналізаційні труби.

Що таке «лесова воронка» (псевдокарст), і чому край навколо отвору такий небезпечний?¶

Коли сильний дощ стікає по вертикальних тріщинах або норах гризунів на лесовому схилі пагорба, він потрапляє на більш щільний підземний шар і тече горизонтально до підніжжя пагорба, змиваючи незчеплені зерна мулу, щоб прорізати великий підземний тунель («трубопровод»). Коли дах цього підземного тунелю прогинається вгору, він утворює під землею підземну камеру у формі дзвона (яму для дзвонів) шириною від 3 до 8 метрів, яка проривається до трави нагорі у вигляді крихітного отвору розміром від 30 до 60 сантиметрів. Оскільки оточуючі 2-4 метри трави навколо цього невеликого отвору є безпідтримковим, порожнистим дахом над дзвоновою камерою, підійти до краю, щоб зазирнути всередину, ви змушуєте весь торф згорнути на вас.

Чому дороги та стежки на лесових пагорбах часто виглядають як глибокі каньйони з вертикальними стінами («затонулі смуги») і коли вони небезпечні?¶

Століттями кроки, колеса возів і сільськогосподарські транспортні засоби подрібнювали пухку структуру мулу вздовж стежок у Китаї, Айові, Міссісіпі та Європі (де вони називаються *Hohlwege* у Німеччині/Австрії або *wąwozy lessowe* у Польщі), дозволяючи вітру та дощу змивати збурений пил, доки дорога не просіла на 5-25 метрів (16-80 футів) прямо. вниз між вертикальними лесовими стінами. У той час як сухі затонулі смуги стабільні, прогулянка або проїзд по глибокій лесовій смузі з вертикальними стінами під час або відразу після проливного дощу, швидкої весняної відлиги або землетрусу є смертельною: вода, що потрапляє у вертикальні тріщини розколу у верхній частині стін, змушує багатотонні вертикальні плити перекидатися через вузьке дно каньйону, не маючи можливості ухилитися.

Чому будівельні норми в лесових зонах забороняють зрізати схил у стандартний схил під кутом 45 градусів?¶

У звичайних глинистих або гравійних ґрунтах інженери зрізають береги доріг під плавним кутом від 30 до 45 градусів, щоб запобігти зсувам. У товстих лесових відкладеннях, однак, зрізання відкритого 45-градусного схилу піддає всю поверхню диспергованого мулу впливу крапель дощу та стоку листів, які швидко прорізають катастрофічні 5-метрові яри та трубопровідні тунелі на пагорбі. Натомість інженери-геотехніки в Айові, Міссісіпі та Китаї зрізали лесові скелі на **ступінчасті вертикальні або майже вертикальні ($75°\text{ до }80°$) лави (тераси)**, розділені вимощеними горизонтальними дренажними канавами позаду кожної лави, щоб дощова вода ніколи не стікала вниз по вертикальній муловій поверхні.

Яка перша допомога необхідна, якщо когось засипало обваленим лесовим берегом або траншеєю?¶

Сухий або вологий лесовий мул під час удару розпадається на дрібний, схожий на борошно, порошок, який щільно облягає грудну клітку та заповнює ніс, рот і трахею, викликаючи швидку асфіксію протягом 2-4 хвилин. Негайно зателефонуйте за номером 911 / 112 / 999, перш ніж увійти, переконайтеся, що жодна друга вертикальна плита не нависає над зоною колапсу, звільніть голову потерпілого та **всю стінку грудної клітини** руками та відрами (ніколи не закривайте металеві лопати біля голови), вимітайте ганчіркою дрібний жовтий мул із рота та ніздрів і негайно розпочніть дихання та серцево-легеневу реанімацію, якщо вони є. не відповідає. Проходження сертифікованого курсу першої допомоги та серцево-легеневої реанімації від Червоного Хреста, St John Ambulance або місцевого провайдера підготує вас до проведення життєво важливих реанімаційних заходів.

Пов'язані посібники¶

• Виживання ворон і раптових обвалів землі
• Евакуація зсувів, селів, селів
• Розширене здимання глинистого ґрунту, осідання через посуху та розтріскування основи
• Обвалення будівельних риштувань, обвал траншеї та падіння конструкції

Джерела та офіційне керівництво¶

• Геологічна служба США (USGS) і Геологічна служба Айови: Геотехнічні властивості, гідроконсолідаційний колапс і стабільність схилів середньоконтинентальних лесових відкладень (Західні Айовські лесові пагорби та Нижня частина Міссісіпі Веллі Блафс).
• Бюро меліорації США (USBR) та Інженерний корпус армії США (USACE Віксбургський округ): Проектування та будівництво на складних лесових ґрунтах: попереднє зволоження, дренажні перешкоди та підземні трубопроводи / запобігання внутрішньої ерозії.
• Міністерство природних ресурсів Китайської Народної Республіки (MNR) і Китайська геологічна служба (CGS): Моніторинг геонебезпеки на Лесовому плато, запобігання насиченому обвалу в печерах (Яодун) і протоколи раннього попередження про лесову воронку/зсув.
• Навколишнє середовище Кентербері (ECan) і GNS Science (Нова Зеландія): Механіка ерозії тунельно-ярового (лесового трубопроводу) і управління зливовими водами на схилі пагорба на півострові Бенкс і лесових схилах Південного острова.
• Управління з охорони праці (OSHA, Сполучені Штати, 29 CFR 1926 Subpart P): Стандарти техніки безпеки під час земляних робіт і риття траншей: класифікація мулу/лесу, що згортається, як нестабільний ґрунт типу B/C і обов’язкове кріплення траншеї.