Was Ist Bodenverflüssigung?

Bodenverflüssigung beschreibt einen Boden, der bei starker Beanspruchung an Festigkeit verliert. Gesättigte Böden, in denen Verflüssigung stattfindet, sind Böden, in denen die Zwischenräume zwischen den Bodenteilchen mit Wasser gefüllt sind. Das Wasser übt einen begrenzten Druck aus, der durch ein Erdbeben verstärkt wird. Die Verflüssigung übt auch Druck auf die Stützwände aus, wodurch die Bodenteilchen gleiten oder kippen. Solche Bewegungen verursachen normalerweise erhebliche Schäden an Strukturen.

Beispiele für Bodenverflüssigungsvorfälle

Niigata Erdbeben (Honshu, Japan, 1964)

Im Juni traf 16, 1964, ein Erdbeben der Stärke zwischen 7.5 und 7.6, die Stadt Niigata, Japan. Das Erdbeben hatte eine Brennweite von 21-Meilen, wobei die Küstengebiete eine schwere Bodenverflüssigung von VIII auf der Mercalli-Intensitätsskala erfahren. Rückwärtsbewegungen des Bodens und schlechte Untergrundbedingungen sind einige der Faktoren, die den Fehler reaktiviert haben. Der größte Teil von Niigata besteht aus unkonsolidiertem Sand aus deltaischen Ablagerungen der Flüsse Agano und Shinano. 15 Minuten nach dem Erdbeben erhielt Niigata seine erste Welle des Tsunami. Es überschwemmte die Awa-Insel, Sado-Insel und Oki-Inseln in der Präfektur Shimane. Ryotsu Harbour verzeichnete eine 9-Fußhochwelle, Shiotami 13-Füße und Naoetsu 3-6-Füße. Sandstrände haben bis zu 20 Füße aufgenommen. Die folgenden Wellen hatten eine 20 und 50 Minute Zeitintervall.

Alaska Erdbeben (Süd-Zentral-Alaska, USA, 1964)

März 27, 1964 brachte ein 9.2-Moment Magnitude Erdbeben in die Prince William Sound Gebiete von Alaska. Das Erdbeben begann um 15.5 Meilen unter der Erde, mit dem Epizentrum über 74 Meilen östlich von Anchorage, 6 Meilen östlich des Fiord College und 55 Meilen westlich von Valdez. Die Verzückung dauerte etwa 4.5 Minuten und war damit die stärkste Bodenverflüssigung in der Geschichte der USA. Die Bewegungen wurden so weit wie 1200 Meilen in Seattle, Washington gefühlt. Flüsse, Seen und viele Wasserstraßen schwappten bis nach Texas und Louisiana. Nur die Wasserschreiber von Delaware, Connecticut und Rhode Island registrierten das Erdbeben nicht. Tsunamis vom Erdbeben verursachten erhebliche Schäden bis nach Kalifornien und Oregon. In 129 gab es 2.3-Todesfälle und einen Vermögensverlust in Höhe von $ 2013 Milliarden.

Loma Prieta Erdbeben (Nord-Kalifornien, USA, 1989)

Im Oktober traf 17, 1989, ein Erdbeben mit einem Epizentrum in Nisene Marks State Park in Nordkalifornien für ungefähr 8-15 Minuten. Loma Prieta Erdbeben hatte eine 6.9-Moment Magnitude und IX maximale Mercalli Intensität. 63 Menschen starben und 3,757 wurden verletzt. Die Region hatte eine vierjährige Dürreperiode durchgemacht, wodurch das Risiko von Erdrutschen begrenzt wurde. Das Terrain um das Epizentrum herum erlebte jedoch eine große Bewegung mit bis zu 4,000-Bodenfehlern, die in diesen 15-Sekunden auftraten. In Santa Cruz County kam es zu umfangreichen Schäden und im Monterey County zu erheblichen Sachschäden. Die Auswirkungen erstreckten sich jedoch auf die San Francisco Bay Area sowie auf Oakland, wo die Amplifikation aufgrund der Verflüssigung stattfand. Es gab eine große Anzahl von Bodeneffekten, wie Abwärtsbewegung, Bodenrisse und Einbrüche. Verflüssigung verursachte schwere Schäden im Marina District von San Francisco und ein zerstörungsfreier Tsunami traf Monterey Bay. Der höchste Schaden ist beim Einsturz des Cypress Street Viaduct Nimitz Freeway passiert. Der obere doppelstöckige Teil der Autobahn stürzte ein und zerschmetterte die Autos auf den unteren Ebenen, während das Auto auf der höheren Autobahn abstürzte. 49 Füße der Brücke, die San Francisco mit Oakland Bay verbindet, brach auch zusammen.

Die Auswirkungen von Bodenverunreinigungen mildern

Bodenverflüssigung kann extreme Schäden an Umwelt und Gebäuden verursachen. Gebäude mit sandigem Fundament erfahren einen sofortigen Verlust an Unterstützung, was zu einer drastischen und unregelmäßigen Gebäudeanordnung und somit zu schweren strukturellen Schäden führt. Die ruckartige Bodenbewegung kann unterirdische Versorgungsleitungen durchbrechen. So haben Erdbebeningenieure Mittel zur Minderung von Verflüchtigungen entwickelt, um diese Auswirkungen zu minimieren. Zu diesen Methoden gehören Bodenverdichtungsmethoden wie die Vibro-Verdichtung mit Tiefenvibratoren, Vibro-Steinsäulen und dynamische Verdichtung. Diese Techniken führen zu einer Bodenverdichtung, die es Strukturen ermöglicht, Bodenverflüssigungen zu widerstehen. Vorhandene Gebäude könnten mit Mörtel injiziert werden, der die Bodenschicht stabilisiert, die für die Verflüssigung anfällig ist.

Was ist Bodenverflüssigung?