Интерфейс климата и геомеханики для адаптивных и устойчивых геотехнических сооружений

Геотехнические сооружения, такие как фундаменты, насыпи, подпорные сооружения, устои мостов, а также природные и инженерно сформированные откосы, взаимодействуют с грунтом, обеспечивая безопасность и функциональность конструкций. Одним из значимых факторов, влияющих на эти системы, является климат, который непрерывно воздействует на состояние грунта посредством динамических процессов. В течение последнего столетия изменение климата усилилось, что повысило неопределенность в отношении безопасности как существующих, так и проектируемых геотехнических сооружений. Хотя воздействие изменения климата на геотехнические сооружения очевидно, эффективные методы его учета по-прежнему остаются неопределенными. В статье представлен подход к снижению последствий изменения климата и адаптации к ним посредством поэтапного геомеханического анализа и геотехнического проектирования, учитывающих ожидаемые климатические условия. Предложена новая методология, систематически интегрирующая прогнозируемые климатические сценарии в геомеханическое моделирование и обеспечивающая климатически устойчивое проектирование геотехнических сооружений. Эта концепция устанавливает интерфейс между климатическими воздействиями и геомеханическими данными, охватывая причинно-следственную цепочку климатических опасностей, их воздействий и потенциальных последствий. Предлагаемый интерфейс представляет собой практический инструмент интеграции климатических факторов в геотехническое проектирование и способствует адаптивному и устойчивому планированию инфраструктуры. Подход продемонстрирован на различных типах геотехнических сооружений; его применение проиллюстрировано подробным анализом устойчивости откоса. Результаты показывают, что интерфейс, учитывающий такие процессы, как инфильтрация воды, коэффициент фильтрации грунта и движение подземных вод, часто имеет решающее значение для оценки устойчивости откосов. Кроме того, устойчивость откоса во многих случаях можно сохранить с помощью простых своевременно реализованных природоподобных решений (NbS), тогда как запоздалые меры обычно требуют более сложных и дорогостоящих вмешательств.