Naukowcy i studenci Politechniki Krakowskiej zakończyli zaawansowane badania Kopca Kościuszki z wykorzystaniem nowoczesnych technologii sejsmicznych i skanowania 3D.
Efekty analiz pozwoliły stworzyć trójwymiarową mapę zagrożeń oraz wskazać miejsca, w których dochodzi do niepokojących zmian w strukturze jednego z najważniejszych symboli Krakowa.
Projekt „Odkrywcy Kopca Kościuszki” realizowali specjaliści z Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Krakowskiej we współpracy z firmą Geopartner Geofizyka sp. z o.o. Badaniami kierował interdyscyplinarny zespół pod opieką prof. dr hab. inż. Elżbiety Pileckiej i dr inż. Mirosławy Bazarnik z Katedry Geotechniki i Wytrzymałości Materiałów PK.
Grunt osuwa się nawet o 20 cm rocznie
Celem prac była diagnoza aktualnego stanu geologicznego Kopca Kościuszki oraz stworzenie trójwymiarowego modelu obiektu wskazującego miejsca, w których jego struktura została naruszona. Analizy wykazały miejscowe przemieszczenia bryły zabytku sięgające nawet 20 cm w ciągu roku. Jeszcze większe zmiany ujawniły obserwacje prowadzone w dłuższej perspektywie czasowej, na podstawie porównania danych pozyskanych podczas skanowania laserowego wykonanego już w 2014 roku.
„Ten unikalny obiekt inżynieryjny regularnie zmaga się z problemami stateczności. Kopiec jest zabytkiem narodowym o delikatnej konstrukcji ziemnej, dlatego zintegrowane badania są istotne, bo pozwalają odtworzyć jego wnętrze cyfrowo i chronić stateczność w mało inwazyjny sposób” – podkreśla prof. dr hab. inż. Elżbieta Pilecka.
Badania terenowe prowadzono przy użyciu specjalistycznej aparatury przygotowanej przez partnera projektu. Źródło fal sejsmicznych zostało zamontowane na niewielkiej platformie gąsienicowej dostosowanej do warunków panujących na Kopcu. Jak podkreślają autorzy projektu, jednym z najważniejszych wyzwań było ograniczenie rozmiarów urządzenia tak, aby mogło poruszać się po ścieżkach bez ryzyka ich uszkodzenia.
Analiza fal sejsmicznych pozwoliła uzyskać obraz wnętrza Kopca. W miejscach, gdzie grunt jest rozluźniony lub zawilgocony, fale przemieszczają się wolniej. Dzięki temu badacze mogli wskazać obszary, w których może dochodzić do utraty spoistości gruntu i powstawania potencjalnych osuwisk.
„Fala sejsmiczna przechodzi przez całą bryłę, dając obraz ciągły, a nie tylko dane z jednego otworu. Dzięki temu można wskazać miejsca, w których wewnątrz kopca gromadzi się woda lub gdzie struktura gruntu traci swoją spoistość” – wyjaśnia prof. Pilecka.
W projekcie uczestniczyli również studenci kierunku budownictwo studiów I i II stopnia. Wykonali oni skanowanie laserowe 3D obiektu, tworząc szczegółową „chmurę punktów”. Dokładność pomiarów skanerem RIEGL-VZ 400 wynosi do 5 mm. Porównanie modeli wykonanych w różnych okresach pozwoliło określić skalę deformacji bryły Kopca.
„Zarejestrowane deformacje obejmują zarówno osuwanie się gruntu, jak i lokalne nasuwanie mas ziemnych. Oba zjawiska stanowią zagrożenie dla stateczności Kopca” – mówi Łukasz Matusik, jeden ze studentów uczestniczących w badaniach.
Jak zabezpieczyć obiekt?
Studenci przygotowali także autorskie koncepcje zabezpieczenia obiektu. Projekty obejmowały różne metody wzmacniania podłoża gruntowego oraz analizy skuteczności ich zastosowania, także w połączeniu z innymi metodami ochrony.
Jak podkreślają naukowcy, opracowana metodologia ma charakter uniwersalny i może znaleźć zastosowanie również przy analizie innych budowli ziemnych, a także infrastruktury drogowej i kolejowej.
Politechnika Krakowska od lat prowadzi monitoring Kopca Kościuszki. Stan obiektu kontrolowany jest przy pomocy specjalnych czujników pomiarowych, które co 15 minut dostarczają danych dotyczących odkształceń i zawilgocenia gruntu, a także warunków atmosferycznych.
„Główną siłą niszczycielską jest woda, która przenosi grunt z Kopca do wapiennej podstawy, naruszając w ten sposób jedno i drugie” – mówi dr inż. Rafał Sieńko z Wydziału Inżynierii Lądowej PK i członek Komitetu Kopca Kościuszki.
Te artykuły mogą Cię zainteresować:
Leciała z Krakowa i kupiła zdrapkę za 2 euro. Wygrała ogromne pieniądze
Nowe muzeum pod Wawelem ma już nazwę. Mieszkańcy zdecydowali w głosowaniu
W Krakowie powstanie miejsce pamięci dla zwierząt [WIZUALIZACJE]
