±≥
‰ Ë Ï Â ˜ Ù † Ï ˘ † ‰ ¯ Â Ù È Ò
חקר התנהגות הקרקע חיוני לכך שמבנה שיוקם
עליה יהיה יציב. תנודות הקרקע בזמן רעידת אדמה,
יציבות מדרונות ותנאי סיכון להיווצרות גלי צונאמי,
מנהור והשפעותיו על מבנים קיימים, הינם רק חלק
קטן מהנושאים הנחקרים בתחום הגיאוטכניקה.
באופן מסורתי תחום הגיאוטכניקה קשור לתחום
הנדסת המבנים, תחבורה והידרולוגיה, אך לידע
הגיאוטכני יש ישומים גם בתחומים נוספים. לדוגמה,
בחמש השנים האחרונות, עם הגברת החיפוש אחר
מקורות אנרגיה חלופיים, מתבררת נחיצותו של הידע
הגיאוטכני להפקתם.
È˘ÈÏ˘‰†ÌÂÈÏÈÓ‰†˜Ï„
מקור אנרגיה חלופי, המסוגל לספק אנרגיה למאה
השנים הבאות, הוא מתאן הידראט. "מתאן-הידראט
הוא חומר דמוי קרח המכיל מולקולות מתאן
ה"הכלואות" בין מולקולות מים. בטבע נוצר
מתאן-הידראט בתהליך המערב פירוק חומר אורגני
בתת הקרקע. כמות הפחמנים במתאן-הידראט היא
פי 01 מכמות הפחמנים הקיימת בכל הרזרבות
הקונוונציונאליות. לכן, מדינות רבות בעולם משקיעות
סכומי עתק במחקר משאב אנרגיה עתידני זה." כך
מסביר ד"ר אסף קלר, מרצה בכיר בשטח
הגיאוטכניקה, העוסק במחקר המתמקד בשאלות
יציבות הקרקע בעת הפקת גז המתאן מההידראט,
בשיתוף עם פרופסור קיניצ'י סוגה מאוניברסיטת
קיימברדיג' במימון חברת הנפט הלאומית של יפן.
במסגרת המחקר מפתח ד"ר קלר מודלים
מולטי-פיסיקליים המערבים היבטים של דפורמציית
קרקע, זרימה דו-פאזית של גז ונוזל, זרימת חום,
ופירוק ההידראט. סימולציות מחשב של בארות גז,
המבוססות על המודלים התיאורטיים, משמשות
להבנה והערכה של בעיות בהפקת הגז, המתגלות
בניסויים המבוצעים לראשונה בעולם במסגרת
המחקר הנוכחי על ידי חברת הנפט הלאומית של
יפן בצפון-מערב קנדה. הניסויים משלבים טכנולוגיות
חישה מתקדמות, כגון מדידת טמפרטורות
בתת-הקרקע על ידי סיבים אופטיים - תחום מחקר
נוסף של ד"ר קלר.
ÆÆƯ‡‰†˙¯ȉӷ
"כשאות אור נע בסיב אופטי, חלקיק ממנו מוחזר
למקור שיגור האור עקב אינטראקציה עם גלים
מכניים בסיב. שינויי טמפרטורה ועיבור
)התארכות/התכווצות( של הסיב גורמים לשינויים
בצפיפות הסיב ולשינוי בתדר האור המוחזר. אנליזה
מעורבת במרחב הזמן והתדרים של אותות האור
המשוגרים מקצה הסיב מאפשרת את הערכת
העיבורים והטמפרטורה בכל נקודה לאורך הסיב
האופטי. לשימוש בסיב אופטי יתרונות רבים -
ראשית, מדובר בסיבי תקשורת שעלותם נמוכה
יחסית. שנית, הסיב מספק מידע רציף במרחב ובזמן.
רמת הדיוק של הטכנולוגיה היא במרווחי רישום של
עשרה ס"מ בסיב שאורכו יכול להגיע עד כ-03 ק"מ.
"טכנולוגית החישה בסיבים אופטיים אידיאלית
למבנים גיאו-טכניים נמשכים, כגון מנהרות, סוללות
עפר ומאגרים. שימוש בחיישנים אופטיים תוך ניתוח
והבנה של התנהגות קרקע-מבנה הינו בסיס לפיתוח
מערכות מבניות חכמות המודעות לשלמותן
ומתריעות בעוד מועד על מגמות העלולות להוביל
לנזק. מערכות כאלה חיוניות אם בכוונתנו לתכנן
תשתיות בנות-קיימא יעילות," אומר ד"ר קלר.
ד"ר קלר עסק בחו"ל בפרויקטים שונים הקשורים
ברישות-סיבים, ביניהם צינורות תת-קרקעיים עם
, ובקו החדש של הרכבת
Thames Water
חברת המים
.
(Crossrail
התחתית בלונדון )
לשימוש בסיבים אופטיים לחקר תת-הקרקע יש
יישומים חדשים בתחום הביטחוני. לדוגמה: פיתוח
גדרות תת-קרקעיות חכמות לאיתור מנהרות ברצועת
עזה. יישום אזרחי דומה הוא איתור התפתחות
בולענים באיזור ים-המלח. שני נושאים אלה נחקרים
בפקולטה, במימון משרד הביטחון ומשרד התשתיות,
על ידי ד"ר קלר בשיתוף עם ד"ר לינקר מהיחידה
להנדסת סביבה, מים וחקלאות.
Ì È È Ú ˜ ¯ ˜ ≠ ˙ ˙ † Ì È ¯ Ò Ó
Á Â  Ó † ˙ ¯ Ò Á † Ú ˜ ¯ ˜
גיאודזיה, שפירושה ביוונית "לחלק את האדמה",
היא המדע העוסק בקביעת מיקום במרחב
התלת-ממדי. "גיאודזיה היא מדע מדויק, וחשוב
להדגיש את זה," מסביר ד"ר גלעד אבן צור. "מערכת
הקואורדינטות, המאפשרת לנו לקבוע מיקום במרחב
התלת-ממדי, היא תשתית לאומית שהינה חיונית
לא פחות מתשתית הכבישים, המים, הביוב וכדומה.
כל פרויקט הנדסי - כגון תכנון של מסילת רכבת
או בניית מרכז מסחרי - מבוסס על היכולת לקבוע
מיקום של נקודות במרחב."
בתחום הגיאו-אינפורמציה פעילים בפקולטה חמישה
חברי סגל: ד"ר שגיא פילין )מערכות לייזר,
פוטוגרמטריה ספרתית, ראיה ממוחשבת(, פרופסור
מקסים שושני, ד"ר גלעד אבן-צור, ד"ר עוזי אתרוג
)פוטוגרמטריה, מדידות הנדסיות( ופרופסור ירח
דויטשר )מיפוי ספרתי, מערכות מידע גיאוגרפי,
בסיסי מידע ספרתיים(. לאחרונה פתח צוות זה אתר
ידידותי מאוד, המציג את התחום:
.
ÏӯΉ†¯·˘
ד"ר גלעד אבן-צור עוקב כבר יותר מעשור אחר
תזוזת הקרקע באזור שבר הכרמל. שבר הכרמל הוא
מערכת-שבירה משנית לבקע ים המלח. במחקר
האמור, שמבוצע בשיטות גיאודטיות מתקדמות,
אושרה ההנחה שרכס הכרמל מתרומם באיטיות
)מילימטרים ספורים בשנה( כתוצאה מהתזוזות
התת-קרקעיות באזור זה. היכולת למדוד תנועה כה
.
GPS
איטית בדיוק כה רב קשורה להתפתחות ה-
נתנה דחיפה אדירה לתחום
GPS
"טכנולוגיית ה-
הגיאודזיה," מסביר ד"ר אבן-צור. "היא מאפשרת
לנו למדוד תזוזות באופן מהיר, מדויק וזול יחסית.
אינה מאפשרות לקבוע מיקום
GPS
מערכת ה-
אבסולוטי של נקודה בדיוק גבוהה, אלא את מיקומה
ביחס לנקודה אחרת - כלומר מרחק, כיוון והפרש
גובה בין שתי הנקודות.
בעירה של מתאן-הידראט
42...,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,...1