Ổn định cục bộ ống nham thạch

Một nghiên cứu từ Đại học Purdue cho thấy Mặt trăng chứa một số ống dung nham ngầm rộng, rộng tới 5000 m và cao khoảng 1500 m, trong đó các thành phố dưới mặt đất có thể được xây dựng. Những ống như vậy sẽ bảo vệ các cư dân tiềm năng khỏi bức xạ vũ trụ và khỏi sự khắc nghiệt của nhiệt độ trên bề mặt.

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Trước khi xây dựng bất cứ thứ gì trong các ống như vậy, bên trong các ống dung nham sẽ cần phải được kiểm tra tính toàn vẹn của đá và nơi tìm thấy các điểm yếu cục bộ, những điểm này cần được khắc phục. Nguy cơ đá hoặc nêm đá rời khỏi lưng / mái / trần hoặc tường của ống và rơi vào người, nhà máy, thiết bị hoặc tòa nhà sẽ cần phải được giảm nhẹ.

Điều gì sẽ là cách tốt nhất để ổn định bất kỳ điểm yếu cục bộ nào trên bề mặt bên trong của các ống dung nham?

Ví dụ, đây là một số công cụ và kỹ thuật phổ biến để thêm sự ổn định cho các cấu trúc tự nhiên và kỹ thuật:

Bu lông cáp căng
Bu lông đá
Shotcret
Shotcret, lưới thép và bu lông
Bê tông lót thông qua công việc mẫu, trái ngược với shotcret
Lớp phủ polymer
Lớp phủ gốm

civil-engineering geotechnical-engineering reinforcement

— Fred
nguồn

Nếu một cái gì đó đang trên bờ vực rơi xuống, tại sao bạn sẽ không làm cho nó rơi ngay lập tức, trước khi bạn xây dựng một thành phố dưới nó?

— Dave Tweed

@DaveTweed: Đúng, nhưng một điểm gồ ghề sẽ xảy ra từ vị trí rơi cần được niêm phong. Bất cứ thứ gì rơi từ độ cao 1000 - 1500 m sẽ gây sát thương cho bất cứ thứ gì nó đâm vào, ngay cả một tảng đá nhỏ. Nếu vị trí rơi không được niêm phong, việc làm sáng tỏ thêm đá có thể xảy ra, tạo ra một vấn đề thậm chí còn lớn hơn.

— Fred

Hang động không cần phải được niêm phong để nó có thể được điều áp? Sau đó, mối quan tâm sẽ không thực sự là một cái gì đó rơi vào, nhưng thổi ra. Tôi nghĩ rằng một polymer trong suốt sẽ rất tuyệt, không biết làm thế nào chúng ta sẽ đưa nó lên đó.

— jhabbott

@jhabbott: Điểm hay về áp lực có thể. Nó sẽ tạo điều kiện cho sự di chuyển của những người sống ở đó. Có lẽ một phần của câu trả lời là xây dựng các vòm trong các ống có thể được điều áp & có thể cung cấp một số bảo vệ chống lại các tảng đá. Như tôi đã nói trong nhận xét của mình với Dave Tweed, bất cứ thứ gì rơi từ 1000 m + sẽ gây ra nhiều thiệt hại, ngay cả trong 1/3 g của Mặt trăng. Giảm nguy cơ đá sẽ vẫn là ưu tiên hàng đầu. Là một người đã tham gia vào cơ sở hạ tầng dưới lòng đất, tôi biết rằng việc duy trì tính toàn vẹn của bề mặt của một lỗ mở ngầm là chìa khóa cho sự ổn định

— Fred

Cách tự nhiên để ổn định nó là tạo áp lực cho nó. Áp suất khí quyển bình thường là ~ 100 kPa. Để làm điều đó, một lớp lót kín khí khổng lồ phải được đưa vào trong ống dung nham. Nó sẽ lớn hơn một chút so với hang động để truyền tải áp lực lên tường đá và bịt kín. Một trạng thái cân bằng phức tạp phải được thiết kế giữa áp suất đá cảm ứng hấp dẫn và áp suất khí bên trong. Đây là một nhiệm vụ kỹ thuật đầy thách thức nhưng có vẻ thực tế hơn so với kỹ thuật quy mô lớn hoạt động dưới bề mặt mặt trăng.

Như một lợi ích, giải pháp này sẽ cung cấp một không gian có thể ở được lớn.

Một tiền lệ tồn tại trong thực hành kỹ thuật trên mặt đất trong quá trình xây dựng các đường hầm tàu điện ngầm dưới lòng sông.

Hình ảnh được cung cấp bởi câu hỏi cho thấy mặt cắt rất 'nhân tạo'. Phân tích FEA đẹp có thể được lặp lại với mặt cắt thực tế hơn và áp lực bên trong bao gồm.

ống dung nham trên cạn

Ngã ba ống dung nham trên cạn. Sàn phẳng của một số ống dung nham thường là kết quả của trầm tích sau này.

— Val
nguồn

Phong bì có thể được chia thành nhiều phần riêng biệt với khóa khí giữa chúng.

— Nick Alexeev