GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV
This paper presents the results of engineering-geological, microclimatic, and geotechnical investigations of the St. Anthony’s Caves complex, located within the landslide-prone slope of Boldyna Hill in Chernihiv, Ukraine. Together with St. Elijah Church, the St. Anthony’s Caves represent a key monum...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine
2025
|
| Онлайн доступ: | http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/345841 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Geological journal |
Репозитарії
Geological journal| _version_ | 1856543362683764736 |
|---|---|
| author | Кріль, Т.В. Черевко, І.А. |
| author_facet | Кріль, Т.В. Черевко, І.А. |
| author_sort | Кріль, Т.В. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-01-30T19:31:26Z |
| description | This paper presents the results of engineering-geological, microclimatic, and geotechnical investigations of the St. Anthony’s Caves complex, located within the landslide-prone slope of Boldyna Hill in Chernihiv, Ukraine. Together with St. Elijah Church, the St. Anthony’s Caves represent a key monument of the National Architectural and Historical Reserve “Ancient Chernihiv” and are highly vulnerable to natural and anthropogenic impacts. Field surveys conducted on 9 July 2025 revealed active geohazards: soil collapses, delamination and spalling, condensation-induced wetting, and extensive mold growth. These processes are caused primarily by precipitation infiltration and insufficient ventilation. Instrumental measurements (SM150T – soil volumetric moisture, TESTO 606-2 – plaster moisture, MV-4M – psychrometer) recorded relative air humidity up to 96.7 % and soil volumetric moisture up to 27.8 %, significantly exceeding background values and indicating a high degree of water saturation. Spatial analysis performed in ArcGIS confirmed the influence of geomorphological conditions and the properties of loess-like deposits with high filtration capacity on the formation of unstable zones. Analysis of the seasonal dynamics of dew-point temperature and condensation conditions on the cave walls made it possible, for the first time, to identify risk levels for additional moisture accumulation on soil walls and to assess potential consequences for the technical condition of the complex. Numerical modelling of the stress–strain state of soils in the near-cave space showed a potential decrease in their structural strength and an increased risk of local rock falls during periods of active condensation on the cave walls. Based on the obtained data, a comprehensive set of measures is proposed: systematic monitoring, microclimate normalization, waterproofing protection, and slope stabilization. The research results provide a scientifically grounded basis for developing a comprehensive roadmap for the long-term preservation strategy of this underground historical and architectural complex. The integrated approach presented in the paper ensures an improved level of preservation of this unique hypogean monument and can be applied to other underground cultural heritage sites situated in similar geological settings. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:02:02Z |
| format | Article |
| id | mcm-mathkpnueduua-article-345841 |
| institution | Geological journal |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:02:02Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | mcm-mathkpnueduua-article-3458412026-01-30T19:31:26Z GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV ГЕОІНЖЕНЕРНИЙ МОНІТОРИНГ І СТРАТЕГІЯ ЗБЕРЕЖЕННЯ УНІКАЛЬНИХ ПІДЗЕМНИХ СПОРУД НА ПРИКЛАДІ АНТОНІЄВИХ ПЕЧЕР, М. ЧЕРНІГІВ Кріль, Т.В. Черевко, І.А. This paper presents the results of engineering-geological, microclimatic, and geotechnical investigations of the St. Anthony’s Caves complex, located within the landslide-prone slope of Boldyna Hill in Chernihiv, Ukraine. Together with St. Elijah Church, the St. Anthony’s Caves represent a key monument of the National Architectural and Historical Reserve “Ancient Chernihiv” and are highly vulnerable to natural and anthropogenic impacts. Field surveys conducted on 9 July 2025 revealed active geohazards: soil collapses, delamination and spalling, condensation-induced wetting, and extensive mold growth. These processes are caused primarily by precipitation infiltration and insufficient ventilation. Instrumental measurements (SM150T – soil volumetric moisture, TESTO 606-2 – plaster moisture, MV-4M – psychrometer) recorded relative air humidity up to 96.7 % and soil volumetric moisture up to 27.8 %, significantly exceeding background values and indicating a high degree of water saturation. Spatial analysis performed in ArcGIS confirmed the influence of geomorphological conditions and the properties of loess-like deposits with high filtration capacity on the formation of unstable zones. Analysis of the seasonal dynamics of dew-point temperature and condensation conditions on the cave walls made it possible, for the first time, to identify risk levels for additional moisture accumulation on soil walls and to assess potential consequences for the technical condition of the complex. Numerical modelling of the stress–strain state of soils in the near-cave space showed a potential decrease in their structural strength and an increased risk of local rock falls during periods of active condensation on the cave walls. Based on the obtained data, a comprehensive set of measures is proposed: systematic monitoring, microclimate normalization, waterproofing protection, and slope stabilization. The research results provide a scientifically grounded basis for developing a comprehensive roadmap for the long-term preservation strategy of this underground historical and architectural complex. The integrated approach presented in the paper ensures an improved level of preservation of this unique hypogean monument and can be applied to other underground cultural heritage sites situated in similar geological settings. У роботі представлено результати інженерно-геологічних, мікрокліматичних і геотехнічних досліджень комплексу Антонієвих печер, розташованих у межах зсувонебезпечного схилу Болдиної гори в м. Чернігів. Антонієві печери разом з Іллінською церквою є ключовою пам’яткою Національного архітектурно-історичного заповідника «Чернігів стародавній» та характеризуються підвищеною вразливістю до впливу природних і техногенних чинників. За результатами обстеження 9 липня 2025 р. виявлено активні геонебезпеки: обвалення ґрунту, відшарування, конденсаційне зволоження, розвиток плісняви, зумовлені інфільтрацією опадів і недостатньою вентиляцією. Інструментальні заміри (SM150T – об’ємна вологість ґрунту, TESTO 606-2 – вологість штукатурки, МВ-4М – психрометр) зафіксували відносну вологість повітря до 96,7 % та об’ємну вологість ґрунту до 27,8 %, що перевищує природні значення та свідчить про високий рівень водонасичення. Просторовий аналіз у середовищі ArcGIS підтвердив вплив геоморфологічних умов і властивостей лесоподібних відкладів з високою фільтраційною здатністю на формування нестійких зон. Аналіз сезонної динаміки температури точки роси та умов утворення конденсату на стінах комплексу Антонієвих печер дозволив вперше виділити рівні ризику появи додаткового зволоження ґрунтових стін печер і визначити потенційні наслідки для технічного стану комплексу. Математичне моделювання напружено-деформованого стану ґрунтів у навколопечерному просторі показало потенційне зниження їх структурної міцності, підвищення ризику локальних вивалів у періоди активного розвитку конденсату на стінах печер. На підставі отриманих даних запропоновано комплекс таких заходів: системний моніторинг, нормалізацію мікроклімату, гідроізоляційний захист і стабілізацію схилу. Результати дослідження створюють науково обґрунтовану основу для комплексної дорожньої карти стратегії збереження підземного історико-архітектурного комплексу. Комплексний підхід, запропонований у роботі, забезпечує підвищення рівня збереження унікальної підземної пам’ятки та може бути застосований для інших гіпоґейних об’єктів у подібних геологічних умовах. Institute of Geological Sciences, NAS of Ukraine 2025-12-26 Article Article application/pdf http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/345841 10.30836/igs.1025-6814.2025.4.345841 Geologìčnij žurnal (Geological Journal); No. 4 (2025); 43-63 Геологический журнал; № 4 (2025); 43-63 Геологічний журнал; № 4 (2025); 43-63 2522-4107 1025-6814 uk http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/345841/338067 Авторське право (c) 2025 Т.В. Кріль, І.А. Черевко https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | Кріль, Т.В. Черевко, І.А. GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV |
| title | GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV |
| title_alt | ГЕОІНЖЕНЕРНИЙ МОНІТОРИНГ І СТРАТЕГІЯ ЗБЕРЕЖЕННЯ УНІКАЛЬНИХ ПІДЗЕМНИХ СПОРУД НА ПРИКЛАДІ АНТОНІЄВИХ ПЕЧЕР, М. ЧЕРНІГІВ |
| title_full | GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV |
| title_fullStr | GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV |
| title_full_unstemmed | GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV |
| title_short | GEOENGINEERING MONITORING AND PRESERVATION STRATEGY FOR UNIQUE UNDERGROUND STRUCTURES THE CASE OF THE ST. ANTHONY’S CAVES, CHERNIHIV |
| title_sort | geoengineering monitoring and preservation strategy for unique underground structures the case of the st. anthony’s caves, chernihiv |
| url | http://geojournal.igs-nas.org.ua/article/view/345841 |
| work_keys_str_mv | AT krílʹtv geoengineeringmonitoringandpreservationstrategyforuniqueundergroundstructuresthecaseofthestanthonyscaveschernihiv AT čerevkoía geoengineeringmonitoringandpreservationstrategyforuniqueundergroundstructuresthecaseofthestanthonyscaveschernihiv AT krílʹtv geoínženernijmonítoringístrategíâzberežennâuníkalʹnihpídzemnihsporudnaprikladíantoníêvihpečermčernígív AT čerevkoía geoínženernijmonítoringístrategíâzberežennâuníkalʹnihpídzemnihsporudnaprikladíantoníêvihpečermčernígív |