МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОПОЛЗНЕВЫХ СКЛОНОВ

ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО НАУЧНОЙ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ 8
1.1 Нормативные требования к мониторингу оползневых склонов 8
1.2 Методы сбора данных об оползнеопасных склонах 11
1.3 Методы обработки геодезических данных для процесса моделирования 19
1.4 Моделирование с учетом физико-механических условий 25
1.5 Моделирование динамики оползневого склона по геодезическим данным 36
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПОЛЗНЕВОГО ПРОЦЕССА С УЧЕТОМ УПРУГИХ СВОЙСТВ СКЛОНА 41
2.1 Моделирование устойчивости оползневого процесса с учетом поля напряжений по углу склона 41
2.2 Численное моделирование оползневого процесса на основе его сейсмического проявления на поверхности 47
2.3 Моделирование оползневого склона по геологическим данным 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 67

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время в связи с интенсивным народнохозяйственным освоением значительных территорий все большее значение приобретают инженерно-геодезические и инженерно-геологические исследования экзогенных процессов, среди которых особое место занимают оползневые процессы.
Под оползнем понимается смещение масс горных пород вниз по наклонному склону, как под воздействием собственного веса, так и возникающего дополнительного напряжения в результате переувлажнения склона и его подмыва, возможных сейсмических возбуждений и других подобных процессов [1]. Оползневые процессы являются достаточно распространенными и в то же время весьма сложными, длительными и многофакторными, наносящих серьезный ущерб народному хозяйству страны или отдельной отрасли. За последние десятилетия человечество накопило существенный опыт при изучении динамики оползневых процессов, но в то же время стационарное изучение оползневого режима остается одной из наиболее важных и трудных проблем.
Причины возникновения оползней могут быть разной природы: существенное повышение крутизны склона из-за размыва грунтов водой; заметное ослабление твердости пород в результате их постоянного выветривания, а также значительного переувлажнение слагаемых пород осадками и подземными водами; динамические усилия в результате сейсмических воздействий; повседневная техногенная деятельность человека. Склоновые процессы (развитие оползней, обвалов, лавин) относятся к наиболее распространенным в России опасным геологическим процессам (ОГП) наряду с подтоплениями, карстом и суффозией, эрозией дневной поверхности. Последствия оползней и обвалов могут быть очень серьезными: это многочисленные человеческие жертвы, катастрофические ситуации в отельных отраслях экономики страны, нанесение существенного материального ущерба экономике страны [2].
Актуальность исследований. Анализ современного состояния проблемы мониторинга склонов и прогноза поведения оползней, проведенный по информации из литературных источников, показал важность выполненного исследования. Анализируя огромное число всевозможных происшествий, вызванных изменениями устойчивости оползнеопасных участков, включающих в том числе и массивы горных пород, с результатами их последствий на экономику страны, можно констатировать, что изучение динамики оползневых процессов на настоящий момент является важной и актуальной задачей.
Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в разработку математического аппарата для изучения динамики оползневых процессов внесли учёные: Авербух Е. Л., Брайт П. И., Гуляев Ю. П., Зеркаль О. В., Есиков Н. П., Кузин А. А. Кузнецов А. И., Лазарев В. М., Михелев Д. Ш., Маций С. И., Немирович-Данченко М. М., Ольховатенко В. Е., Симонян В. В., Свалова В. Б., Панкрушин В. К., Рязанцев Г. Е., Хорошилов В. С., Фоменко И. К. и др.
Объектом исследования является исследование динамики оползневого склона в процессе проведения инженерных изысканий для будущего строительства. Информация об объекте исследований представлена в виде результатов геодезических, геологических, гидрологических и других натурных наблюдений.
Предметом исследований является исследование возможностей математического моделирование для описания формирования механизма перемещений оползневого склона по результатам комплексных геодезических, геологических и гидрологических натурных наблюдений.
Целью магистерской диссертации являлось исследование возможностей методов математического моделирования с использованием дополнительных физико-механических данных для прогнозирования устойчивости оползневого склона на различных натурных моделях.
Для решения поставленной цели были решены следующие задачи:
– проанализированы существующие методики математического моделирования, в том числе с учетом физико-механических условий и повторных геодезических наблюдений, что позволяет оценивать динамику деформаций оползневого склона;
– представлен способ математического моделирования, позволяющий прогнозировать устойчивость склона, критические точки и площадь распространения оползневого движения грунтов; в качестве исходных данных для расчета использованы геодезические и геологические данные, а также некоторые показатели физико-механических свойств грунтов, выполняющие роль дополнительных факторов и влияющих на расчет, что позволяет повысить точность прогноза.
–
–
Положения, выносимые на защиту. Здесь надо сформулировать единую цель т.е. то для чего выполнялась исследования, и которые позволили достигнуть….как одно большое предложение
Теоретическая и практическая значимость работы состоит в том, что выполнены исследования возможностей различных методов математического моделирования с использованием комплексных геодезических, геологических, гидрологических и расчетных данных. Представлен ход и результаты расчетов на нескольких моделях склона, представляющих собой последовательное усложнение как геометрического, так и физико-геологического строения рельефа и разреза. В качестве модели был использован реальный склон карьера, данные о котором были получены в результате геодезической съемки и инженерно-геологических изысканий.
Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследований. Теоретической базой для проведения исследований являлись методы математического моделирования и теории погрешностей измерений; для численных расчетов использовались математико-статистического аппарата и прикладной программы MS EXCEL, программные продукты Surfer.
Апробация и реализация результатов исследования. По результатам выполненных исследований была представлена статья «Предварительный анализ результатов наблюдений осадок высотного здания в г. Москва (пл. Восстания) для математического моделирования процесса развития деформации» на международной магистерской научной сессии «Первые шаги в науке» на «Гео-Сибирь 2020».

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ПО НАУЧНОЙ И НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРЕ

1.1 Нормативные требования к мониторингу оползневых склонов

Несмотря на актуальность задачи исследования с целью выявления параметров динамики оползневых процессов, значительная часть проводимых экспериментальных и производственных работ выполняются непланомерно, без отсутствия какой-либо научно обоснованной базы, а то и вовсе не ведутся. Наблюдения начинаются поздно, когда геодезические измерения лишь констатируют факт схода оползня [4].
В последние годы накоплен значительный опыт исследований оползней, в том числе, методами геодезического мониторинга и моделирования. Целью первого этапа работы было проведение анализа существующих методов исследования напряженно-деформированного состояния оползневого склона путем поиска, анализа и структурирования информации в опубликованных статьях и нормативных документах, в результате чего сформирован обзор литературных источников по теме исследования.
Согласно действующим нормативным документам [5], производство геодезических работ является важнейшей составной частью всего строительного производства и их производство необходимо осуществлять на основании всестороннего учета геологических, геоморфологических и других возможных последствий в процессе строительства, в результате которых возможно негативное влияние на сохранность и стабильность заложенной геодезической плановой и высотной основы.

Весь текст будет доступен после покупки

1 ГОСТ Р 22.1.06-99. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Мониторинг и прогнозирование опасных геологических явлений и процессов. Общие требования. – Введ. 01.01.2000. – М.: ИПК Издательство стандартов, 1999. – 25 с.
2 Симонян В. В. Изучение оползневых процессов геодезическими методами. – М.: Сер. Библиотека научных проектов и разработок НИУ МГСУ (2-е издание), 2015.
3 Баборыкин М. Ю., Жидиляева Е. В., Погосян А. Г. Выявление опасных геологических процессов при проведении инженерно-геологических изысканий на основе цифровых моделей рельефа //Инженерные изыскания. – 2015. – №. 2. – С. 30-36.
4 Саидов М. С. Связь геодезических данных с сейсмичностью //Известия ВУЗов Кыргызстана. – 2010. – №. 5. – С. 15-17.
5 СП 126.13330.2017. Геодезические работы в строительстве. – Введ. 25.04.2018. – М. : Изд-во стандартов, 2018. – 58 с.
6 СП 22.13330.2016 Основания зданий и сооружений. Актуализированная редакция СНиП 2.02.01-83* (с Изменениями N 1, 2). – Введ. 17.06.2017. – М. : Стандартинформ, 2017. – 66 с.
7 СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003. – Введ. 01.01.2013. – М. : Изд-во Госкомстандарта, 2012. – 59 с.
8 СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96. – Введ. 01.07.2013. – М.: Минрегион России, 2013. – 109 с.
9 ОДМ 218.2.033-2013. Методические рекомендации по выполнению инженерно-геологических изысканий на оползнеопасных склонах и откосах автомобильных дорог. – Введ. 20.05.2013. – М.: ФГУП Информавтодор, 2013. – 82 с.

Весь текст будет доступен после покупки