Введение к работе
Актуальность темы диссертации обусловлена разработки проблемы количественной оценки и прогноза ус- ойчивости склонов» Нарушения устойчивости склонов природного іроисхождения и искусственных (откосов), выражающиеся в обрззова-гаи оползней, причиняют огромный материальный ущерб, а иногда приводят и к человеческим жертвам. Особое значение проблема коли-сественной оценки и прогноза устойчивости склонов приобрела в те-гение двух последних десятилетий. Причиной явилось правде всего зезко расширившееся хозяйственное освоение оползн опасных скло-юв, что в свою очередь вызвана нарастающим дефицитом свободных їлощадей, используемых под застройку. Кроме того, участились случаи деформирования склонов вследствие усилившегося воздействия человека на геологическую среду Важность изучения оползневых и іругих опасных геологических процессов многократно отмечалась в юкументах Коммунистической партии и правительства Советского ]огаа, в том числе в "Основйых направлениях экономического и со-диального.развития СССР на 1986-1990 годы и на период до 2000 года".
25-30 лет назад при инкенерно-геологических изысканиях как ]равило было достаточно получить ориентировочную, качественную характеристику опасности оползания, что позволяло определить границы оползнеопасной площади и рекомендовать не использовать ее лод застройку. Ныне для оползнеопаскых территорий почти всегда требуется количественная характеристика устойчивости склонов с определением механизма деформирования, площади и глубины распространения деформаций, времени начала и "скорости оползневых смещений, с оценкой как местной, так и общей устойчивости каждого конкретного склона или откоса.
До настоящего времени методы оценки опасности оползания имелись преимущественно для отдельных уступов и откосов простого геологического строения применительно практически только к одному из натурных механизмов деформирования (к смещениям в виде сдвига). Несомненный прогресс в данном отношении представляет направление, развиваемое К.А.ГУлакяном и заключающееся в прогнозе вязкопластических деформаций не расчетным способом, а на моделях из термопластических эквивалентных материалов Выполнявшаяся в отдельных случаях оценка устойчивости высоких натурных склонов всегда представляла собой специальное фундаментальное исследова 4 ниє (Г.С.Золотарев - оценка устойчивости склонов сложного гео гическсго строения с использованием геологических методов, мо лей из традиционных эквивалентных материалов и метода конечны элементов; К.А.іУлакян - изучение деформирования склонов моде рованием на термопластических эквивалентных материалах, и др. Комплексной системы методов, позволяющей изыскательским орган циям решать всю совокупность задач по прогнозу устойчивости с нов, не имелось. Однако такая система крайне необходима, т.к. лишь на ее основе при инженерно-геологических изысканиях може быть получено представительное обоснование рационального испо зования и инженерной защиты оползнеопасных территорий.
Цель, задачи и объекты иссле в а н и й • Цель исследований состояла в решении проблемы к чественной оценки и комплексного прогноза устойчивости склоно учетом механизма деформирования для обоснования рациональной тквооползневой защиты. Основными задачами исследований являли
1) анализ методов количественной оценки и прогноза устой вости склонов и откосов в отношении отражения ими особенносте развития оползневых деформаций;
2) выявление закономерностей формирования оползней розно механизма;
3) раскрытие последовательности деформирования склонов и оценка достоверности аналитических методов расчета устойчивое на основе физического лабораторного моделирования;
4) создание системы количественного локального прогноза тойчивостз склонов с определением возможности развития опелзн разного механизма и оценкой последствий оползневых подвикек;
5) совершенствование методики инженерно-геологических из каний на оползнеопасных территориях;
6) развитие методики регионального прогноза оползней.
В качестве объектов исследований использованы оползневые склоны в различных регионах СССР (Поволжье, Черноморское побе яье СССР, Западная Сибирь, Молдавия, Армения и др.), представ тельных в отношении проявления оползней разного механизма.
На защиту выносятся следующие основи нау-шые положения диссертационной работы:
закономерности натурных смещений госх основных типов по зму с отражением принципиальных различий оползнеь вига, вы-вливания, вязкопластических, гидродинамического разрушения, вне-пного разжижения, определяющих способы расчета устойчивости и личественного прогноза последствий оползания;
оценка достоверности методов расчета устойчивости по резуль-там экспериментов на моделях из эквивалентных материалов, поз-лившая трансформировать способы расчетов применительно разруие-ю склонов оползнями сдвига;
методология количественной оценки и комплексного прогноза ус-йчивости склонов, предназначенная для определения возможности разования и параметров оползней разного механизма;
принципиальные особенности и методические приемы инженерно-ологического обоснования строительства и защитных мероприятий, зволяющие определять состав,особенности проведения и деталь-сть изысканий на оползнеопасных территориях;
развитие методики регионального прогноза оползней на основе едложенного способа расчета исходаых вероятностей при исполъзо-нии метода оползневого потенциала.
Научная новизна работы заключается в едущих основных результатах:
- применительно к задачам количественного прогноза устойчи-сти склонов выявлены типичные особенности развития натурных элзней, отличающихся механизмом смещения;
- разработана система количественной оценки и комплексного сального прогноза устойчивости склонов, включающая определе з возможности деформирования оползнями разного механизма и спо-5ы прогноза размера оползней (по площади и в глубину), величи-и скорости их перемещения, сроков возникновения оползневых дажек;
- обоснованы рекомендации по использованию расчетных мете з при прогнозе оползней разного механизма, в том числе по раз-іотанньш автором способам расчета длины зоны формирования суф-шоннвх оползней , местоположения вала выпора при оползнях вы-зливання, скорости смещения оползней сдвига и выдавливания, а оке по расчету срока начала оползневых смещений;
- проведена экспериментальная проверка достоверности методов чета устойчивости склонов и определения ширины захвата при
формировании склонов срезающими оползнями сдвига; - усовершенствована методика инженерно-геологических изыскаияй на оползнеопасных территориях в отношении конкретизации задач, состави и детальности исследований, а также использован ябрп лшх и контрольных расчетов устойчивости склонов;
- разр оот -Ui способ ЙЯсчета глубины захвата оползневых сы L/Ї.-І ЛЙ по сопоставлению профилей рельефа до и после подвижки оп ня;
- в развитие метода оползневого потенциала предложен нови оаоссо определения вероятностей факторов оползнеобразования, п волягазій конкретизировать региональный прогноз оползней»
Внедрение результатов работы их практическое значение. Основные п ложения разработанной системы количественной оценки и прогноза устойчивости склонов включены в ряд нормативных и методически}; документов: "Инструкцию по проектированию и строительству прої воололзневых и противообвальных защитных сооружений" СН 519-7$ (Стройиздат, М., І98Ї), Главу СНаП 1.02.07-87 "Инженерные изыс ния для строительства" (Стройиздат, М.f 1988), "Инструкцию по проектированию освоения и инженерной защиты оползнеопасных тег торий, населенных пунктов и народно-хозяйственных объектов Ук\ инокой ССР" РСН 333-83 (Госстрой УССР» 1983), "Рекомендации пс производству инженерно-геологических изысканий для проектировг и строительства дымовых труб" (НИИОСП Госстрой СССР, М., 1981) "Рекомендации по шкенерно-ге алогическим изысканиям на оползне вых склонах Северного Кавказа с целью их хозяйственного освоен (Стройиздат, М., 1983) "Рекомендации по количественной оценке устойчивости оползневых склонов" (Стройиздат, М., 1984)•
Результаты выполненных исследований внедрены также при рг работке инженерно-геологического обоснования защитных меропри; тиЙ ряда конкретных объектов, в том числе при составлении гене ральяей схемы инженерной защиты правого берега Волги в г.Волгс граде и проектировании противооползневых мероприятий в г.Ульяновске (на территории Ленинской мемориальной зоны и на участкб моста через р.Волгу). Экономический эффект от двух частных внедрений методических разработок авторо составил 419 тыс.рус Исходные материалы и "личный клад в решение проблемы. Основой ссертацлонной работы послужили результаты половых исследова-й, теоретических и методических разработок, выполненных сог-сно плану научно-исследовательских работ лично автором и под О научным руководством в ПНИИИСе за период с 1966 по 1988 гг пользованы также анализ публикаций по данной проблеме и резуль-ты экспериментов на моделях, осуществленных по хоздоговорам боратсриями геологического факультета МГУ ж геолого-географи-ского факультета Одесского университета з составе темзтичес-х работ, выполнявшихся ПНШИСом.
Личный вклад автора заключается в непосредственном прозеде-и исследований и осуществлении методического руководства поле-ми, лабораторными и камеральными работами при выполнении науч-х тем, связанных с рассматриваемой проблемой; в систематиза-и и интерпретации полученных результатов; в разработке новых особов расчета параметров, характеризующих проявление ополз-й выдавливания и суффозйонных и глубину оползневого захвата; усовершенствовании методики обратных расчетов устойчивости, года оползневого потенциала, методики инженерно-геологических ісканий на оползнеопасных территориях; в составлении оригиналь системы количественной оценки и комплексного прогноза устой-зости склонов.
Публикация и апробация работы. теме диссертации опубликовано более 60 научных работ, в том :ле "Рекомендации по количественной оценке и прогнозу устсй-зости оползневых склонов" (Стройнздат, 1984), монографии "Гее-?ические и зональноклиматические особенности формирования хтзней" (Наука, 1984) и "Оценка и прогноз устойчивости оп ла-шх склонов"(Наука, 1988), разделы монографий "йшдаерро-гяз-тический анализ применения противооползневых мероприятие ил :номорском побережье Крыма м Кагказа" (Стройнздзт, 1976), элговременные прогнозы проявления экзогенных геологических щессов" (Наука, 1985) и "Теоретические основы іттшщой теории. Социально-экономические аспекты" (Нед-зэ, 1985).
Основные положения диссертации докладывались на 23 научных іещаниях, конференциях, симпозиумах, в том числе на Мзадува [ном симпозиуме "Инженерно-геологические свойства пород я про-сы в них" (Москва, 1971), Всесоюзных конференциях по инженерной геологии (Тбилиси, 1972; Ленинград, 1976; Свердловск, 198-Международном симпозиуме "Оползни и другае движения масс" (Пр; 1977), симпозиумах "Современные методы прогноза оползневого п] цесса" (Москва, 1978) и "Проблемы классифицирования гравитацш процессов" (Москва, 1982), 27-см Международном геологическом ] рессе (Москва, 1984), Первом Всесоюзном съезде инженероз-геол гидрогеологов и геокриологов (Киев, 1988).
На всем протяжении исследований по диссертационной теме ; ру сопутствовало благожелательное отношение коллег по специал: ти и по работе, всем им автор глубоко признателен. Наиболее ті и плодотворные научные контакты поддерживались автором с отде. общих теоретических и региональных инженерно-геологических ис дований ВСЕГИНГЕО, кафедрами инженерной геологии Московского з Одесского университетов, Лабораторией геомеханики АН Армянско] ССР. Автор очень благодарен всему коллективу отдела инженерно-логических процессов ПКЙИИС Госстроя РСФСР и директору ПНИИИС тору геолого-минералогических наук В.В.Баулину за постоянную ] держку и помочь Б работе. Особую признательность автор выражу профессорам Г.С.Золотареву, А.И.Шекс и Ф.В.Котлову, доктору г лого-минералогических наук В.В.Кюнтцелю и кандидату геолого-мі ралогическлх наук П.В.Цареву, любезно согласившимся просмотре рукопись диссертации и сделавшим ценные замечания по.
Объем диссертационной работы, Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения, им текст объемом 252 стр., 18 таблиц, 57 рисунков, список литера1: из 351 наименования, приложение (документы о внедрении).
