Введение к работе
Актуальность темы диссертациоиой работы. Инженерно-геологический анализ опыта гидротехнического строительства показывает, что приблизительно на 15% рассмотренных объектах происходило значительное нарушение устойчивости природных склонов и строительных откосов. При этом скальные оползни довольно часто образуются неожиданно, заставляя корректировать проекты и переделывать незаконченные сооружения. До недавнего времени неточные оценки устойчивости откосов вызывались прежде всего несоответствием упрощенных расчетных моделей природной сложности инженерно-геологических условий и механизмам оползневых процессов. Однако в последние годы быстрое развитие расчетных методов и, в частности, численного моделирования существенно расширили возможности математических методов, а их применение на практике стало сдерживаться отставанием в их обеспечении исходными инженерно-геологическими данными. Поэтому особую актуальность в настоящее время приобретают вопросы совершенствования изысканий и повышения качества инженерно-геологической информации в соответствии с изменившимися требованиями геомеханического моделирования.
Изучение склонов затрудняется исключительным разнообразием и сложностью строения скальных массивов, многофакторностью и многообразием оползневых процессов. Поэтому большое значение в развитии методики оценки устойчивости склонов имеют вопросы систематизации факторов ошшзнеобразования и создания геоструктурной классификации оползнеопасньгх скальных массивов.
Цель работы состояла в изучении влияния различных факторов на устойчивость скальных склонов и откосов для совершенствования методики инженерно-геологического моделирования потенциально неустойчивых массивов и геомеханического моделирования оползнеопасных процессов.
Основные задачи исследований включают :
1) обобщение и анализ оползнепроявлений, произошедших на участках гидроэнергетических сооружений в России и за рубежом в период с 1920 по 1995 гг.; 2) систематизацию природных и техногенных факторов, влияющих на устойчивость скальных массивов; 3) типизацию оползнеопасных массивов для усовершенствования методики оценки устойчивости склонов и откосов; 4) выявление некоторых характерных, но
малоизвестных и слабоизученных типов нарушении устойчивости скальных массивов; 5) сокращение разрыва между геологическими изысканиями и геомеханическими исследованиями на основе оптимизации моделирования оползневых процессов и комплексного подхода к проблеме обеспечения устойчивости скальных склонов и откосов.
Научная новизна работы. В результате теоретических обобщений и исследований получены следующие новые научные результаты:
- обобщен современный отечественный и зарубежный опыт оценки
устойчивости склонов и откосов и моделирования оползневых процессов в
специфических условиях гидроэнергетического строительства;
- проведена типизация природных и техногенных факторов
оползнеобразования как основа для моделирования оползневых процессов и
обоснования проектных решений;
составлена детальная геоструктурная классификация оползнеопасных массивов в увязке с возможными механизмами оползневых процессов в целях оптимизации расчетов устойчивости склонов м откосов;
- выполнен анализ и проведено обобщение фактического материала
по малси'»зестным и слабоизученным в России сложным процессам типа
"топплши і" и "баюмнга" с составлением предварительной геоструктурной
классификации массивов, характеризующихся развитием этих процессов.
Практическая значимость работы.
Полученные результаты способствуют совершенствованию методики
моделирования оползнеопасных массивов и оценки устойчивости склонов и
откосов на участках гидроэнергетических сооружений. Предлагаемую
геоструктурную классификацию можно использовать для создания
автоматизированных баз данных и дальнейшей разработки методов
эмпирических классификаций скальных массивов. Полученные результаты
юшли в 1-ю редакцию "Методических рекомендаций по оперативным
наблюдениям за смещением оползневых массивов и своевременному
предупреждению аварийных ситуаций" (ОНТП 0.05 "Гидроэлектростанции и
энергетические сооружения", задание 03.02.03., : 'ОАО "Институт
Гидропроект", 1997).
Исходные материалы и личный вклад автора в решение проблемы.
В основу диссертации положены результаты самостоятельной работы автора по оценке устойчивости скальных склонов и откосов на 18 отечественных и зарубежных гидроэнергетических объектах, в том числе на Курейской ГЭС (Россия), Камбаратинской ГЭС (Киргизия), Ташлыкской ГЭС-ГАЭС. (Украина), гидроузлах Ходааферин (Азербайджан-Иран),
Эшкакон (Россия), Константиповский (Украина), Аль-Вахда (Марокко), Капанда (Ангола), Котешвар (Индия), Мерове (Судан), Тишрип (Сирин), Яли (Вьетнам) и др. В диссертации использованы фактические материалы, полученные автором из многочисленных литературных публикаций, а также фондовые материалы ОАО "Институт Гидропроект". Изучен и обобщен опыт изысканий и оценки устойчивости 350 оползней на скальных склонах и откосах, происшедших на объектах бывшего СССР и на зарубежных объектах.
Обработка и анализ статистического материала производились на ПЭВМ. Для расчетов устойчивости использовались программы, разработанные в отделе скальных оснований и отделе автоматизированных систем проектирования ОАО "Институт Гндролроект".
Апробация работы. Основные результаты исследований были доложены на конференциях молодых специалистов института Тилсопроект" (Москва и Канев, 1991 г.; Красноярск, 1993 г.; Самара, 1995 г., Ташкент, 1997 г.) и конференциях изыскателей института "Гидропроекг" (Солнечногорск, 1993 и 1996 гг.), на заседании секции изысканий научно-технического совета ОАО "Инсттггут Гидропроект" (Москва, 1997 г.), а такхе представлены в докладах на 7-ом Международном симпозиуме по оползням (г.Тронхейм, Норвегия, 1996 г.) и 11-й Российской конференции- но механике горных пород ( г.Санкт-Петербург, 1997 г.).
По материалам исследований автором опубликованы 5 работ и одна
работа сдана в печать. . .
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Факторы, влияющие на процессы оползнеобразования и объединенные в три генетические группы: "внутренние" природные, "внешние" (тритгерные) природные и техногенные.
-
Геоструктурная классификация оползнеопасных массивов, позволяющая оптимизировать разработку адекватных расчетных схем и прогноз механизма формированіш оползней, а также осуществить выбор оптимального метода расчета устойчивости склонов и откосов.
3. Гесструктурная классификация массивов, предрасположенных к
формированию оползневых процессов топплинга и баклинга как основа для
дальнейшей разработки методики моделирования указанных процессов.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения -- списка использованной литературы, включающего 344 . названия работ отечественных и зарубежных авторов и по существу представляющего собой
библиографию по теме диссертационной работы. Объем диссертации включает 194 страницы, в том числе 142 страницы машинописного текста, 10 таблиц и 46 иллюстраций.
Автор выражает признательность заслуженному геологу РСФСР Р.Р.Тизделю за помощь в подборе материалов, к.т.н. В.И.Речицкому, д.т.н. ЮА.Фишмаігу, инженерам | Б.Д.Зеленскому | , В.И.Резниковой, Т.Ю.Гусаровой, а также сотрудникам отдела скальных оснований ОАО "Институт Гидропроект" за консультации и ценные советы при выполнении работы. Особенно автор благодарен своему научному руководителю д.г.-м.н. А.А.Варге за постоянное внимание, помощь и поддержку на всех этапах выполнения диссертационной работы.
