Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Анализ особенностей работы трубопроводов, прокладываемых в условиях сильно пересеченной местности 11
1.1. Анализ причин отказов и повреждений трубопроводов 11
1.2. Особенности влияния природно-климатических условий строительства и эксплуатации трубопроводов в условиях сильно пересеченной местности на надежность их работы 16
1.3. Анализ влияния свойств грунта на устойчивость трубопроводов 21
1.3.1. Основные представления о ползучести грунтов 21
1.3.2. Расчет продольных перемещений трубопровода при упругой и упруго-пластической связи трубы с грунтом 29
1.4. Развитие и активизация оползневых процессов на участках прокладки трубопроводов 32
1.5. Анализ работ по силовому воздействию оползающего грунта на заглубленные трубопроводы 35
1.5.1. Движение грунта имеет характер ползущего течения 35
1.5.2. Смещение грунтовых масс происходит в форме быстрого обрушения 38
1.5.3. Оползневые подвижки грунта на продольных уклонах 39
1.5.4. Поперечные оползневые подвижки грунта
1.6. Состояние трубопроводного транспорта нефти и газа Китая и его перспективы 45
1.7. Выводы по главе 1
Глава 2. Влияние реологических свойств грунта на устойчивость и напряженное состояние трубопроводов, прокладываемых в условиях сильно пересеченной местности 53
2.1. Определение реальных свойств грунта на основе экспериментальных данных 53
2.2. Расчеты продольных перемещений с учетом реологических свойств грунтов 61
2.3. Расчет надземных трубопроводов с учетом прилегающих подземных участков 63
2.4. Выводы по главе 2 68
Глава 3. Совершенствование существующих методов проектирования и строительства магистральных трубопроводов, прокладываемых в условиях сильно пересеченной местности 69
3.1. Исследование напряженного состояния трубопроводов на продольных склонах в период монтажа 69
3.2. Исследование силового воздействия грунта при различных параметрах оползня 75
3.3. Разработка расчетной методики напряженного состояния трубопровода от силового воздействия оползня 85
3.4. Выводы по главе 3 90
Глава 4. Разработка мероприятий по обеспечению надежности трубопроводов, прокладываемых в условиях сильно пересеченной местности 91
4.1. Прогноз оползневых процессов 91
4.2. Основные принципы борьбы с оползнями и оценки эффективности противооползневых мероприятий 98
4.3. Разработка противооползневых мероприятий и их классификация 105
4.4. Выводы по главе 4 111
Основные выводы 112
Список использованной литературы
- Анализ влияния свойств грунта на устойчивость трубопроводов
- Расчеты продольных перемещений с учетом реологических свойств грунтов
- Исследование силового воздействия грунта при различных параметрах оползня
- Основные принципы борьбы с оползнями и оценки эффективности противооползневых мероприятий
Анализ влияния свойств грунта на устойчивость трубопроводов
Статистика проводимых капитальных ремонтов магистральных газопроводов в России показывает, что большинство всех аварий приходится на 4 основные причины (рис. 1.3).
На первом месте по количеству аварий находятся аварии, связанные с почвенной коррозией. Число аварий на магистральных газопроводах из-за почвенной и внутренней коррозии уменьшается, но, тем менее, эту проблему нельзя считать решенной.
Но даже, если выполнять все требования, регламентируемые ГОСТами и СНиПами [90, 91, 92], если соблюдать все правила на работах, связанных с транспортировкой, укладкой и ремонтом газопроводов, необходимо отметить, что полимерные материалы, которые составляют основу изоляционного покрытия труб, изнашиваются быстрее, чем стареют трубные стали.
В последнее время очень большое значение, и не только в России, начинает принимать так называемое коррозионное растрескивание под напряжением (КРН) или стресс - коррозия [1, 76, 77]. Суть его заключается в следующем. Металл трубы одновременно находится под воздействием коррозионного влияния среды и механических нагрузок. Сложность заключается в том, что КРН довольно трудно определить современными методами диагностики, а такой наиболее распространенный способ, как гидравлическое испытание не дает длительной гарантии на безотказную работу трубопровода.
Исследования [80], проведенные Тюментрансгазом по характеру разрушения труб, показывают следующее. Разрыв под воздействием КРН происходит на наружной поверхности трубы вдоль продольного сварного шва. Он включает большое количество коррозионно-механических продольных трещин, которые имеют хрупкий, квазихрупкий и пластичный характер трещинообразования. Было выдвинуто предположение, что в зоне сварного шва металл в своей структуре имеет неоднородные компоненты. Дальнейшее изучение этой проблемы подтвердило эту гипотезу.
Как известно, [4, 35, 64, 65, 109] подземные трубопроводы находятся в сложном напряженном состоянии, подвергаясь воздействию не только внутреннего давления, но и ряда других нагрузок, которые при проектировании даже трудно учесть, так как они проявляются лишь в особых ситуациях при эксплуатации.
Анализ причин отказов и повреждений трубопроводов, проложенных в горной местности (рис. 1.4), показывает, что они в основном обусловлены дефектами сварных соединений и металла труб, а также внешними воздействиями (оползни, повреждение трубы строительными машинами).
Как видно из рис. 1.4, значительное влияние на надежность трубопроводов оказывают дефекты сварных швов, выполненных как в заводских, так и в трассовых условиях [78, 79]. Вероятно, это обусловлено тем, что сварные швы, являясь концентраторами напряжений, при определенных нагрузках становятся местом зарождении и развития трещин. Отказы происходят при нормальном рабочем давлении и даже при пониженном, но зачастую начинаются с образования трещин. Известен случай разрыва трубопровода по кольцевому шву при полном снятии давления перекачиваемого продукта.
Исследованиям влияния дефектов сварных швов на работоспособность трубопроводов уделяется внимание многими учеными как в СССР, так и за рубежом [2, 3, 5, 13, 24, 59, 63, 69, 71, 88, 94]. Анализ их работ показывает, что, несмотря на трудность сопоставления имеющихся данных из-за разных сроков эксплуатации трубопроводов, их диаметров, географических условий и т.д., можно отметить общность ряда основных причин аварий и их особенностей. Ими являются: трещины в сварных швах, несоблюдение технических условий при сварочно-монтажных работах, "суммарные" дефекты сварных швов (поры + непровар; непровар + шлаковые включения; поры + шлаковые включения и т.п.), неравномерное распределение остаточных напряжений и механических свойств металла после сварки и др.
Следует отметить, что из большого числа факторов, влияющих на процесс зарождения трещин в зоне сварного шва и термического влияния, наиболее важными являются остаточные сварочные напряжения в металле труб [16, 62, 69, 111, 112, 116, 118], от них зависит распределение действующих напряжений в трубопроводах, его статическая и усталостная прочность.
Как известно [11, 12, 21, 25, 26, 78, 81, 125], характер строительства и эксплуатации трубопроводов в условиях сильно пересеченной местности определяется целым рядом факторов: природно-климатическими условиями, геологическими особенностями, рельефом местности и строением грунтов, проявлением сейсмических и экзогенных процессов (оползней, селей, снежных лавин и т.п.), региональными и местными различиями. Особенно велико влияние природно-климатических условий.
Климат гор обычно определяется их географическим положением в части того или иного материка, отдаленностью от океанов и морей, массивностью, высотой над уровнем моря и формой рельефа. На севере Китая в отдельных случаях морозы достигают минус 48 - 50С, а на юге Китая в горах летом температура превышает плюс 50С. Продолжительность периода зимы больше 150 суток на севере, а на юге зимы нет вообще [97, 115]. Если говорить о Карпатах, то ширина их горной зоны в СССР около 100 км, длина (вдоль северо-восточного края) достигает 280 км. В пределах Украины она выделяется под названием Украинских Карпат и относится к атлантической континентальной климатической зоне, которой свойственны западные воздушные течения, антициклональный режим погоды и континентальный климат умеренных широт [78].
Условия строительства трубопроводов в горах могут быть усложнены и ветровой стихией. Летом и весной, реже зимой, над Карпатами проходят средиземноморские и северо-западные атлантические циклоны, приносящие дожди и бури, большие снегопады и оттепели. Скорость ветра в среднем составляет 3-4 метра в секунду. Во время циклонов возможны ураганные ветры, скорость которых достигает 25-30 м/с [95, 105, 106].
При сооружении трубопроводов в горах известны случаи сползания и скатывания длинных секций труб, сваренных и предварительно уложенных на бровке траншеи [78]. Трубопроводы, сваренные в плеть и уложенные на подкладки или грунт полок, имеющих продольные уклоны, в холодное время имеют достаточно хорошую связь с грунтом (коэффициент трения между трубой и грунтом или подкладками равен примерно 0,5-0,6, обеспечивающую несмещаемость плети при углах уклона до 30С. Большой же суточный температурный перепад в горах иногда способствует значительному тепловому расширению лежащей на полке трассы плети трубопровода, ее припод-нятию, выпучиванию над грунтом. Вследствие этого приподнятый над землей участок трубопровода может легко сместиться не только в продольном, но и в поперечном направлении (рис. 1.5). Особенно это опасно при сооружении трубопровода на косогорных участках, когда скатившаяся часть трубопровода может достичь населенных мест, находящихся в нижней части склонов.
Таким образом, даже простая технологическая операция укладки трубопровода в горных условиях требует осуществления специальных мероприятий.
Погода в горах не всегда спокойная, иногда даже коварная. Зимой и ранней весной самое опасное явление в горах — это снежные лавины. Лавиноопасные районы Советского Союза охватывают весь южный пояс гор, начиная от Карпат и кончая Сихотэ-Алинем, горную часть Северо-Востока, Камчатки, Курильские острова и Сахалин, а на севере-острова Советской Арктики и горы Субарктики от Кольского полуострова до Чукотки. В Украинских Карпатах известно свыше 500 лавинных очагов. Среди них обычно преобладают лавины из мягкой снежной доски и мокрые лавины. Пример воздействия мокрой лавины на трубопровод приведен на рис. 1.6. Лавинные обрушения снега на крутых склоновых полках трассы трубопроводов уничтожают растительность, разрушают грунт, обусловливая тем самым интенсификацию эрозионных и селевых процессов.
Расчеты продольных перемещений с учетом реологических свойств грунтов
Опыт эксплуатации всех построенных к настоящему времени подземных трубопроводов показывает, что продольные перемещения оказываются на самом деле иногда в несколько раз, большим и чем определяемые по формулам, приведенным в 1.3.
Причем в течение некоторого времени перемещения не превышают расчетных значений, а затем в результате очень медленного, но постоянного движения труб в грунте продольные перемещения переходят расчетную величину и непрерывно увеличиваются. Это приводит к разрушению труб, их выпучиванию из грунта, нарушению герметичности соединений и др. [27].
Отмеченные явления объясняются тем, что при действии на грунты сдвигающих усилий, деформации их происходят не мгновенно после приложения нагрузки, а постепенно, нарастая с течением времени. Следует отметить, что явление постепенного перемещения наблюдается не только при продольных, но и при поперечных перемещениях труб.
Примером, подтверждающим наличие ползучести во взаимодействии трубопровода с грунтом, можно привести работу [113]. В технической школе Германии "Карлсруэ" плеть трубопровода длиной 200 м, диаметром 321 мм, уложенная в песчаном грунте на глубину 1,0+- 1,2 м, была нагружена постоянным продольным усилием 0,92 МН. На рис.2.1 показаны результаты этого опыта. Как видно из графиков, в течение четырех недель произошло значительное дополнительное перемещение трубопровода в грунте в направлении приложенного усилия, которое можно объяснить только ползучестью грунта. Так как напряжения в трубе, даже при толщине стенки 5 мм, равны 184 МПа, и они не вызовут ползучести металла трубы.
Деформация устоя железобетонного арочного виадука в Швейцарии вследствие ползучести глинистого грунта на склоне, где был расположен один из устоев (рис.2.2). Смещение устоя началось сразу после строительства и развивалось с примерно постоянной скоростью 0,037 м в год, достигнув за 13 лет величины 0,48 м; осадка же в этот период составляла всего 0,015 м. Течение захватило слой грунта мощностью 12 м. Мост был реконструирован. Уфимским государственным нефтяным техническим университетом [42, 49] с целью определения параметров ползучести различных грунтов были проделаны опыты по вытягиванию модели трубопровода диаметром 10,8 см и длиной 1,0 м. Установка позволяет протаскивать модель в грунте с двенадцатью различными скоростями от 2,01 мм/сут. до 3,57 мм/сут. Результаты опытов показали (рис.2.3), что скорости от 22,9 мм/сут. и меньше влияют на зависимость перемещений от приложенных касательных напряжений. Для одной и той же величины касательных напряжений с уменьшением скорости и, следовательно, с увеличением времени, необходимого для достижения этой величины г, увеличивается соответствующее ему перемещение.
И в том, и в другом случае явление постепенного нарастания во времени деформаций, называется ползучестью. Наиболее простым, классическим примером ползучести является ползучесть при постоянной нагрузке - опыты в Карлсруэ. Опыты, выполненные в УГНТУ, подтверждают наличие ползучести в более сложном случае - при переменной нагрузке. Учитывая сказанное, рассмотрим вопросы перемещений трубопроводов с учетом ползучести грунта.
В формуле 2.1 (uj+ и2) это мгновенные перемещения. Изучению мгновенной составляющей перемещений посвящен ряд работ, выполненных в организациях Азнефть, ВНИИСТ, Донбассводтрест, ВНИИстройнефть, УГНТУ, ТИИ и др. [15, 29, 30, 42, 43, 51, 73, 107]. Работ, посвященных изучению составляющей перемещений и3, до недавнего времени не было. Необходимость решения этой задачи впервые была указана Бородавкиным П.П., Быковым Л.И., Григоренко П.Н. в своих работах [31, 32].
Особенностью взаимодействия трубопровода с грунтом, как было показано выше является то, что в некоторых случаях нарастание продольного перемещения происходит при постоянном значении длительно действующей в одном направлении продольной силы, что объясняется так называемым явлением ползучести грунта, т.е. его способностью увеличивать деформации сдвига без увеличения сдвигающих напряжений. С целью проверки существования различных видов ползучести в перемещениях заглубленного трубопровода эмпирическую зависимость для перемещения из представим в виде Ъ=№ г), (2.2) где и3 - перемещение от ползучести грунта, м; t - время, ч; т - действующие касательные напряжения, МПа.
В УГНТУ были сконструированы и изготовлены две опытные установки по исследованию взаимодействия моделей трубопровода с грунтом. Длина моделей в обеих установках не превышала 1 м. Это дало возможность считать их абсолютно жесткими по отношению к продольным усилиям и предположить, что средние по сечению трубы касательные напряжения одинаковы по всей длине модели. Поэтому величина напряжений г, вызываемых продольным усилием Р , подсчитывалась как: т =
Первая установка предназначена для исследования ползучих перемещений модели трубопровода в глине и представляет собой сварной металлический ящик, в котором размещены параллельно одна другой четыре модели трубы диаметром 51 мм и длиной 60 см, при высоте засыпки грунтом 15 см до оси трубы (рис.2.4).
Исследование силового воздействия грунта при различных параметрах оползня
Оползание вдоль оси трубопровода на продольных уклонах, то есть а=0, по формуле, представленной (1.5) Ртах=647 кН, атах=44 МПа.
При воздействии оползня под углом к продольной оси трубопровода, применяя принцип независимости действия сил, такой сложной расчетный случай можно рассматривать как сумму двух простых случаев, указанных на рис.3.3 и максимальные напряжения определять суммированием воздействий от отдельных составляющих: qi - в направлении, перпендикулярном к продольной оси трубы и q2 - параллельно продольной оси, то есть qx - qon sin а и q2 = qon cosa, были получены расчетные результаты, приведенные в табл.
По таблице 3.4. составлены графики (рис.3.4, 3.5, 3.6). Из графика (рис.3.4) видно, что при воздействии оползня вдоль продольной оси трубы, параметры оползающего грунта и трубы различны, с уменьшением угла оползня, уменьшаются напряжения трубы, так пример, при а=90, а0п=224,5МПа, а а=30, аоп=120,97МПа, напряжения становятся в трубопроводе в два раза меньше, с увеличением длины воздействия оползня, напряжения в трубопроводе тоже возрастают, как пример а=90, при L=30 м, а0П=128,79МПа, при L=50 м, аоп=308,48МПа, показано, что при а=90 и qon=4 кН/м, длина оплзня равняется 50 м недопустимо, предельное значение угла составляет только 58.
График зависимости /ф = /(а) при L=40 м и qon=4 кН/м для трубы 530x9 мм На графике (рис.3.5) показано изменение фактического растягивающего усилия в зависимости от угла воздействия оползня к оси трубы, видно, что с увеличением угла воздействии оползня возрастает фактическое растягивающее усилие. Так, например, если при сс=30, фактическое усилие саставило 87 кН, а при сс=90, Рф=330 кН, то есть увеличилось почти в 4 раза.
На графике (рис.3.6.), показывающем изменения фактического растягивающего усилия в зависимости от угла воздействия оползня к оси трубы видно, что с увеличением угла воздействия оползня возрастает фактическая стрела прогиба трубопровода. Так, например, если при а=30, она составила 0,198м, а при а=90, /=0,38м, увеличилось почти в 2 раза. Скажем, что угол воздействия оползня сильно влияет на напряжение трубопровода.
На рис.3.8 показано, что при определенной длине (L=40M) воздействия оползня и определенном угле (ск=90), видно, что критическое силовое воздействие оползня равняется 5,2 кН/м, то есть, силовое воздействие грунта больше критического, эксплуатационная надежность потерена.
При определенной длине оползня и различных углах, можно определить д„р(кН/м). (см. таб. 3.7 и рис. 3.9)
Проанализировав график (рис.3.9) отметим, что при различных длинах (L=30M, 40м, 50м) воздействия оползня и углах (а=30, 60 90), критическое силовое воздействие грунта снижается с увеличением угла воздействия оползня и длины участка воздействия. qnp, кН/м
По рисунке (рис.ЗЛО) видно, что при определенной длине (L=40) участка воздействия оползня и величине его силового воздействия (qon=4 кН/м), с увеличением угла напряжение в трубопроводе возрастает. Из таблицы 3.8 видно, что при а=15 на долю напряжений от продольного составляющего усилия q2 приходится только около 8% от суммарных напряжений аоп 3.3. Разработка расчетной методики напряженного состояния трубопровода от силового воздействия оползня
По расчетной методике [20] воздействия оползня, предложенной проф. Бородавкиным П.П., на основе изучения литературы [6, 7, 9, 18] нами составлена программа по определению напряженного состояния в трубопроводе от силового воздействия оползня, и были произведены расчеты напряженного состояния трубопроводов при разных величинах силового воздействия оползня qon=qi=0—16 кН/м; углах а=15, 30, 45, 60, 75 и 90; длинах участка воздействия оползня 1=20 -140 м и различных толщинах стенки 5=5-18 мм. Расчеты выполнены при диаметрах труб DH=530, 720, 1020 и 1420 мм и показаны на рисунках 3.11, 3.12, 3.13 [103,104]. О 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 Относительная величина силового воздействия оползня, l!f Рис.3.11. Зависимость напряжений в трубе от величины силового воздействия оползня q и длины воздействия оползня L для трубы 530Х 9мм Из рис.3.11, 3.12, 3.13 видно, что зависимость aon=f(q) jon=f(L) аоп - f{5) ближе аппроксимируется логарифмической функцией.
Анализируя таб.3.8 и рис.3.11; 3.12; 3.13, как было указано выше для приблизительного расчета напряжения в трубопроводе, суммарные напряжения, возникающие в трубопроводе от воздействия оползня y = f{q,a,L,5) предлагается описать следующей математической моделью в безразмерном виде:
Как видно из табл.3.10, результаты расчетов по предложенной методике автором и по методике проф. Бородавкина находятся в полном соответствии, что подтверждает целесообразность ее использования для оперативной оценки уровня напряженного состояния трубопроводов, подверженных оползневому воздействию.
Трубопровод, прокладываемый в сильно пересеченной местности, при эксплуатации проявляются напряжения в трубе не только от воздействия оползня (аоп), но и внутреннего давления и изменения температуры (апр), если при расчете суммарные напряжения, возникающие в трубопроводе, будут превышать расчетное сопротивление R2, т. е. aon+anp R2, т0 придется увеличивать толщину стенки трубы, применять более прочную трубу или принять мероприятия по снижению воздействия оползня (укрепление сооружения).
Основные принципы борьбы с оползнями и оценки эффективности противооползневых мероприятий
Как видно из выражения (4.7), задача борьбы с оползнями может быть решена большим количеством разных способов — путем увеличения первого члена неравенства или уменьшения второго и третьего. При условии соблюдения неравенства (4.7) выбор мероприятий должен определяться их стоимостью, наличием соответствующих материалов и технических средств и соответствием планируемому использованию склона. При этом необходимо иметь в виду следующее.
1. Многие противооползневые мероприятия, увеличивающие первый член неравенства (4.7), имеют очень низкий предел или потолок этого увели чения. Например, если наличие подземных вод уменьшает коэффициент об щей устойчивости склонов в горизонтальных слоях всего на 3—5%, то даже полный перехват всех водоносных горизонтов не сможет увеличить коэффи циент устойчивости больше, чем на ту же величину 3—5%. Другие меро приятия (например, уположение склона) теоретически такого предела не имеют, однако на практике последний создается наличием за бровкой склона ценных сооружений и аналогичными обстоятельствами.
2. Второй член неравенства (4.7) прямо пропорционален сроку Т, на ко торый производится закрепление. Поэтому если борьба с подмывом (который в природе является основным фактором, определяющим величину АКср) не включается в число противооползневых мероприятий, устойчивость склона всеми другими мероприятиями может быть обеспечена только на ограничен ный срок. Наоборот, при полном прекращении подмыва (АКсру =0) общая устойчивость склона может быть достигнута на практически неограниченное время.
3. Третий член неравенства (4.7)—максимальную амплитуду обратимо го отрицательного отклонения коэффициента устойчивости труднее всего изменить противооползневыми мероприятиями. Дренажи и поверхностный водоотвод уменьшают среднюю годовую амплитуду колебаний водонасыще ния склона, но на максимальную амплитуду, соответствующую максимально возможному количеству осадков с наиболее неблагоприятным сезоном и режимом их выпадения, они влияют мало. Колебания же устойчивости, вызываемые землетрясениями, пока не могут быть уменьшены. Поэтому, вероятно, правильнее возложить восприятие таких форсмажорных колебаний коэффициента устойчивости на задаваемый запас устойчивости, т. е. записать неравенство (4.7) в следующем виде:
Все противооползневые мероприятия должны отвечать следующим общим требованиям: 1) эффективности, 2) легкости поддержания и эксплуатации, 3) долговечности, 4) надежности в работе и 5) экономичности. Кроме того, должны выполняться частные требования, предъявляемые в отдельным типам и видам мероприятий.
Следует рассматривать две стороны эффективности каждого отдельного противооползневого мероприятия: 1) техническую и 2) противооползневую.
Техническая эффективность—это степень выполнения сооружением своего специфического назначения, запроектированной прямой задачи по изменению природных условий или процессов, например полноты перехвата подземных вод дренажем. По технической эффективности можно сравнивать только мероприятия одного узкого назначения, например, разные конструкции дренажей, имеющих одну цель—перехват подземных вод, поступающих к склону.
Противооползневая эффективность—это величина влияния сооружения на коэффициент устойчивости склона. Такой принцип оценки эффективности предложил Бэйкер. Однако при этом необходимо учитывать и характер влияния мероприятия на коэффициент устойчивости. По противооползневой эффективности можно сравнивать между собой весьма различные мероприятия, но только относящиеся к одному типу по классификации Терцаги, на 103 пример, увеличивающие коэффициент устойчивости дренажа и уположение склонов. Однако при этом нельзя сравнивать мероприятия разного действия на устойчивость склонов, например, дренажи и мероприятия по прекращению размыва.
Соотношение фактической и запроектированной противооползневой эффективности как отдельного мероприятия, так и всего их комплекса зависит от: 1) технической эффективности соответствующих мероприятий и 2) правильности расчета их влияния на устойчивость склона. Наблюдениями за поведением отдельного склона можно проверить фактическую противооползневую эффективность всего комплекса мероприятий (хотя нельзя определить коэффициент его полезного действия, т. е. выявить излишества), но нельзя установить относительную роль отдельных мероприятий. Для этого нужны массовые наблюдения за комплексами разного состава.
По легкости их поддержания и эксплуатации, противооползневые мероприятия сильно отличаются друг от друга. Поэтому при достаточной эффективности разных мероприятий это обстоятельство должно влиять на их выбор.
Долговечность противооползневых сооружений должна соответствовать расчетному сроку закрепления, или же в проекте должны быть предусмотрены их ремонт и замена с учетом их стоимости. Особенно это относится к дренажам, которые быстро засоряются или цементируются отложениями солей.
Экономичность может рассматриваться в приложении к каждому отдельному мероприятию и к их комплексу в целом.
Для мероприятий, повышающих коэффициент устойчивости склона, можно ввести понятие об их экономической эффективности, под которой мы понимаем стоимость повышения коэффициента устойчивости на определенную величину (например, на 1%). При сравнении различных мероприятий по их экономической эффективности следует учитывать не только единовременную стоимость осуществления мероприятий, но и стоимость их текущего содержания и ремонта. Относительная экономическая эффективность различных мероприятий зависит от развития техники и поэтому изменяется во времени. Так, в настоящее время перемещение больших масс грунта стало относительно более дешевым мероприятием, чем оно было несколько десятков лет назад. На основе сметы к крупному проекту противооползневых мероприятий, составленной в середине шестидесятых годов, мы подсчитали, что стоимость только строительства дренажных галерей (без учета их будущего содержания) на 1% даваемого ими повышения коэффициента устойчивости в 15 раз дороже, чем стоимость срезки грунта в объеме, соответствующем увеличению Кср на 1 % (и почти не требующей в дальнейшем расходов на содержание).
Экономическую эффективность комплекса противооползневых мероприятий в целом следует рассматривать с двух сторон: 1) состав мероприятий должен быть в сумме наиболее дешевым и обеспечивать решение всех стоящих перед данными мероприятиями задач; 2) осуществление этих мероприятий должно быть оправдано по сравнению с ценностью защищаемой территории и расположенных на ней объектов.
Наиболее важна эффективность мероприятий в тот сезон, когда коэффициент устойчивости склона достигает минимального значения. Например, если Kmin наблюдается в период весеннего снеготаяния, когда транспирация воды растениями близка к нулю, нельзя чрезмерно рассчитывать на транспи-рацию в комплексном воздействии растительности; важнее ее роль в снегозадержании.
В заключение необходимо отметить, что эффективность как отдельных мероприятий, так и всего их комплекса существенно зависит от природных условий, в первую очередь от геологического строения склонов, типов и видов закрепляемых оползней. Применение, например, анкерного крепления наилучший эффект дает в скальных и полускальных породах. Хотя борьба с крупными оползнями раздавливания в горизонтальных слоях на подмываемых берегах стоит дорого, при надлежащем комплексе мероприятий эти склоны можно надежно закрепить на длительный срок. В то же время вследствие большой амплитуды колебаний коэффициента устойчивости покровных образований и трудности борьбы с выветриванием не всегда можно дать полную гарантию многолетней устойчивости покровных образований.
