Методология оценки и прогноза оползневой опасности

• Автор: Фоменко, Игорь Константинович
• Шифр специальности: 25.00.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 318 с. : ил.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОСНОВЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО ОПОЛЗНЕВЕДЕНИЯ
1.1 Определение объекта и предмета исследований теоретического оползневедения
1.2 Факторы, определяющие развитие оползневого процесса
1. 3 Механизмы оползневого процесса
1.4 Динамика оползневых процессов
1.5 Классификация оползневых процессов
1. б Прогноз оползневой опасности
Выводы:
ГЛАВА 2 РЕГИОНАЛЬНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОПОЛЗНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ
2.1 Общие положения
2.2 Качественный региональный прогноз оползневой опасности
2.3 Количественный прогноз оползневой опасности
2.4 Использование ГИС при региональной оценке оползневой опасности
2.5 Пример оценки региональной оползневой опасности на основе ГИС для района Ха Лонг - Кам
Фа (Севера - Восток Вьетнама)
Выводы:
ГЛАВА 3 ЛОКАЛЬНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОПОЛЗНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ
3.1 Общие положения
3.2 Методы аналогий
3.3 Методы физического моделирования
3.4 Методы математического моделирования
Выводы:
ГЛАВА 4 ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ РАСЧЕТА УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНОВ
4.1 Обоснование базиса классификации
4.2 Интуитивные методы
4.3 Группа методов, основанных на анализе предельного равновесия
4.4 Группа методов, основанных на предельном анализе
4.5 Группа вероятностных методов анализа
4.6 Группа комбинированных методов с использованием ГИС
4.7 Группа геолого-структурных методов
Выводы:
ГЛАВА 5 3D МЕТОДЫ В РАСЧЕТЕ УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНОВ
5.1 Трехмерное моделирование при расчете устойчивости склонов
5.2 Методы, основанные на теории предельного равновесии
5.3 Методы, основанные на механике сплошной среды
5.4 Пример 3D анализа устойчивости склона методом предельного равновесия
Выводы:
ГЛАВА 6 СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАСЧЕТЕ УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНОВ
6.1 Оптимизация поверхности скольжения
6.2 Вероятностный анализ и анализ чувствительности
6.3 Учет влияния подземных вод
6.4 Сейсмическое воздействие
6.5 Модели поведения и критерии прочности грунтов
Выводы:
ГЛАВА 7 ПРИМЕРЫ ОЦЕНКИ ОПОЛЗНЕВОЙ ОПАСНОСТИ
7.1 Общие положения комплексного подхода при моделировании устойчивости склонов
7.2 Влияние оптимизации поверхности скольжения на результаты расчета устойчивости
склонов
7.3 Вероятностный анализ
7.4 Применение анализа чувствительности при расчете устойчивости склонов
7.5 Учет влияния подземных вод
7.6 Учет влияния сейсмического воздействия на устойчивость склонов
7.7 Влияние анизотропии на устойчивость склонов
Выводы:
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература:
ПРИЛОЖЕНИЕ. Документы о внедрении результатов диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ
Происходящее в нашей стране реформирование проектно-изыскательских работ, связанное с изменением Законодательства и введением в действие Федерального Закона №184 ФЗ «О техническом регулировании», а так же принятое направление о гармонизации Российских нормативных документов с международными стандартами, заставляют по-новому взглянуть на состояние инженерно-геологических и геотехнических исследований. Это в полной мере относится и к задачам прогнозирования оползневой опасности. Заслуги отечественной инженерно-геологической школы, ее вклад в решение этой непростой проблемы, трудно переоценить. Однако следует отметить, что в последние десятилетия данное направление в России практически не развивалось. Доказательством этому служат нормативные документы, например СП 11-105-97 часть II «Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерногеологических процессов». Рекомендуемые в данном документе методы были разработаны в 50 - 70 годах прошлого столетия. Возникает вопрос - что же изменилось за последние полвека в мировом опыте прогноза оползневой опасности? Как показывает анализ зарубежной научно-технической литературы - изменения весьма значительны, что, в основном, обусловлено интенсивным развитием компьютерных технологий, с помощью которых стало возможным решение ранее недоступных задач [271], [263].
Математизация научного знания является приметой нашего времени. Часто уровень развития той или иной науки характеризуется по степени использования математических методов. Известный афоризм: “Во всяком знании столько науки, сколько в ней математики” - отражает это мнение [267]. В настоящее время новая методология научных исследований - вычислительный эксперимент является общепризнанной. Изучение сложных процессов основано на построении, исследовании современными вычислительными средствами соответствующих математических моделей.
Значительный ущерб, приносимый оползнями, разнообразие, сложность и многофакторность оползневого процесса делает задачу его познания современными математическими методами архиважной. Применение того или иного расчетного метода для изучения оползневой опасности определяется поставленной задачей, особенностями изучаемого объекта и возможностями метода. Только владея комплексом методов, можно рассчитывать на успешное решение возникающих задач. Каковы критерии истинности, эффективности и предпочтительности тех или иных научно-методических подходов? Эти вопросы выходят далеко за рамки узкопрофессиональных знаний, они находятся в сфере методологии оползневедения. Основной вопрос методологии, по В.Е. Хайну,

В этот период могут происходить разные явления, такие как: увеличение степени выветрелости пород; изменение их влажности и физического состояния; снижение прочности фунтов; изменение крутизны склона при подмыве; микроподвижки, пластические деформации, в том числе связанные с глубинной ползучестью [242]. Явления, развивающиеся на этом этапе (образование бугристости, валов, трещин и др.), часто устанавливаются визуально, но в большинстве случаев, особенно на начальной стадии, характеризуются данными стационарных инструментальных наблюдений. Начальная стадия развития процесса от последующей условно отделяется появлением трещин, прежде всего трещин «закола».
Этап фактического образования оползня также может иметь различную продолжительность, неравномерность скорости смещения оползневого тела или отдельных его частей. И.В. Попов [213] предложил различать оползни движущиеся, приостановившиеся и остановившиеся. Это означает, что смещение масс горных пород может быть разовым, повторяющимся многократно с остановками или периодически, с неизменяющимся объемом оползающих масс, либо с непрерывно равномерно увеличивающимся, либо увеличивающимся ступенями вследствие образования новых трещин и срывов на склоне. Каждая новая значительная общая подвижка оползня характеризует стадию процесса, а местные подвижки — его фазы. Стадии выделяются по перерывам между общими значительными подвижками оползня, обусловленными естественными геологическими или искусственными событиями в истории данной местности (крупные паводки на реках, наполнение водохранилища, отклонения от средних многолетних климатических условий, землетрясения и др.). В перерывах между стадиями образования оползня подвижки оползневых масс часто не прекращаются, а характеризуются малыми размерами и скоростями и обычно устанавливаются по данным инструментальных наблюдений.
Этап существования - стабилизации оползня наступает тогда, когда оползень образовался, причины, вызвавшие его формирование, устранены и оползневой процесс закончился. Устойчивость масс горных пород, сползших со склона или с откоса, восстанавливается, но при новом положении в рельефе. Повышение устойчивости может происходить постепенно, плавно или скачкообразно и иногда сопровождаться локальными смещениями некоторых объемов горных пород до полного окончания оползневого процесса. Дальнейшее преобразование и изменение рельефа оползневого участка происходит под воздействием других агентов денудации и аккумуляции.
Основные особенности развития оползневого процесса во времени можно охарактеризовать следующими положениями [136]: