Геоэкологические проблемы оползнеопасных территорий и их решение с использованием геодезических методов

• Автор: Лазарев, Владимир Михайлович
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 406 с.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ И НАУЧНЫЕ ПОДХОДЫ К ИХ РЕШЕНИЮ

1.1. Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий

1.2. Анализ существующих методов решения геоэкологических проблем

1.3. Методологические основы решения геоэкологических проблем

1.3.1. Критерии оценки состояния и устойчивости природно-гсхнических систем

1.3.2.Научные подходы к решению геоэкологических проблем

1.4. Природно-техногенные факторы развития опасных процессов урбанизированных территорий

1.4.1. Классификация природных опасностей

1.4.2. Характеристика оползневых процессов

1.4.3. Закономерности развития опасных процессов на территории
г. Томска
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ГЕОДЕЗИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
2.1. Сравнительный анализ методов геодезического контроля за земной поверхностью и инженерными сооружениями в условиях активизации оползневых процессов
2.1.1. Классификация геодезических методов, применяемых для оценки состояния и устойчивости природно-технических систем
2.1.2. Исследование и анализ традиционных методов геодезического контроля за развитием оползневых процессов
2.1.3. Оценка точности геодезических методов определения положения реперов на оползневом склоне
2.1.4. Методы создания опорной и оползневой наблюдательной сети за оползневыми процессами
2.1.5. Разработка методики определения координат опорных пунктов геодезической сети в условиях активизации оползневых процессов

2.2. Применение геоинформационных технологий для геодезического обеспечения деформационного мониторинга за инженерными сооружениями
2.2.1. Геодезическое обеспечение деформационного мониторинга за инженерными сооружениями на оползневом склоне
2.2.2. Методика выявления деформаций и анализа их однородности на основе метода многократной аппроксимации криволинейными функциями
2.2.3. Разработка и исследование методов прогноза появления трещин в строительных конструкциях в процессе деформационного мониторинга
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ВЫСОКОТОЧНЫХ СПУТНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ГЕОМОНИТОРИНГА ОПОЛЗНЕВЫХ ПРОЦЕССОВ
3.1. Глобальные спутниковые навигационные системы GPS-NAVSTAR иГЛОНАСС
3.1 Л. Назначение и области применения спутниковых технологий
3.1.2. Общая структура, состав и основные характеристики
3.1.3 .Геометрическая сущность местоопределения
3.1.4.Геодезические системы отсчета и координат
3.1.5. Классификация способов измерений (позиционирования)
3.1.6. Комплект аппаратуры
3.2. Организация и методика обработки наблюдений за оползневыми процессами с применением спутниковых методов измерений
3.2.1. Планирование сессии спутниковых наблюдений
3.2.2. Оценка влияния геометрии спутниковой сети на точность определения координат
3.2.3. Организация спутниковых наблюдений за оползневыми процессами в условиях городской застройки
3.2.4. Исследование методов повышения точности определения пространственных координат в полевых условиях и при математической обработке
3.3. Технология совместного использования традиционных и спутниковых методов наблюдений за оползневыми процессами при их активизации на урбанизированных территориях
3.3.1. Пересмотр традиционных подходов к проблеме контроля за оползневыми процессами

3.3.2. Оценка статуса системы СР8-НАУ8ТАК и ГЛОНАСС. Геометрическое ухудшение точности (ОБОР)
3.4. Разработка и использование модели нового трехосного атмосферного эллипсоида для повышения точности определения координат точек земной поверхности
3.4.1. Определение параметров модели нового трехосного атмосферного эллипсоида
3.4.2. Использование новой модели атмосферного эллипсоида для учета атмосферных ошибок: ионосферных и тропосферных задержек сигнала
3.4.3. Высокоточные определения астрономического азимута
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ СТАТИСТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РЕШЕНИЮ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ
4.1. Аналитические, имитационные и статистические математические модели, используемые для решения геодезических задач
4.2. Методология комплексной статистической обработки результатов измерений и классификации группировок измерений с учетом особенностей
использования ЭВМ
4.2.1. Сбор, сортировка, систематизация, предварительная обработка и анализ результатов измерений на ЭВМ
4.2.2. Выявление аномальных результатов измерений
4.2.3. Особенности определения на ЭВМ моментов закона распределения погрешностей измерений
4.2.4. Эффекты, обусловленные конечной длиной выборки
4.3. Группировка и интервальный анализ наблюдений для выявления глобальных и локальных изменений закона распределения и для обнаружения скрытых закономерностей
4.4.Исследование устойчивых статистических методов оценки и прогноза
4.5. Методы математического моделирования и статистических испытаний результатов геодезических измерений на ЭВМ
4.5.1 .Теоретическое обоснование метода Монте-Карло и его применение для моделирования развития оползневых процессов

г- - радиус-вектор кривой скольжения, проведенный из начала координат к некоторой точке т, находящейся на подошве фундамента;
Ф - угол внутреннего трения пород;
\' - угол наклона радиуса вектора к горизонтам 180°.
Метод Л.Н. Бернацкого заключается в том, что рассматривается равновесие призмы упора и призмы активного давления, для чего используется формула:
Р, (д(ф' - р) > Pгtg45 - у] ~ 2ся' ' ~ гДе
Р1 и Р2 - веса призм;
С - сцепление пород;
ф’- угол внутреннего трения;
в - длина поверхности обрушения;
Среди других методов важно отметить группу методов, разработанных в институте ВНИМИ под руководством Г.Л. Фисенко и опубликованных в его монографии [Фисенко, 1965]. Сотрудниками ВНИМИ под руководством Г.Л.Фисенко было разработано 12 расчетных схем для различных условий залегания, преимущественно скальных и полускальных пород, слагающих борта карьеров. Важно отметить, что при обосновании и использовании предложенных расчетных схем авторы рекомендуют учитывать структурное ослабление сцепления в массиве. При этом рекомендуется устанавливать коэффициент структурного ослабления, представляющий отношение удельного сцепления пород в массиве к сцеплению в образце.
Анализ рассмотренных выше методов расчета устойчивости откосов позволяет уверенно сказать, что применительно к инженерно-геологическим условиям г. Томска при выборе метода необходимо учитывать:
- особенности геологического строения территории и прежде всего состав, физикомеханические свойства и условия залегания пород;
- генетические типы оползней и динамику их развития;
- характер и положения наиболее вероятной поверхности скольжения.
Описанные ранее особенности строения оползневых склонов и инженерногеологические условия развития оползневых процессов позволяют нам рекомендовать в качестве основных методы круглоцилиндричеекой поверхности скольжения и лога-