Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,823

ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ОПОЛЗНЯ С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПНОЙ МОДЕЛИ ГРУНТА

Бобрович А.С.

В наше время решение проблем экологии естественных искусственных водоемов является весьма актуальной задачей. Одной из проблем, которым подвержены водоемы, является образования оползней на их склонах. Разработка надежных противооползневых сооружений - весьма сложная задача, успешное решение которой невозможно без теории количественной оценки устойчивости склонов и развития склоновых деформаций, основанной на комплексе математических моделей, описывающих различные стадии оползневого процесса.

Для оценки оползневой обстановки используют региональные (предназначены для выявления и прогноза степени распространенности оползней для значительных по площади зон) и локальные (используются для оценки и прогноза устойчивости на конкретных участках) методы. Рассмотрим локальные методы, а именно метод круглоцилиндрической поверхности, как наиболее удобный и простой для оценки оползневой опасности для конкретного водоема.

Основным количественным показателем, используемым при локальной оценке и прогнозе устойчивости склонов, является коэффициент устойчивости (коэффициент запаса устойчивости, Кзап), представляющий собой отношение моментов удерживающих и сдвигающих сил. Для их определения используют параметры грунта, взятого с исследуемых склонов, параметры грунта считают анизотропными.

В то же время И.С. Рогозин в книге «Оползни Ульяновска и опыт борьбы с ними» [1] показывает, что в природной обстановке грунт является анизотропным. Математическая модель грунта, учитывающая анизотропность по параметрам угла внутреннего трения и сцепления грунта, показана ниже:

Spwi=P • tg φwi +Cwi

где:

Spwi - сопротивление глинистого грунта сдвигу при данной нагрузке P и влажности w;

P - действующее нормальное напряжение;

φwi - общее значение угла внутреннего трения при угле среза (i) равном углу между горизонталью и нормалью к зеркалу среза;

Сwi - общее сцепление при угле среза (i) равном углу между горизонталью и нормалью к зеркалу среза.

Для определения зависимости j и С от угла среза были проведены измерения и получен следующий результат:

f

где:

i - угол между горизонталью и нормалью к зеркалу среза (выражен в градусах).
При i>90°, i=180°- i;

f - значение параметра X при i=90° (вертикальный срез);

X_ - значение параметра X при i=0° (горизонтальный срез).

Далее применяя полученную зависимость при определении моментов сил, получим формулы определения коэффициента запаса (коэффициент запаса до образования блокового оползня и коэффициент запаса для образования оползня потока).

При прочих равных условиях Кзап полученный с помощью модели грунта учитывающей анизотропность меньше Кзап рассчитанного без учета анизотропности грунта на 8-10%. Учитывая, что согласно СНиП 2.01.15-90 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования» рекомендованный запас устойчивости составляет 10-15%, (при особых условиях 25%) получим, что типовые значения Кзап завышены и соответствует критическому значению.

Рассчитаем вероятность образования оползня на произвольном участке склона по известному коэффициенту устойчивости. Для этого сделаем следующие допущения:

  1. значению Кзап < 1 соответствует вероятность образования оползня P = 100%;
  2. значению Кзап = 1 соответствует вероятность образования оползня P = 50%;
  3. значению Кзап > 1,25 (Кзап по [2]) соответствует вероятность образования оползня P = 20% (Значение принято условно. Для боле точного нахождения необходима статистическая обработка случаев образования оползней и данных коэффициента устойчивости для них).

Тогда вероятность того, что оползень произойдет равна:

Pсум = Рблок + Рпов - Рблок × Рпов

где:

Рблок - вероятность образования блокового оползня;
Рпов - вероятность образования поверхностного оползня.

На основании сказанного выше разработан программный продукт, позволяющий по известным параметрам грунта и геометрии склона (объемная модель) определить вероятность образования оползня и изменение геометрии склона под его воздействием.

В результате работы программы было установлено три участка возможного образования оползня (правый берег р. Волги), в настоящее время на двух из них произошел оползень.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Рогозин И.С. «Оползни Ульяновска и опыт борьбы с ними» //М. Издателство «Академии наука» СССР 1961г
  2. СНиП 2.01.15-90 «Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения проектирования»

Библиографическая ссылка

Бобрович А.С. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ОПОЛЗНЯ С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПНОЙ МОДЕЛИ ГРУНТА // Успехи современного естествознания. – 2007. – № 7. – С. 74-75;
URL: http://www.natural-sciences.ru/ru/article/view?id=11310 (дата обращения: 18.05.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074