автореферат диссертации по строительству, 05.23.02, диссертация на тему:Оценка эффективности противооползневых мероприятий и сооружений в связи с инженерно-строительным освоением оползнеопасных территорий

КИЕВСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ХАМ ИД ХАДЫР ЛБУД

ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОТИВООПОЛЗНЕВЫХ МЕРОПРИЯТИЙ И СООРУЖЕНИЙ В СВЯЗИ С ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫМ ОСВОЕНИЕМ ОПОЛЗНЕОПАСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

05.23.02 — Основания и фундаменты

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Кие а — 1092

Работа выполнена в Киевском инженерно-строительном институте. Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат технических наук, доцент Хазин В. И.;

доктор технических наук, профессор Билеуш А. И.; кандидат технических наук, ст. науч. сотр. Кризский Н.

М.;

Ялтинский противооползневой отдел института Крымкоммунпроект.

Защита состоится « £3» ' ОА^^-й*^ 1992 г. в /3 часов на заседании специализированного совета К 068.05.06 «Строительные материалы и изделия», «Основания и фундаменты» в Киевском ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительном институте.

Адрес: 252037, Кнев-37, Воздухофлотскин проспект, 31, КИСИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук

ГОЛУБНИЧИЙ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Планомерная противооползневая борьба невозможна без анализа эффективности противооползневых мероприятий и сооружения - кан существующих,' так и проектируем!«. В последнем случае имеется в виду прогноз эффективности, целесообразности осуществления тех или иных мероприятия. В литературных источниках мохно наЯти разнообразные и нередко противоречивые толкования указанной эффективности, в связи с чем необходимо это исследовать.

Проблема строительства на ополэнеопасных территориях является весьма актуальной как для Ирака, так и для Украины, На Украине особенно широко развиты оползни в горных районах (Карпатьи Крым), по берегам рек, мореЯ и водохранилищ.

Несмотря на значительные капиталовложения в противооползневые сооружения и мероприятия - например, свыле 30 ылн.руб. ежэ-годно только на берегоукрепительные работы по Черноморскому побережью Украины, ежегодный уцерб от оползневых явлений исчисляется сотнями миллионов рублей.

В Ираке особенно широко распространены оползни в горных районах на севере страны. Часто они происходят в результате пересечения рвсчлененного рельефа при строительстве транспортных и гражданских объектов. Оползневые явления наносят значительна уиерб народному хозяйству Ирака.

Примером оползней, образовавзихся в Ираке в связи со строительством, может служить оползень в городе Сандур. Он произошел в результате срезки склона для расширения дороги, при отсутствии противооползневых мероприятий. Объем оползня составил около 10 тыс.и3. Расчеты показали, что склон до срезки имел коэффициент устойчивости 1,08, а после срезки уиеньзилая до 0,92..

При решении задач, связанных с оценкой устоЯчивости склонов, одноЯ из наиболее сложных проблей является нахождение критической поверхности смещения, без чего нет уверенаости в достоверности получаемых результатов. Необходимость разработки методических основ оценки эффективности противооползневых мероприятий и сооружений и поиска критической поверхности смецения для реаения проблем, связанных с оценкой устоЯчивости склонов и откосов, о поыоцыо ЭВМ определила актуальность настоящей работы.

Цель работы. Целью настоящей работы является разработка методики поиска критической поверхности смещения с покодьв ЭВМ и

методов оценки эффективности противооползневых мероприятий и сооружений для целей строительного освоения оползнаопасных территорий.

Основные задачи исследована?:

- изучить характер оползневьи явлений, происходящих на природных склонах и искусственных откосах;

- разработать практическую систематизацию оползнеобразующих факторов;

- разработать и апробировать методику расчета количественной оценки роли ололзнеобраэувдих (¡акторов;

- осуществить численное решение задач оценки влияниг. различных факторов на степень устойчивости склона, а также на оползневое давление для конкретных объектов!

- разработать и апробировать методику расчетной оцзики эффективности противооползневых мероприятий и сооружений;

- разработать алгоритм- поиска критической поверхности смещения с помощью РЗМ.

Научная новизна и основные затидпемме положения. В диссертационной работе предложен расчетный путь поиска критической поверхности оползневого сыбщенил склонов и откосов. Разрао'отаны со-отвагствуищив алгоритмы.

Оценено влияние различите факторов на коэффициент устойчивости склона и оползневое давление при расчетах устойчивости.

Разработаны принципы освоения и инженерной защиты ололзне-опасных территорий для строительных целей.

Установленц-количественныэ и качественные критерии оценки эффективности противооползневых мероприятий и сооружений.

Разработан алгоритм поиска критической поверхности смещения для двух очертаний поверхностей (ломаного и круглоцилиндрическо-го) с помете ЭЗМ.

"тактическая ценность диссертационно? работы заключается в точ, что разработанная методика обеспечивает достаточную точность определения коэффициента устойчивости склона и оползневого давления, в том чнедв с учетом различных дополнительных воздействий, позволяет проводить обоснованное и рациональное инаенарнс-строитедьвое освоение опоязнеопасных территорий различного рода.

Реализация работы. Результаты диссертационной работы целесообразно использовать в научно-исследовательских и проектных организациях, заыянаввдхся проектированием и строительством зданий и моругевгй па оползвеопасаух территориях: Ялтинский противо-

оползневой отдел института Кринкоымунпроект и др., а твкхе в Иране, ГД9 ятим занимаются частные фирмы,

Апробация работ». Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на 48-й - 53-0-научно-технических конференциях Киевского инженерно-строительного института (19871992 гг.).

Публикации. Основное содоряание диссертационно!! работы изложено в четырех печатных работах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используемой литературы, приложений. ОбаиЯ объем работы - 187 стр., из них 168 стр. машинописного текста, 24 рисунка, 22 таблицы, список используемой литературы из 145 источников, 5'приложения.

СОДЕРЖАНКЕ РАБОТЫ

Современная практика борьбы с оползневыми явлениями основывается на комплексной и всесторонней изучении оползневых процессов в их естественно-исторической развитии с использованием современных достижения смежккх наук (механики грунтов, инженерной геологии, гидрогеологии, геофизики, строительной иеханлки и ряда других).

ОползневоЯ процесс - ото один из процессов формирования рельефа земной коры, обусловленный разнообразными факторами, нарушающими равновесие между прочностью пород, крутизной склона и нагрузками (естественными и искусственными).

Изучение оползневых явления, оценка устойчивости склонов, проектирование и строительство противооползневых мероприятий и сооружений до сих пор остаются весьма актуальными задачами инженерной науки, так как экономический и моральный уцерб, наносимый человечеству оползнями, огромен и вполне сравняй с последствиями многих катастроф, связанных с землетрясениями, вулканическими извержениями и т.п.

Вопросами изучения оползней и противооползневых сооружений занимались видные советские и зарубежные ученые: А.И.Билэуп, Н.М.Герсеванов, Л.к.Гинзбург, А.Г.5ор*Тиан, А.М.Дранников, Е.П. Емельянова, Г.С.Золотарев, В.С.Краев, Н.Н.Маслов, Ы.К.Рзаева, З.Г.Тер-Мартиросян, Г.И.Тер-Сгепанян, В.й.Хазин, Р.Р.Чугаев, Г.М. Шахункяц, А.Бизоп, Н.Моргэнстерн, В.Прайс, Е.Спенсер, К.Тврцаги, Т.Челестино, Да.Дункаи, Н.Янбу и многие другие.

Существует большое количество классификации оползне!!. Это разнообразие - следствие не только разного подхода, но и причисления к оползням склоновмх гравитационных явлений с деформациями неоползневого типа.

Один из крупневших американских специалистов в области изучения оползней Д.Варнес выделяет шесть типов склоновых процессов: обвал« и оемпи, опрокидывание, оползни скольжения, Ооковоэ расползание, оползии-потоки и сложный тип склоношх процессов.

Из виделетшх типов склоновых процессов только оползни сколь-кеиил поддаются в настояцое вреия количественному анализу (расчету устойчивости) по методу многоугольника сил, круглоцилиндри-ческих или иных поверхностей. ?ти методы расчета устойчивости склонов не применимы к обвалам, опрокидываниям, оползня« выдавливания и потокам. Кинематика и механизм таких явлении достаточно изучены для качественного и статистического подходов к оценка этих процессов или дли прогноза возможного их развития.

По многочисленному опыту изучения оползней на территории Украины, В.Ф.Краев рассматривает оползень как явление нарушения устойчивости природного склона или искусственного откоса с деформацией смекающихся пасс пород по типу скольжения.

В.Д.Лоитадэо разделяет оползни по размерам, строению, причинам об1. )30вания, условиям, способствующим их возникновении и развитию, механизму и динамике процесса и др.

Н.Н.Маслов предложил классифицировать оползни по форме нарушения устойчивости склонов и откосов.

Образование оползня заключается не только в Формировании оползневого рельефа, но и в изменениях внутреннего строения склона или откоса. Г>ти изменения создают определенное строение (структуру) оползня, которая обусловливается геологически« строение« склона или откоса, положением и формоП поверхности или поверхностей скольхения, по которым происходит смешение пасс горних пород.

При проектирс шши любых противооползневых мероприятий, как и при инженерно-строительном освоонии опслзнеопасных территорий следует начинать с оценки коэффициента устойчивости Р , который характеризуется отношением сил, удерживающих пассив грунта на наклонной поверхности, к силам, сдвигаюхим этот массив грунта.

Некоторые расчетное методы оценки устоРчивости основаны на применении теории предельного равновесия, рассматривающей предельное напряженное сос;ояние грунтового массива. Эти методы

расчета иожно преобразовать для определения оползневого давления в той или иной сечании,

Рассмотрим яекоторио наиболее известные и используемые в практике проектирования методы расчета с фиксированной поверхностью скольжения. Так, например, метод расчета устойчивости для несвязных грунтов предложил Г.КреЯ, мотод критического круга скольжения предложен К.Тврцаги. Мотод, предложенный Н.Нноу, предназначен для неоднородных склонов и откосов. В погоде Моргенс-тарна-Прайса рассматриваются для каждого элемента условия равновесия не только относительно направлений нормали и касательной, но также моментов. Метод Спенсера весьыа схож о разработавши Моргенстерном и Прайсом,

Нами в диссертационной работе в качестве расчетных методов применялись:

- аналитически',! ыатод Иахунянца;

- метод горизонтальных сил Маслова-Пзрера(

- метод Янбу.

Это объясняется тек, что они, в частности, позволяют оценивать влияние различных факторов, таких как обводненность, сейсмичность, дополнительные нагрузки разных величин и зников, на устойчивость склонов, а также назначать поверхности скольжении произвольной формы. Именно в связи с ягим данные методы широко используются в практике многих институтов. Все три иатода имеют также то преимущество, что разработаны специально для многослойны* склонов.

Для предотвращения оползневых явлений приценяются следующие способы: террасирование или уполаживаниа склонов, выполнение водозащитных мероприятий, дренирование подземных вод, сооружение подпорных стен на естественном основании, устройство контрфорсов и контрбанкетов и т.д.

Одним из наиболее эффективных противооползневых мероприятий является с недавних пор применение сооружений из глубоких свай (забивных, бурон.ю'ивных) или столбов, назяаннцх Л,К.Гинзбургом противооползневыми удэряивавдими конструкциями глубокого заложения. Они обладает рядом преимуществ по сравнений о другими противооползневыми сооружениями, а г ряде случаев явтяются единственно- приемлемым решением.

' Для успешной борьбы с оползнями необходима разработка практическом систематизации оползкообразувдх факторов.

Целесообразно разделить все слолзнэобразукдие факторы на

две категории. Эти две категории, по В.И.Хаэину, будут такими:

1. Естественный оползнеобразуючие факторы;

2. Антропогеннее оползнеобразуюзде факторы.

Внутри каждой категории выделяются группы причин и условий. В частности, среди естественных - геоморфологические, литолого-отраткгра^ичоокио, гидрогеологические, гидрологические, метеорологические, условия растительности, неотектонические и сейсмические. А среди антропогенных - воздействия на рельеф, на гидравлический ре-лны склона,на поверхностный сток, активизация абразионных и г>розио ннкх процессов, дополнительные статические и динамические нагрузки.

Для борьба с оползнями и освоения сдолэиеоаасшк территорий необходимо ъ каядоы случае не только выявление оползнеобраэу-юпшх факторов, но и сценка их роли. Такая оценка может носить как качественный, так и количественный характер. Нами рассыатри-иамтся два направления, ко которш моязг идти количественная оценка роли ополэнеобразуюцих факторов. Первиы является корреляционный анализ, устанавливающий сбнзь мекду деятельностью оце-HHsaeiíoro фактора и проявлениями ополвнавоП активности. Вторым ивляетсн использование расчетов ^устойчивости склонов.

Соответствующую оценку - критерий роли ололзнеобразуюцего фактора /«¡я - ыохно виразг.ть следующий образом:

где коэфТицнент устойчивости -5 соответствует условию отсутствия оцениваемого ¿актора, & ñ - условию, при которой данный фактор действует.

Для кодячвстБЭйноЯ оценки рода Ьлолэнаобразухинх факторов нами разработана программа для ЭВМ на языке ФОРТРАН. В качестве расчетного использовался метод Шахунянца, Б частности, оценивались три ополэиеобраэухдах фактора: обводненность, сейсмичность в дополнительный нагрузки раэноП величины и знака. Расчеты ведясь для конкретных объектов: санатория в Донецкой области, больницы в Вдагороде и микрорайона в г.Хмельницкой.

На рис. I показан геологический разрез для первого из указанных объектов, где оценивалась роль трах факторов: обводнен-вости, сеРскичноетк, дополнительной нагрузки различного знака.

Результаты расчетов показаны в табл. I, а эпсры оползневого д&меняя - на рис. 2.

Таблица I

Принятые условия

Оползневое ¡давление А» . : кН/w в сеч.А-А

Коэффициент : Критерия

устойчивости : /Cef, ,

f ;

обвод-:необ- ГоТГвод-: HaöiP Гобвод-": lie об^ • н9нно-:воднои-:ненно-:воднен-:ненно-:воднен-

го :ного :го :ного :го ;ного

сллонагсклона :склона:оклона .-склона:склона

о о о :

-о :: о о е-» О они о к аз ö

О—' ю tn ц-

0 0,832 1,156 28 - 141 108

0,05 0,798 1,018 31 12 193 165

0,50 0,686 0,948 41 18 711 679

0 0,832 1,156 28 - 141 108

-380 0,809 1,028 . •зо II 235 202

-200 0,924 1,260 20 9 91,7 58,8

п

О а 1 п

о ta

м

1Г>

Г! oí;

о г: •i

н ^о

о К L3 «

У О U ГЭ

r-í L-<

(Ц CL

О ЙГ —'

Следующей задачей является оценка эффективности противооползневых мероприятий и сооружений. Дуло в тон, что установление ожидаемой эффективности проектируемых противооползневых мероприятий должно являться реааюаим фактором при их назначении, выборе варианта или отказе от них, а установление фактической эффективности уже осуществленных противооползневых мероприятий должно служить основанием для репения о необходимости их сохранения или совершенствования. Нами рассматриваются следующие виды эффективности противооползневых мероприятий: а) инженерно-геологическая; б) техническая; в) сравнительная экономическая; г) общая экономическая; д) экологическая; е) социальная.

Каждый из указанных видов эффективности, кроме двух последних, может определяться количественными методами. Общим выражением для критерия инженерно-геологической эффективности AV* является:

К«*я , (2)

где f. и F* - коэффициенты устойчивости соответственно для состояния склона до и после осуществления оцениваемого мероприятия.

РВ11 = + 300 кЛ/м, от знаний

рШ1 = - гсо 1(11/м,

Рис. [. Поперечный разрез силона в ЛонецкоП области /фрагмент/

Еоп. ЦН/м

Рис.2. Эпцш оползневого давления, оассчитанногг с учетом различных фактопгв методом Е'ахуняниз:

I - Зрз учета '.'(а1Г.пров; 2-е учетом фактора обводнения; 3-е. учете:.: фактора сейсмичности; 4 - с учетом 4акторов обпгпнепил и сейсмичности; 5 - с учетом дополш'толы'д :-п возте^.сты'я; С - т учетом вие:.;ки

Общее выражение для Хш» приобретает конкретный вид в зависимости от характера рассматриваемого мероприятия или сооружения. Такие предложения разработаны нами, в частности, для дренажных, удерживающих, берегозащитных мероприятий и сооружений.

Под технической эффективностью противооползневого сооружения понимается степень соответствия фактической работы данного сооружения его проектному замыслу. Общи« выражением для соответствующего критерия является

К» " --(3)

где Я** и - представляют собой значения некоторого количественного показателя, характеризующего данное вооружение в двух состояниях: проектного замысла (/Ял» ) и фактической работы (^я»).

Данное общее выражение также приобретает конкретный вид в зависимости от характера рассматриваемого сооруионил (дренажные« удерхиваощие, бервгозацитние).

Сравнительная экономическая эффективность устанавливается при сопоставлении ме:кду собой двух или более конкурирующих вариантов противооползневой защити, Критерием сравнительной экономической эффективности варианта.является минимальность для него величин« приведенных затрат Р„р на строительство и эксплуатации сооружений:

•Рпр* (к +ЗТ)~ т(л t (4)

где К - планируемые капитальные вложения}

3 - среднегодовые эксплуатационные расходы на данное uepo-приятие;

Г - срок окупаемости (в годах).

Общую экономическую эффективность можно оценивать путем сопоставления двух состояний территории4, защищенного и не зачищенного противооползневыми мероприятиями.

Величина общей экономической эффективности Е коил;.бксэ противооползневых мероприятий определяется по формуле:

£• . (5)

где коэффициент <£. , могущий принимать любое значение з диапазоне О <<<•« I» характеризует степень риска двух событий: оползневого смешения и вовлечения в него всоЯ оползнеопасной территории;

^ - ущерб от оползня, включающий целый ряд прямых и косвенных материальных потерь.

Под экологической эффективностью противооползневых мероприятий понимается соответствие втих мероприятий нормативным требованиям по охране от загрязнения окружающей сроды, а под социальной понимается то, насколько их осуществление способствует реие-иию социальных задач данного населенного пункта. Оба вти вида вффективности определится качественными критериями.

Алгоритм и программа, составленные для оценки устойчивости склонов, оползневого давления, роли ополз необразующих факторов и инкенерно-гоологпческой эффективности противооползнегьк мероприятий, показаны на рис. 3.

Расчеты эффективности проводились для двух объектов на Южном берегу Крыма на основании материалов Ялтинского отдела института Укрюхгипрокоимунстрой. Резуль таты расчетов Киг^ и Рп^ для одного из объектов (санаторий "Белоруссия"), приведенные в табл. 2 и 3, показывают степень целесообразности осуществления различных противооползневых мероприятий и сооружений.

Принципы строительного освоения-и-инженерной оагдиты рассматриваются для трех типов.оползнеорасных территорий: активно-ололэ-вввых, естестве нно-оползнеопасных, антропогенно-оползнеоласных. Различие в подходах видно из прилагаемой схемы алгоритма принятия решений (рис. 4). В то время как для всех трех типов территорий на первом этапе должен быть установлен полный набор ополз-ивоораэуквдьх факторов (действующих и потенциальных) с оценкой их роли по количественным или качественным критериям.

Следующий этап различен для различных территорий. Освоению активно-оползневых территорий должна предшествовать стабилизация их противооползневыми мероприятиями, а для двух других типов территорий этоиу делхнн предшествовать различные этапы: локальный оползневой прогноз для астестзенно-оползнеопасних и выделение недопустим*« оползнаобразуксих факиров для антропогекно-оползнеопасных территорий. Принятия из окончательного решения для всех территорий дрляна предшествовать оценка эффективности атих мероприятия.

Длн ревеная залач, связанных с оценкой устойчивости склонов, адпо? из наиболее слоагных проблем является нахождение критической поверхности смеаания. Пути поиска этой поверхности разработали гораздо слабое, чем методы расчета устойчивости склонов.

С исаохьзогааием подходов Байкера, Челестино-Дуикана и Нгуена

(^начало

нет 'К

/--------->

"V

¡СМ

'¿гн

-V

-а- г . _ ..

( хднец

Рис. 3. Схона алгоритма расчета коэффициента устойчивости склоне, ополз нового давления, количественной оценки роли оползнеобразующих факторов и критериев инженврио-гослаги-чоской аМишпшости противооползневых мероприятий и сооружении

Рис. Принципы освоения и инженерной защиты оползне опасных территорий

\

Таблица 2

Удер- Сдви- Сполз- 1"'—...... :- Крите| ИЙ Kurfi

Принятые жива-опие гающие нйвое , дав-

•

условия силы силы ление | для ; для

с , Ban % ; /» А удержи- J дренаж-

V . вающих ных

кН/ы кН/м кН/ы t сооружений .'сооружений

С учетом

С учетом °бивяОЛН0~ се?смич- 11ИЯ 13380 154-71 24S4 0,864 1,026 19,0 12,5

ности Без об-

водне- 15525 15963 1844 .0,973 1,091 12,5

Баз

сейсмичности

С учетом дополнительных нагрузок в обводненном состоянии без сейсмичности

ния

С учетом обводнения

Без обводнения

+900 кН/и

-350 кН/м

13 380 1 3078 1214 1,023-1,116 9,0

15535 13053 351. '1,189 1,216 2,5

13563 13274 1247 1,022 1,116 9,2

13309 I300I 1201 1,022 1,116 9,1

16,0

Таблица Э

Варианты

/С , тыс.руб.

Э . тыс.руб.

г ,

лет

тыс.руб.

Сваи • 3961,62 4951,50 8 43573,60

Анкерн 3169,30 3802,80 6 25986,70

нами разработан алгоритм поиска критической поверхности смещения двух принципиально различных очертаний (ломаного и круглоци-линдрического).

На рис. 5,а показано положение ломаной поверхности смешения, определяемое серией прямых с тремя типами узловых точек, а именно:

1, Незакрепленные узловые точки (тип ¿Л). Абсцисса Xi и ордината У; незакрепленных узловых точек могут произвольно изменяться, Примерами таких незакрепленных узловых точек являются точки R и Л на рис. 5,а.

2, Узловые точки с заданным направлением движения (тип Д ), обусловленным залеганием слабого слоя или контакта слоев. Так, точки В и Г на рис. 5,а могут перемещаться в направлении, параллельной такому слабому слою. Если ä~, (рис. 5,6) изображает начальное положение узловой точки В, а е^ - единичный вектор заданного направления, то положение точки В можно записать так:

& •a„ + At.c' (g)

где Л - параметр положения узловой точки В.

В. Точки, движущиеся по заданной поверхности (тип£). Очевидными примерами их являются точки А и Е на рис. 5,а . Эти точки могут перемещаться только вдоль поверхности откоса. Если Ев (рис. 5,в) - начальное положение F , то новое ее положение можно выразить расстоянием 5t от £, , замеряемым по поверхности откоса.

Предположим, что имеется К узловых точек типа U , £ - типа В Vi т - типа С . При этом можно представить весь набор узловых точок типа 17 нак (Х'.;У;), 1,к , а точек типов D и С - соответственно как Л, , i = и Si, i = I,т . Тогда коэффициент устойчивости F можно записать, как функцию многих переменных :

F' G 0<>,Х*. ..X,, У,, У,... У«, Л, /»/... Л I, \ s,... -S-, ) (7)

Для переменных функции G имеется ряд ограничений в неявной форме. Их моино рассмотреть, обративаись к рис. 5,а. Узловые точки должны располагаться в порядке А-Б-З-Г-Z-E. Поэтому абсциссы узловых точек должны удовлетворять неравенствам

Рис. 5. Описание ломаной поверхности сиаиант о лаиацью узловых точек

Xa <Хь<Х* i

Хь <Хл< Xr ¡

< Xг < XA и Т.Д.

Кроме того, ординаты точек должны находиться в пределах откоса, а угол между соседними отрезками ломаной долисен бить иень-аа 160°. . . •

Как показывает опит, при задании определенного числа узловых точек типа U предпочтительнее найти минимум значения F для всех ординат У , прежде чем начинать поиск минимума F для або-цисс X . Если приложить это правило к поверхности смещении на рио, 5,а , получим следующую последовательность поиска:

Sa, Чл, Д., Лг, S,,, Xi, Xa <8>

Полную последовательность поиска в данном направлении , которая описывается выражением (8), назовем "сканированием"; сканировать поверхность смешения будет означать приложение описанного выше способа к функции (Р . Можно'.рекоиендовать такую последовательность операций:'

I. Начальная поверхность смещения определяется малым числом узловых точек, затем она сканируется до тех пор, цока разность значении F в последовательных сканированиях на станет малой (как принято нами -0,01). Это дает приблизительное положение критической поверхности смешении.

3. В точках, отвечающих середине прямых, соединяющих соседние узды этой приближенной критической поверхности смещения, автоматически вводятся новые узловые ;гочки, вта поверхность, которая теперь уточнена больпим числом узловых точек, сканируется до доотиаэния оае большей точности (разность последовательных оыачоний F » как принято нами-0,001).

3. Шаг (2) повторяют до тех пор,.пока прибавление числа уа-яовых точек существенно не сказывается на изменении значения F, Подоаение кругдоцидиндрической поверхности скольжения определяю? только три параметра, а именно: абсцисса X. и ордината У» центра круга сколь*ения и радиус й круга. Коэффициент устойчивости можно записать, как функцию этих трех переменных:

( Х..У.,* J О)

Ввод исходных данных

Вычисление дли заданной поверхности

СМ О ЩЗН ИН__

Круглоцилннд-рическая

..з 'Опродолоние вида поверхности.^ смешения

Определенно опт и мального положения центра (Х0, У0)

и ратиуса круга Я скольяения

л_

п/п Вычисление Я

Ломаная

Опроделинпо опти-'цального положения .точек типа Л._

7 -»-----=---

п/п Вычисление Р

л.

Определение оптимального полетенил точек

типа -Р....__

...... 1_____

-9-

п/п Вычисление Р

__

Опредолонио оптимального положения точек типа С___

| п/п Вычисление ^

Выбор ''участка .(онт-роля

/ Печать / результатов /

Рис. б. Алгоритм ползка хрггачеслоЯ поьзрхнос*« сме^'ння

Последовательность поиска функции & можно принять в порядке Кф , У, , Я. . Альтернативно, координаты центра поверхности окольжения можно искать в любых двух других независимых направлениях, например, параллельно и перпендикулярно поверхности склона. Описанные процедуры поиска критической поверхности двух очертаний (ломаного и круглоцилиндрического) реализуются посредством алгоритма (рис. 6), основанного на итерационном подходе.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1, Ввиду актуальности проблемы оползневой опасности при строительстве, необходим комплексный подход к ее решению, включающий совершенствование путей оценки роли оползнеобразующих факторов, устойчивости склонов и эффективности противооползневых мероприятий и сооружений, а также стратегии строительного освоения оползнеопасных территорий.

2, Разработана практическая трехступенчатая систематизация оползнеобразующих факторов (общим числом 36), разделяющая их на естественные и антропогенные и далее по группам и подгруппам. П-здложоны и апробированы на конкретных примерах пути и методы количественной оценки роли ряда факторов с использованием корреляционно' о подхода и расчетов устойчивости склонов. Для втой цели составлена программа указанной оценки посредством расчетов

на ЭВМ.

3, Выделяется различные виды эффективности противооползневых мероприятий и сооружений: инженерно-геологическая, техническая, экономическая (сравнительная и общая), экологическая, социальная. Разработаны критерии количественной или качественной оценки указанных видов эффективности. Составлены и апробированы на конкретных примерах алгоритм и программа соответствующих расчетов на ЭВМ, включающих также оценку устойчивости склонов и оползневого давления.

4, Поскольку, повышение достоверности оценки устойчивости склонов невозможно без нахождения .критического очертания поверхности, разработан ускоренный метод решения данной задачи с использованием приемов вариационного исчисления применительно к двум принципиальным очертаниям указанной поверхности - ломаному и круглоцилиндрическому. Соответствующий алгоритм, проверенный на тестовых задачах, показал свои преимущества как по точности -решения, так и по экономии машинного времени.

5, Выделены три типа оползнеопаоиых территорий; активно-оползневые, встеотвенко-оползнеопасниа и антропогенно-ополэпэ-опасные, для каждого из которых дани принципиальные подходи к их инженерно-строительному освоению и (при необходииости) инженерной завдте. Разработан общий алгорити принятия соответствующих реаений, объединяющий оценку роли оползнеобразуодих факторов и эффективности противооползневых мероприятий дифференцированно к каждому из указанных типов территорий.

6. Предложенные разработки нашли отраввние при репвнии практических задач, связанных со строительством конкретных объектов на ополз неопасных территориях ъ-различных регионах. По одному

из обьектов получен экономический аффект в сумма 23,5 тыо.руб.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I. Оценка влияния различных факторов на коэффициент устойчивости склона и оползневое давление при-расчете на SBM. Деп. в УкрНИИНТИ, 1989, 6(212) б/о 784,'- 12 о. (соавтор - Хазин В.Й.).

3. Перспективы совершенствования волноотбойно-подпорных стен для Южного берега Крыма // Основания и фундаменты. - Киев:' Буд(-вельник, - Вып. Й2, 1989. - C.I09-II0 (соавтор - Иииин A.B.).

3. Оценка эффективности некоторых противооползневых сооруза-ний // Основания и фундаменты. -Киев; Буд1вельник, - Внп, 23, 1990, - С.89-92 (соавтор - Хазин В.И;).

4. Алгоритм поиска критической поверхности смещения при оценке устойчивости откосов //Наука и техника в гор. хоз-ве, -Киев: Буд(вельник. - Вып. 76, 1941, - С. 22-27 (соавтор - Хазин В.И.).