Диссертация (1141548)
Текст из файла
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕУЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»(НИУ МГСУ)На правах рукописиУткин Михаил МихайловичДИНАМИКА РАЗВИТИЯ ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХПРОЯВЛЕНИЙ КАРСТА И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ИХ ОПАСНОСТИСпециальность 25.00.36 – Геоэкология (строительство и ЖКХ)Диссертацияна соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководитель:доктор геолого-минералогических наук,старший научный сотрудникХоменко Виктор ПетровичМосква – 20192ОГЛАВЛЕНИЕВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………… 4ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДУЕМОГО ВОПРОСА………………………... 111.1. Определение основных понятий и классификация карста………………… 111.2. Обзор основных положений нормативно-методических документов инаучно-технических публикаций по наблюдению за карстовыми формамирельефа и выявлению подземных карстовых деформаций……………………...
151.3. Обзор основных положений нормативно-методических документови научно-технических публикаций по оценке опасности карстовыхдеформаций………………………………………………………………………… 201.4. Выводы………………………………………………………………………... 23ГЛАВА 2. ИЗУЧЕНИЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГОСОСТОЯНИЯ ПОКРОВНОЙ ТОЛЩИ ГРУНТОВ ПРИ ПРОЯВЛЕНИИКАРСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ………………………………………………………... 242.1.
Механизмы возникновения карстовых провалов…………………………... 242.2. Изучение напряженно-деформированного состояния покровнойтолщи несвязных грунтов над карстовой полостью…………………………….. 342.2.1. Обзор существующих методов моделирования карстовыхдеформаций……………………………………………………………………. 342.2.2. Моделирование карстовых процессов с использованиемгеотехнической центробежной машины……………………………………..
392.2.3. Моделирование карстовых процессов с использованиемустановки конструкции В.П. Хоменко, Е.П. Маханько, Е.И. Исаева……... 422.3. Выводы………………………………………………………………………... 59ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ЭВОЛЮЦИОННОГО РАЗВИТИЯПОВЕРХНОСТНЫХ КАРСТОВЫХ ФОРМ РЕЛЬЕФА…………………………... 603.1. Классификация карстовых воронок…………………………………………. 603.2. Особенности инженерно-строительного освоения площадок с наличиемкарстовых форм рельефа………………………………………………………….. 6233.3. Наблюдения за динамикой развития карстовых форм рельефа спомощью беспилотных летательных аппаратов………………………………… 673.4. Выводы………………………………………………………………………... 75ГЛАВА 4. ОЦЕНКА КАРСТОВОЙ ОПАСНОСТИ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙИ СООРУЖЕНИЙ И ЕЕ УЧЕТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОМПЛЕКСАПРОТИВОКАРСТОВЫХ МЕРОПРИЯТИЙ……………………………………….. 784.1.
Прогностическая оценка карстовой опасности площадок с наличиемподземных и поверхностных карстопроявлений………………………………… 784.2. Учет результатов прогноза при разработке противокарстовыхмероприятий………………………………………………………………………... 804.3. Выводы………………………………………………………………………... 91ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………. 93СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………. 97ПРИЛОЖЕНИЕ А. Список опубликованных научных работ М.М.
Уткина(лично и в соавторстве)………………………………………………………………. 1154ВВЕДЕНИЕАктуальность темы исследования. Увеличивающийся дефицит городскихи промышленных территорий приводит к тому, что инженерам все чащеприходится осваивать те строительные площадки, которые ранее браковались илиих освоение настоятельно не рекомендовалось. Параллельно с инженерностроительнымосвоениемплощадоксвероятнымпроявлениемопасныхприродных (карстовых) процессов необходимо развивать методы наблюдений,которые направленны на оперативное (ранее) выявление и дальнейшеепрогнозирование развития подземных и поверхностных карстовых деформаций.Это обстоятельство позволит своевременно выполнять проектирование иреализациюинженернойзащиты,благодарякоторойбудетобеспеченабезопасность зданий и сооружений [111].Протекание карстовых процессов неразрывно связано с динамикой ихразвития.
Динамику развития поверхностных карстовых форм рельефа, наряду страдиционными способами, предлагается определять с помощью беспилотныхлетательныхаппаратов(БПЛА).Такойкомплексныйподходактивнопрактикуется за рубежом. Раннее выявление и динамику дальнейшего развитияподземных карстовых деформаций, особенно в условиях глубокого карста,предложено оценивать с помощью глубинных (подземных) реперов. Такие репераактивно применяются за рубежом, в частности в Германии и Южной Африке.Наоснованиикарстопроявленийдинамикистановитсяразвитиявозможнымповерхностныхвыполнениеиподземныхпространственно-временного прогнозирования их проявления в сжимаемой толще (активной зоне)основания объектов.
Результаты такого прогноза предлагается использовать вкачестве исходных данных при оценке карстовой опасности площадок идальнейшей разработке комплекса защитных (противокарстовых) мероприятий.Такимобразом,настоящееисследованиеявляетсяактуальным,востребованным, так как оно ориентировано на достижение новейших научныхрезультатов. Их внедрение в инженерную практику, в конечном счете, будет5способствовать существенному повышению безопасности зданий и сооружений,возводимых на карстоопасных территориях.Тема диссертационного исследования соответствует паспорту выбраннойнаучной специальности – 25.00.36 Геоэкология (строительство и ЖКХ), п. 5.11:Динамика, механизм, факторы и закономерности развития опасных природных итехноприродных процессов, прогноз их развития, оценка опасности и риска,управлениериском,мероприятияпоснижениюпоследствийгеокатастрофических процессов, геоинженерная защита территорий, зданий исооружений.Степень разработанности темы исследования.
Разработка и внедрениебеспилотных летательных аппаратов в инженерную практику – сложнаямногоаспектная задача, требующая слаженной работы специалистов многихпрофессий. Поэтому, как правило, указанная задача решается группой ученых.Среди отечественных и зарубежных групп исследователей можно отметитьследующие: А.И. Захаров, Н.В. Иванов и А.В. Студеникин (2012); В.К. Барбасов,Н.М. Гаврюшин,Д.О.
Дрыга,М.С. БатаевиА.Е. Алтынов(2012,2013);Е.К. Никольский, Н.Ю. Королев (2015); J.B. Stoll, D. Moritz, R. Erroes, B. Tezkan,R. Bergers (2014); M. Francioni, R. Salvini, D. Stead, R. Giovannini, S. Riccucci,C. Vanneschi, D. Gulli (2015); R. Salvini, G. Mastrorocco, G. Esposito, S. Di Bartolo,J.
Coggan, C. Vanneschi (2018) и др. Однако в трудах отечественных ученых внедостаточной мере освещен вопрос практического внедрения БПЛА длявыполнения наблюдений за развитием опасных природных (инженерногеологических) процессов, в особенности карста.Опыт проектирования и внедрения в инженерную практику подземныхреперов, к сожалению, изложен только в зарубежных работах следующихисследователей: J.E. Jennings (1966); A.B. Brink (1984); F. Reuter, V.V. Tolmačёv etal.
(1990). Здесь необходимо отметить небольшое количество научно-техническихпубликаций.Положения и накопленный практический опыт по оценке опасностикарстовых деформаций и разработке противокарстовых мероприятий для вновь6возводимых и существующих объектов изложены в трудах отечественных изарубежных ученых: Н.З. Готман, В.С. Крашенинникова, И.А. Саваренского,В.В. Толмачева, Г.М.
Троицкого, В.П. Хоменко, F. Reuter, G.F. Sowers и др.В настоящее время рассматриваемая тема исследований «Динамикаразвития подземных и поверхностных проявлений карста и методика оценки ихопасности» – разработана в недостаточной степени.Цель исследования – динамика развития подземных и поверхностныхпроявлений карста и разработка методики оценки их опасности, на основаниирезультатов которой возможно выполнить назначение рационального комплексапротивокарстовых мероприятий для объектов промышленного, гражданского итранспортного строительства.Задачи исследований, которые решались для достижения поставленнойцели, заключались в следующем:- анализ нормативно-методических документов и научно-техническихпубликаций по наблюдению за карстовыми формами рельефа, выявлениюподземныхкарстовыхдеформацийиоценкеопасностиуказанныхкарстопроявлений;- исследованиединамикиизменениянапряженно-деформированногосостояния покровной толщи грунтов при проявлении карстовых процессов;- изучение динамики развития поверхностных карстовых форм рельефа;- анализ и обобщение основных положений по динамике развитияподземных и поверхностных карстовых деформаций, оценке их опасности, атакже по дальнейшему учету полученных результатов при разработке комплексапротивокарстовых мероприятий.Объект исследования – динамика развития подземных и поверхностныхпроявлений карста.Предмет исследования – методика оценки опасности подземных иповерхностных карстопроявлений.Методология исследований базируется на детерминистическом подходе,который заключается в эмпирической проверке выдвинутой гипотезы о том, что7развитие подземных и поверхностных карстовых деформаций сопровождаетсяизменениямигрунтов.напряженно-деформированногоЭтообстоятельствосостояниядоказываетсяпокровнойтолщитеоретическимииэкспериментальными методами.
Теоретические доказательства основаны насуществующих механизмах формирования карстовых деформаций, которыепредусматривают указанные изменения в покровной толще. Экспериментальныедоказательства базируются на результатах физического моделирования карстовыхпроцессов и на результатах полевых наблюдений за развитием карстовых формрельефа, в т.ч. с применением беспилотного летательного аппарата.Научная новизна выполненной работы заключается в следующем:1) Новая методика оперативного выявления и дальнейшего наблюдения задинамикойформированияподземныхкарстопроявленийспомощьюразработанной системы глубинных реперов, правомерность практическогоприменения которых подтверждена результатами лабораторного физическогомоделирования.2) Новая методика полевого наблюдения за динамикой эволюционногоразвития поверхностных карстовых форм рельефа с применением беспилотныхлетательных аппаратов, целесообразность использования которых показана наконкретном практическом примере.3) Впервыесформулированыосновныеположенияпоназначениюрационального комплекса карстозащитных мероприятий с учетом аспектов,характеризующихвероятностно-статистическиеособенностикарстовыхпроцессов, динамику формирования подземных карстопроявлений, эволюционноеразвитие поверхностных карстовых форм рельефа и строительные параметрыобъектов.Положения, выносимые на защиту:1.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
