Диссертация (1141548), страница 12
Текст из файла (страница 12)
В рассматриваемом случае возникновение искажений, как правило,связано с фокусностью съемки. Также на данном подготовительном этапе, в целяхисследованиямультикоптера,точностиожидаемыхдополнительнобылирезультатовопределенысъемкисприменениемкоординатыивысотыизбыточного количества точек рельефа.Рисунок 3.5. Общий видгексакоптера [108]Проведение наблюдений также осуществлялось в два этапа. На первомэтапе с помощью БПЛА, запущенного над исследуемой карстово-провальнойворонкой, определялась оптимальная высота съемки, с учетом размеровкарстовой формы рельефа в плане и фокусного расстояния объектива фотокамеры(18 мм). В итоге высота съемки была принята равной 70 м. Второй этапзаключался непосредственно в самой фото фиксации рельефа. При ее выполнениибыло обеспечено продольное перекрытие всех снимков приблизительно на 80%.Камеральная обработка материалов полевых работ производилась впрограммном обеспечении Credo Topoplan и Credo Transform.
Сначала в первойпрограмме был получен топографический план исследуемой площадки вмасштабе 1:200, с высотой сечения рельефа 0,5 м. Затем с помощью второй73программы была выполнена соответствующая обработка имеющихся фотографийи последующее их наложение на топографический план (рисунок 3.6). Этопозволило получить снимок площадки расположения карстово-провальнойворонки без каких-либо значимых искажений (рисунок 3.7). Кроме того, порезультатампроизведенноговоздушногофотографированияспомощьюпрограммного обеспечения Agisoft PhotoScan была создана высокоточнаятекстурированная 3D-модель исследуемой площадки (рисунок 3.8), которуюможно экспортировать в различные форматы (dxf, 3ds, pdf и др.) и, затем,использовать при решении разнообразных задач, в т.ч.
связанных с прогнозомразвития карстовых форм рельефа.Рисунок 3.6. Фрагмент топографического плана площадки расположениякарстово-провальной воронки с наложенным на нее снимком, полученный всентябре 2014 г. Масштаб плана условный74Рисунок 3.7. Фрагмент снимка площадки расположения карстово-провальнойворонки (май 2018 г.) с наложенными на него бровками воронки по состоянию насентябрь 2014 г. (показана синим цветом) и май 2018 г. (показана краснымцветом).75а)б)Рисунок 3.8. 3D-модели площадки расположения карстово-провальной воронки суказанием опознавательных знаков, полученные в сентябре 2014 г.
(а) и мае2018 г. (б)Результатынаблюденийнагляднымобразомсвидетельствуютовозможности и целесообразности использования БПЛА для определениядинамики изменения рельефа (в т.ч. развития поверхностных карстовыхдеформаций). В рассматриваемом случае необходимо отметить два следующих76обстоятельства. Во-первых, исходя из полученных результатов наблюденийвидно, что обрушение различных бортов исследуемой карстово-провальнойворонки происходит с разной интенсивностью (например, юго-восточный ивосточный борта обрушаются значительно интенсивнее юго-западного изападного) и носит затухающий характер. Во-вторых, площадь провальнойворонки за почти 4-х летний период наблюдений увеличилась с 582 до 706 м2(+21,3%), а ее глубина уменьшилась с 12,0 до 7,1 м (-40,8%).
В совокупностиполученные результаты свидетельствуют о достаточно медленной динамике(скорости) развития изучаемой карстово-провальной воронки в карстовуюворонку, что в первую очередь обусловлено литологическим составом покровнойтолщи грунтов и гидрогеологическими условиями площадки. Данный выводсделан на основании сравнения результатов исследований, полученных помногим карстовым формам рельефа, в частности по тем, которые представлены нарисунках 3.1, 3.4 и в научно-технических публикациях [24, 43, 89, 102, 109, 112].3.4.
Выводы1. Инженерно-строительное освоение площадок с наличием карстовых формрельефа характеризуется рядом особенностей, которые тщательным образомдолжны учитываться на всех стадиях жизненного цикла зданий и сооружений, аименно при проведении инженерных изысканий, проектировании, возведении иэксплуатации объектов.2. Геотехнический карстомониторинг строительных площадок, на которых(или рядом с которыми) имеются поверхностные карстовые формы, принеобходимости должен основываться не только на результатах наблюдений задинамикой изменения рельефа, но также и на результатах соответствующихнаблюдений за изменением напряженно-деформированного состояния грунтовойтолщи (основания зданий и сооружений).773.
Разработана и апробирована методика наблюдений за динамикойизменения рельефа (в т.ч. развития поверхностных карстовых деформаций) сприменением беспилотных летательных аппаратов.4. Сравнивая результаты исследований по многим крупным карстовопровальным воронкам, в частности по показанным на рисунках 3.3 и 3.4,доказано, что одним из главных факторов, который влияет на динамику(скорость) их развития является литологический состав покровной толщигрунтов. Так, в первом случае (см. рисунок 3.4) за 2 недели наблюдений диаметркарстово-провальной воронки увеличился на 25,0% (покровная толща в основномпредставлена песчаными грунтами), а во втором случае (см.
рисунок 3.3) за почти4-х летний период наблюдений площадь провальной воронки возросла на 21,3%(покрывающая толща преимущественно сложена глинистыми грунтами).78ГЛАВА 4. ОЦЕНКА КАРСТОВОЙ ОПАСНОСТИ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙИ СООРУЖЕНИЙ И ЕЕ УЧЕТ ПРИ РАЗРАБОТКЕ КОМПЛЕКСАПРОТИВОКАРСТОВЫХ МЕРОПРИЯТИЙ4.1. Прогностическая оценка карстовой опасности площадок с наличиемподземных и поверхностных карстопроявленийПриинженерно-строительномосвоениизакарстованныхтерриторийнеобходимо выполнять оценку их карстовой опасности, которая осуществляетсяисходяизсовместногорассмотренияинженерно-геологическихусловийплощадок и конструктивных параметров объектов, иначе говоря, в рамках единой(геотехнической) системы «карст-сооружение» [66, 68, 88-90, 98, 100, 101, 105,137]. В настоящее время основные подходы и положения по оценкекарстоопасности достаточно подробно изложены во многих методическихдокументах [36, 66, 68, 98, 100] и научно-технических публикациях [1, 5, 28, 32,38, 41, 45, 88, 89, 95, 96, 101, 105, 106, 109, 112, 116, 123, 139, 141, 146].
Несмотряна то, что они различаются, порой даже очень существенно, при оценкекарстоопасности и разработке противокарстовых мероприятий всегда следуетучитывать ярко выраженный вероятностный характер карста [1, 28, 38, 45, 48, 51,64, 66-68, 88-91, 96-98, 100, 105-107, 112, 113, 123, 136, 137, 139, 141, 144, 146].Оценка карстовой опасности может существенно усложниться привыявлении и обнаружении на исследуемой площадке, соответственно, подземных(полости, разуплотненные зоны, погребенные карстовые формы рельефа и др.) иповерхностных (просадки, локальные оседания, провалы, провальные воронки,воронки и др.) карстопроявлений.
Как было отмечено в разделе 1.3, при наличииуказанных проявлений карста необходимо производить оценку их возможногопроявления в сжимаемой толще основания конкретного сооружения за расчетный(или остаточный) срок его службы. Тем самым в ходе оценки опасности делаетсявывод о том, является ли конкретное карстопроявление опасным или неопасным[66, 101].
Основная сложность, возникающая при выполнении такой оценки,заключается в установлении объективной динамики развития карстопроявлений,79которая зависит от инженерно-геологических условий площадки и строительныхпараметров объекта.К основным инженерно-геологическим условиям, оказывающим влияниена динамику развития карстовых деформаций, можно отнести следующее:- тип карста (карбонатный, сульфатный и соляной);- расположение карстующихся пород относительно земной поверхности(карст открытый и покрытый);- литологическийсоставпокровнойтолщигрунтовиихводопроницаемость;- гидрогеологические (в т.ч.
гидрохимические) условия (растворяющаяспособностьводтрещинно-карстовогогоризонта,еговодообильностьивзаимодействие с вышележащим водоносным горизонтом (при его наличии));- вероятный механизм формирования карстопроявлений;- диаметр и видимая глубина поверхностных форм рельефа (необходимыпри решении задач, связанных с оценкой их влияния на сооружения).К основным строительным параметрам, влияющим на динамику развитиякарстовых деформаций, можно отнести следующее:- залегание карстующихся пород относительно сжимаемой толщи (активнойзоны) основания объекта (карст глубокий и неглубокий);- влияние различных техногенных воздействий на протекание карстовыхпроцессов (карст естественный, техногенный и естественно-техногенный).Вышеприведенная дифференциация основных факторов на инженерногеологические и строительные является весьма условной, поскольку они оченьтесно взаимосвязаны между собой.
Поэтому оценка опасности карстовыхдеформацийобязательнодолжнапроизводитьсяисходяизсовместногорассмотрения всех указанных факторов.Основные подходы к оценке опасности подземных и поверхностныхпроявлений карста, на стадиях строительства и эксплуатации объектов,практически идентичны. Однако, стадийность очень важна при выборе иразработке противокарстовых мероприятий. Оба указанных обстоятельства80отчетливо прослеживаются в методике оценки опасности карстопроявлений,которая показана в виде блок-схемы на рисунке 4.1.Выявление карстопроявления в процессе выполнения инженерных изысканийили наблюденийОпределение динамики развития выявленного карстопроявления в рамкахгеотехнической системы «карст-сооружение»Оценка возможности проявления карстовых деформаций в сжимаемой толщеоснования сооружения за расчетный (или остаточный) срок его службыПрактич. искл.ДаКарстопроявление являетсяКарстопроявление является опаснымпрактически неопаснымНазначается минимальный комплекспротивокарстовых мероприятийОпределяются его расчетные(прогнозные) параметры (размеры,местоположение и времяобразования) в кровле и подошвесжимаемой толщи основанияНа стадии нового строительства назначается необходимый комплекс защитныхмероприятий.
На стадии эксплуатации или реконструкции выполняется оценкадостаточности имеющихся противокарстовых мероприятий. При необходимостипредусматриваются дополнительные мероприятияРисунок 4.1. Методика оценки опасности карстопроявлений и влияние еерезультатов на подход к назначению противокарстовых мероприятий4.2. Учет результатов прогноза при разработке противокарстовыхмероприятийНа всех стадиях жизненного цикла зданий и сооружений, расположенных накарстоопасныхдокументамитерриториях,действующимипредусматриваетсяпроведениенормативно-методическимизащитныхпротивокарстовых81мероприятий [36, 64, 66, 67, 77-79, 82, 83, 99, 100].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
