МОДЕЛЮВАННЯ ЗСУВНИХ ДЕФОРМАЦІЙ ПІД ДІЄЮ СИЛИ ТЯЖІННЯ
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.101.03Ключові слова:
комп'ютерне моделювання, оповзневі деформації антикліналей, гравітаційне навантаженняАнотація
На сьогодні актуальними залишаються проблеми, пов'язані з деструктивними схиловими процесами під дією гравітаційного навантаження. Дійсно, гравітаційні схилові процеси разом з іншими ерозійно-тектонічними процесами мають значний вплив на формування сучасного рельєфу і водночас дуже часто ускладнюють раціональне використання відповідної території. Серед найнебезпечніших гравітаційних схилових процесів можна виділити оповзневі (зсувні) процеси. Ці процеси характеризуються значним поширенням, матеріальними втратами та людськими жертвами. Проблеми вивчення процесів гравітаційного зсуву через свою соціальну важливість та практичну інженерну значущість мають давню історію. Відповідно цим проблемам присвячено багато робіт, але, з іншого боку, випадки строгого математичного й механічного опису та визначення певних кількісних механізмів і критеріїв щодо розвитку зсувних гравітаційних процесів розглядалися досить обмежено.
У представленій роботі на основі варіаційного методу скінченних елементів розраховано кількісні критерії обертального деформування та руйнування широкого класу тривимірних неоднорідних антиклінальних геоструктур в умовах гравітаційного навантаження.
Результати моделювання показують, що зсувні деформації антиклінальних геоструктур під дією сили тяжіння залежать від форми, розмірів структури та механічних властивостей гірських порід, які утворюють ці геоструктури. Встановлено, що найменшим деформуванням піддаються більш компактні геоструктури. У твердих геоструктурах, що зберігають пружні властивості, амплітуди деформацій є обернено пропорційними ступеню жорсткості порід, а зменшення радіуса кривизни геоструктури призводить до обернено пропорційного збільшення деформування відповідної геоструктури. Ми показали, що для здатності збереження стійкості щодо руйнування під дією сили тяжіння, антиклінальні геоструктури не можуть повністю складатися з порід, м'якших за напівтверді дисперсні ґрунти. Встановлено, що стійкість до зсувно-гравітаційного руйнування неоднорідних антиклінальних геоструктур в основному визначається жорсткістю внутрішніх несучих порід, тоді як вплив жорсткості зовнішніх м'яких порід є відносно незначним і нелінійним.
Посилання
Bell, F., Maud, R.R. (2000). Landslide associated with the colluvial soils overluing the Natal group in the greater Durban region of Natal, South Africa. Environmental geology, 39 (9), 1029–1038.
Dikau, R., Brunsder, P., Schrott, L., Ibsen, M.L. (1996). Landslide recognition. Wiley: Chichester, U.K.
Fomenko, I.К. (2012). Modern tendencies in calculations of the slopes stability. Engeineering geology, 6, 44–53. [in Russian]
Grigorenko, А.G., Кyuntsel, V.V., Novak, V.Е., Таmutis, Z.P. (1992). Engineering geodynamics: textbook for higher education. Кyiv: Lubid. [in Russian]
Hunter, G., Fell, R. (2003). Travel distance angle for "rapid" landslides in constructed and natural soil slopes. Canadian geotechnical journal, 40, 1123–1141.
Lubkov, M.V. (2015). Forming process of the large scale geostructures in zone of continents collision. Geoinformatics, 54 (2), 38–45. [in Ukrainian]
Niyazov, R.A. (2015). Landslides, called by Pamir-Gindukus earthquake. Taskent: GP "Institute GIDROENERGO". [in Russian]
Osipov, V.I. (1999). Dangerous exogenous processes. Мoscow: GEOS. [in Russian]
Pathak, D.R., Gharti, H.N., Singh, A.B., Hiratsuka A. (2008). Stochastic modeling of progressive failure in heterogeneous soil slope. Geotechnical and geological engineering, 26, 113–120.
Pendin, V.V., Fomenko, I.К. (2015). Metodology of evaluation and prognosis of landslide danger. Мoscow: LENAND. [in Russian]
Trofimov, V.Т. (2005). Soil science. Мoscow: NAUKA. [in Russian]
Van Asch, T., Van Beek, L., Boggart, T. (2007). Problems in predicting the mobility of slow-moving landslides. Engineering geology, 91, 46–55.
Vay, Y.C. (2010). The main characteristics of the Vanchyang earthquake and its influence on the dangerous geological processes. Georisk, 1, 10–14. [in Russian]
Zhang, W.G., Chen, Y.M., Zhan, L.T. (2006). Loading/unloading response ratio theory applied in predicting deep-seated landslides triggering. Engineering geology, 82, 234–240.
Кyul, Е.V. (2017). Tectonic landslide massifs of the Central Caucasus. Geology and geophysics of the South Russia, 2, 67–81. [in Russian]
Сruden, D., Lan Heng-Xing. (2015). Using the working classification of landslides to asses the danger from a natural slope. Engineering geology for society and territory, 2, 3–12.
