Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

"КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ"

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Оцінка напруженого стану зсувонебезпечних укосів в умовах сейсмічних навантажень

Спеціальність 05.15.09 - Геотехнічна і гірнича механіка

Калюх Тарас Юрійович

Київ - 2011

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті гідромеханіки Національної Академії Наук України

Науковий керівник: - доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Бойко Віктор Вікторович,

Інститут гідромеханіки НАН України,

завідувач науково-дослідної лабораторії

Офіційні опоненти: - доктор технічних наук, професор

Демчишин Михайло Гордійович,

Інститут геологічних наук НАН України,

завідувач відділу інженерної геології

кандидат технічних наук, доцент

Пивонос Володимир Михайлович,

Одеська державна академія будівництва

та архітектури МОНМС України,

доцент кафедри основ і фундаментів

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Понад 90% території України має складні ґрунтові умови, тому непрогнозовані зміни техногенних і природно-геологічних чинників, які визначають стан ґрунтів, можуть призвести до небезпечних деформаційних процесів, що завершуються аваріями і катастрофами. З них за об'ємом завданого збитку зсувні процеси посідають в Україні перше місце, а у світі - друге, поступаючись тільки землетрусам.

Активізація сейсмічної активності в зоні Вранча та Чорноморському регіоні, а також в цілому на планеті призвела до підвищення рівня сейсмічної небезпеки на всій території України та, у кінцевому підсумку, зростання відповідного зсувопровокуючого фактора. Наслідком цих подій стала значна активізація зсувів та зсувної небезпеки в сейсмонебезпечних районах України (Чернівецька, Одеська області та Автономна Республіка Крим). Загалом на території України виявлено близько 23 тис. зсувів.

Зсувні, розроблювані, сейсмо- карсто- і суфозійнонебезпечні території з особливими властивостями об'єднує постійно існуюча небезпека непередбачуваного розвитку деформаційних та руйнівних процесів. Тому будівлі й споруди розраховують з урахуванням подальшої негативної дії ґрунтових процесів, які виникають при несприятливому збігу техногенних і природних чинників впливу. Ці чинники змінюються незалежно один від одного, тому можливість виникнення процесів, які пошкоджують та руйнують споруди, відбувається за законами випадкових подій. Методи розрахунків імовірності тих чи інших очікуваних форм і ступенів пошкоджень та руйнацій конструкцій будівель та споруд при розвитку руйнівних та деформаційних процесів в складних ґрунтових умовах безпосередньо не розроблялись. У таких випадках найдоцільнішим є застосування теорії ризику.

У зв'язку з цим актуальною науковою задачею є теоретичне та експериментальне вивчення напруженого стану(НС) зсувонебезпечних укосів та ризику їх зрушення в часі в умовах постійної дії природних і техногенних сейсмічних навантажень на основі сучасних моніторингових інформаційно-аналітичних систем та прикладних методів розрахунку.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Результати дисертаційного дослідження відповідають сучасним напрямам науково-технічної політики України, визначеним у Постанові Кабінету Міністрів України № 409 від 5 травня 1997 р. "Державна програма «Зсуви»", увійшли до складу науково-технічних робіт, які виконувались Інститутом гідромеханіки Національної академії наук України за темою: «Дослідження формування і розповсюдження динамічних збурень різної природи в середовищах та їхня взаємодія з поверхневими природними і інженерними об'єктами» (2006-2010 pp., № ДР 0107U000247) в частині дослідження НС зсувних укосів та ризику їх зрушення в часі.

Мета роботи. Метою роботи є експериментально-теоретичне вивчення впливу природних та техногенних сейсмічних навантажень на еволюцію напруженого стану зсувонебезпечних укосів за допомогою моніторингової системи з розробкою та впровадженням у будівельну практику прикладної методики їх розрахунку з урахуванням ризику зрушення в часі.

Для досягнення поставленої мети сформульовані такі задачі досліджень:

- обґрунтувати, розробити та застосувати методику та сучасну програму розрахунку стійкості укосів під дією природних та техногенних сейсмічних навантажень з урахуванням ризику їх зрушення в часі на основі візуального та нелінійного програмування для математичного моделювання НС укосів;

- експериментально дослідити динамічні параметри зсувних систем в умовах природних сейсмічних навантажень та напружено-деформованого стану (НДС) ґрунту в умовах техногенних сейсмічних навантажень з уточненням відповідних коефіцієнтів сейсмічності;

- вивчити кількісні параметри інженерного захисту від зсувонебезпечних укосів на об'єктах забудови в сейсмонебезпечних регіонах України з урахуванням ризику їх зрушення в часі.

Об'єктом дослідження є зсувонебезпечні процеси в укосах.

Предметом дослідження є параметри напруженого стану та ризик зрушення зсувонебезпечних укосів в часі в умовах сейсмічних навантажень.

Методи досліджень. Використовувався комплекс загальнонаукових методів і підходів: збір і систематизація необхідної інформації за ознаками об'єкта та предмета дослідження, теоретичний аналіз наукової літератури, моделювання НС укосу чисельними методами, що базуються на застосуванні теорії граничної рівноваги (метод горизонтальних сил Маслова-Берера, аналітичний метод Шахунянца) як основа проектування й практичної реалізації прикладної методики розрахунку; методи нелінійного програмування для чисельного розв'язання обернених задач механіки ґрунтів, методи програмування на базі мов високого рівня та візуального програмування для розробки та відпрацювання програми моніторингу ZSUV, доопрацювання програми Landslip, методи програмування мовою низького рівня для забезпечення коректного з'єднання аналого-цифрового перетворювача з чутливими елементами та ПОЕМ, методи математичної статистики для розробки та відпрацювання програми обробки експериментальних даних, методи експериментальних досліджень.

Наукова новизна одержаних результатів представлена науковими положеннями, що виносяться на захист, в яких вперше:

- розроблено прикладну комп'ютерну методику розрахунку НС укосів з урахуванням ризику їх зрушення в часі за допомогою нової версії програми LandSlip на основі візуального програмування з урахуванням сейсмічних впливів;

- за допомогою нелінійного програмування розв'язано обернену задачу механіки ґрунтів щодо уточнення кута внутрішнього тертя та питомого зчеплення: з'ясовано, що чисельна ідентифікація фізико-механічних характеристик ґрунту укосу має певні обмеження, що свідчить про доцільність застосування альтернативних методів (теорії ризику);

- експериментально досліджено динамічні параметри Центральної Лівадійської зсувної системи під впливом природних сейсмічних навантажень за допомогою нової системи моніторингу за зсувними ґрунтами ZSUV, яка працює в режимі реального часу. Уточнено коефіцієнт сейсмічності µ=0.25 та проведено математичне моделювання НС укосу (програма LandSlip): ґрунтові води, які обводнюють зсувний укіс надходженнями з Лівадійського палацу через каналізаційну галерею, мають катастрофічний характер як для палацу, так і для зсувного укосу: спостерігається істотна зміна зсувного тиску, коефіцієнт стійкості значно менший за первинний (~ на 30 %); ризик зрушення дорівнює 1; це підтверджується експериментальними спостереженнями, зсувні переміщення корелюють з періодами активної експлуатації водолікарень санаторіїв "Лівадія" і "Прикордонник", які розташовані вище по схилу.

Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що на основі отриманих експериментальних та аналітичних результатів, даних моніторингових досліджень зсувонебезпечних укосів в умовах природних та техногенних сейсмічних навантажень дістали подальшого розвитку:

- експериментальні дослідження динамічних параметрів НДС ґрунту м. Кривого Рогу під дією промислових вибухів на кар'єрі ВАТ ?ПівдГЗК?: коефіцієнт сейсмічності µ в районі розташування кар'єру ВАТ ?ПівдГЗК? в м. Кривому Розі при розрахунках укосів µ потрібно брати в діапазоні [0,025-0,05], в залежності від ґрунтових умов будівельного майданчика;

- оцінка інженерно-геологічних пошуків фізико-механічних характеристик ґрунту за допомогою теорії ризику, математичне моделювання НС зсувних укосів м. Чернівців: при діючому рівні підземних вод коефіцієнт стійкості K_ст розглянутих природних укосів знаходиться в діапазоні [1,1;1,2], K_ст з урахуванням сейсмічних впливів - [0,85;0,93]; при максимальному рівні підземних вод K_ст - [0,98;1,07], K_ст з урахуванням сейсмічних впливів - [0.77;0.84]; при привантаженні укосу в нижній частині при існуючому рівні підземних вод K_ст - [1,35;1,59]; K_ст з привантаженням з урахуванням сейсмічних впливів - [1,11;1,23]; при привантаженні укосу в нижній частині при максимальному рівні підземних вод K_ст - [1,28;1,41], K_ст укосу з привантаженням та врахуванням сейсмічних впливів - [1,06;1,13];

- розроблено графічну модель укосу (м. Феодосія); проведено розрахунки зсувного тиску, коефіцієнта стійкості та ризику, які показали, що недеформований укіс є зсувонебезпечним; при влаштуванні армованої синтетичними матеріалами підпірної стінки для підрізаного укосу їх мінімальна міцність при розтягуванні при одному шарі повинна бути в діапазоні [30-40 Н/см]; згідно з розривним навантаженням таку міцність забезпечить геотекстиль щільністю [150 -200 гр/м²];

- отримано економічні та надійні проектно-конструкторські рішення: при проектуванні та аудиті протизсувних споруд в м. Чернівцях (Довідка та акт від 24.12.2010); для протизсувних споруд на території будівництва спортивно-оздоровчого центру "Єдність" у смт. Гурзуфі (Довідка та акт від 21.03.2011); для протизсувної споруди № 3 при розміщенні елінгів в районі НДЦ "Вертоліт", с. Приморське, м. Феодосії (Довідка від 15.11.2010).

Особистий внесок автора в роботи, опубліковані у співавторстві:

[2, 3] - виконано чисельне моделювання зсувних укосів м. Чернівців та Центральної Лівадійської зсувної системи з урахуванням: відсутності та підвищення рівня ґрунтових вод, сейсмічності ділянки будівництва; [4, 7] - проаналізовано епюри зсувного тиску, взято участь у натурних обстеженнях існуючих утримувальних споруд зсувних та зсувонебезпечних укосів м. Чернівців; [5] - взято участь у постановці завдання, виконанні розрахунків, натурних обстежень та підготовці матеріалів статті; [6] - розроблено блок-схему алгоритму, виконано розрахунки НС укосів з урахуванням ризику їх зрушення в часі; [8, 9] - розроблено блок-схему алгоритму, виконано розрахунки критичної відстані між утримувальними елементами; [10] - запропоновано прикладну методику розрахунку НС зсувних укосів з оцінкою ризику їх зрушення в часі в умовах постійної дії природних та техногенних сейсмічних навантажень.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались, обговорювались і були схвалені на науковому семінарі Інституту енергозбереження та енергоменеджменту НТУУ "КПІ" (Київ, 2011), на науковому семінарі Інституту гідромеханіки НАН України (Київ, 2011), на наукових конференціях: міжнародний форум "Межрегиональные проблемы экологической безопасности" (Одеса, 2009); восьма Всеукраїнська науково-технічна конференція “ Будівництво в сейсмічних районах України ” (Ялта, 2010); міжнародна науково-практична конференція «Инновационные технологии жизненного цикла объектов жилищно-гражданского, промышленного и транспортного назначения», (Алушта, 2010); всеукраїнський науково-практичний семінар „ Відмови в геотехніці ” (Полтава, 2010); XIV International Symposium "Geotechnika-Geotechniks 2010" Glivice-Ustron, 19-22 October 2010 (Poland, 2010); міжнародна науково-практична конференція «Геодинаміка, сейсмічна небезпека, сейсмостійкість споруд», (Алушта, 2011).

Публікації. Основні наукові результати дисертаційної роботи опубліковані у 7 статтях у фахових виданнях, затверджених ВАК України. Серед публікацій, які додатково відображають наукові результати дисертації, - 2 тези доповідей у матеріалах конференцій та стаття.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, висновку, додатків, списку використаних джерел. Загальний обсяг дисертації становить 173 сторінки, обсяг основного тексту - 119 сторінок. Робота містить 12 таблиць, 68 рисунків, 9 додатків на 22 сторінках. Список використаних джерел складається з 156 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертації, вказано на її зв'язок з науковими напрямами досліджень ІГМ НАНУ, сформульовано мету, завдання, об'єкт і предмет дослідження, розкрито наукову новизну і практичну цінність дисертаційної роботи, наведено дані про особистий внесок автора, апробацію результатів дослідження й публікації за темою.

У першому розділі виконано критичний аналіз результатів відомих досліджень з проблем виникнення та еволюції зсувів, методів розрахунку НС укосів, зсувних ділянок при будівництві та ін., які поширені на території України та мають складні ґрунтові умови. Не прогнозовані зміни техногенних і природно-геологічних чинників, які визначають стан ґрунтів, можуть призвести до небезпечних деформаційних процесів, що завершаться аваріями і катастрофами.

Значний внесок у вивчення проблем виникнення та еволюції зсувів, методів розрахунку НС укосів зробили вітчизняні та закордонні вчені. Зокрема, Е.В. Безугла, О.І. Білеуш, І.П. Бойко, В.В. Бойко Ю.Л. Вінікова, О.О. Вовк, М.М. Гольдштейн, О.М. Дранніков, М.Г. Демчишин, М. П. Дубровський, М.Л. Зоценко, Э.Я. Кільвандер, С.М. Клєпіков, В.Г. Кравець, М.В. Корнієнко, П.З. Луговий, М.М. Маслов, С.І. Мацій, А.С. Моргун, О.В. Новський, О.О. Петраков, В.М. Пивонос, М.М. Маслов, Н.С. Ремез, Ф.П. Саваренський, А.М. Самедов, В.Л. Седин, В.І. Снісаренко, В.В. Соколовський, В.Г. Таранов, Г.І. Тер-Степанян, О.М. Трофімчук, В.Г. Шаповал, Г.М. Шахунянц, В.Б. Швець, О.В. Школа, B.C. Шокарєв, Є.О. Яковлєв та інші вчені розробили й реалізували ряд математичних моделей і методів стійкості гірських порід і ґрунтів.

З аналізу сучасного стану досліджень з проблем зсувної небезпеки випливає:

1) на більшості території України зі складними ґрунтовими умовами зміни цих умов відбуваються випадково, спонтанно. Тому час початку, а часто і завершення дії руйнівних процесів під дією техногенних навантажень промислової та господарської діяльності, звичайно, не може бути передбачений. Такі зміни можна зареєструвати тільки за допомогою експериментальних моніторингових систем спостережень за НДС зсувних масивів. Однак на даний час відсутні теоретико-методологічні та практичні рекомендації щодо побудови таких систем. Прикладів реалізованих автоматизованих моніторингових систем спостереження за зсувною небезпекою в Україні в режимі реального часу практично немає (публікації О.О. Арешкович, І.П. Бойка, О.О. Вовка, М.Г. Демчишина, В.М. Пивоноса, В.В. Полевецького, К.В. Сільченка, О.М. Трофімчука, H. Fukuoka, L. Lamboj, P. Teysseire та ін.);

2) НС зсувних ґрунтів та їх фізико-механічні характеристики значною мірою залежать як від несприятливого збігу техногенних і природних чинників, так і від регіональних особливостей зсувної небезпеки території (праці О.І. Білеуша, Ю.Л. Вінікова, М.Г. Демчишина, М.Л. Зоценка, Э.Я. Кільвандера, В.М. Пивоноса, В.І. Снісаренка, В.Л. Седина, О.М. Трофімчука, В.Г. Шаповала, M.S. Avsar, А. Batog, N. Droniuc, W. Fellenius, A. Macovei, J. Magnan, E. Nigrey, J. Pruska, D. Reid, S. Springman та інших вчених). При цьому руйнація будівель та споруд відбувається за законами випадкових подій, ймовірність яких можна прогнозувати лише за допомогою теорії ризику;

3) у більшості наукових публікацій відсутні описи програм розрахунку критеріїв зсувної небезпеки території з урахуванням ризику зрушення укосів в часі та автоматизованого вирішення обернених задач механіки ґрунтів з уточнення фізико-механічних характеристик ґрунтів оберненими розрахунками (публікації І.П. Бойка, О.О. Вовка, В.О. Грішина, О.М. Драннікова, М.Г. Демчишина, В.М. Пивоноса, О.М. Трофімчука, A. Bishop, A. Bouazza, Z. Czap, V. Grama, С. Jommi, M. Kovacs, C. Ozturk, S. Stallebrass, R. Taylor та ін.).

На сучасному етапі розвитку методів розрахунку зсувної небезпеки у складних ґрунтових умовах актуальним завданням є розробка прикладної методики оцінки НС зсувних масивів, яка б враховувала не тільки ризики їх зрушення в часі, а й регіональні особливості зсувної небезпечності території. При цьому безпека будівель та споруд, зведених на зсувонебезпечних територіях, гарантується успішним проведенням контрольних та попередніх випробувань, а технічна й економічна ефективність встановлюється шляхом широкого практичного застосування цих розрахунків;

4) додатковим негативним фактором є техногенна сейсмічність у регіонах відкритого видобутку мінеральних копалин за допомогою потужних промислових вибухів (маса вибухової речовини, що підривається протягом однієї-двох секунд, досягає 500 - 700 т). Для експериментального дослідження дії промислових вибухів, розробки методів та алгоритмів розрахунку зсувів під дією додаткових сейсмічних навантажень дисертант використав наукові методичні розробки відомих вчених (публікації В.В. Бойка, О.О. Вовка, В.Г. Кравця, П.З. Лугового, М.Г. Мар'єнкова, Ю.І. Немчинова, О.О. Петракова, Н.С. Ремез, А.М. Самедова, A. Bouazza, P. Jennings, L. McNamara, S. Ross та ін.).

На основі аналізу сучасних досягнень науки та теоретичних узагальнень у даному напрямку сформульовані мета і задачі дослідження.

У розділі 2 розроблено прикладну методику розрахунку стійкості укосів з прогнозом ризику їх зрушення в часі. В її основу покладена концепція про те, що будь-який зсувонебезпечний укіс у процесі експлуатації неминуче піддається ризику і якщо цей ризик занадто великий, то укіс може зрушитись. Для обчислення ризику необхідно скласти прогноз чинників, які корелюють з поведінкою зсувонебезпечних укосів, параметрів зовнішніх сил, таких як статичні і динамічні властивості ґрунту, вибрати розрахункову схему зсуву, аналітичний та чисельний методи розрахунку, оцінити реакцію зсувонебезпечного укосу на варійовані зовнішні сили, зробити аналіз його НС. Кожна з вказаних операцій характеризується своєю ймовірністю виникнення. Обидві сили (узагальнений опір, який протидіє зсуванню) і (узагальнена сила, яка зсуває укіс) розглядаємо як випадкові величини, які мають нормальні функції розподілу ймовірності, що характеризується двома параметрами - медіаною і дисперсією по кожній з величин. Початок зрушення зсувного масиву характеризується умовою < . Область допустимого ризику (рис. 1)

Рис. 1 Область m допустимого ризику зрушення укосів

визначається за формулами проф. О.П. Сініцина та ін.:

; ;

;

Для оцінки ризику зрушення зсувонебезпечних укосів потрібно визначити відповідні статистичні параметри , , , , і .

Найчастіше для розрахунку та використовуються методи, які базуються на принципах граничної рівноваги. Найпоширеніші класичні методи “круглоциліндричних поверхонь ковзання ”Маслова-Берера і "притулених відсіків" Шахунянца. Обчислення коефіцієнта стійкості з урахуванням фільтраційного тиску та сейсмічної сили за методом Маслова-Берера:

де G_i - величина гідродинамічного тиску у і-му відсіку; Q_і - сейсмічна сила; - ухил кривої депресії (кут нахилу до горизонту рівнодіючої гідродинамічного тиску), PP_i, - сила тяжіння i-го відсіку, - ухил поверхні i-го відсіку укосу до горизонту, - кут зсуву і-го відсіку.

Аналогічний вигляд мають формули за методом Шахунянца. На основі розрахункових формул методів Маслова-Берера й Шахунянца було вдосконалено програму LandSlip. Нова версія програми LandSlip розрахована для: чисельного моделювання НС зсувонебезпечних укосів з визначення коефіцієнта стійкості і величини зсувного тиску за двома методами; чисельного розв'язання за допомогою методів нелінійного програмування оберненої задачі механіки ґрунтів з визначення їх фізико-механічних характеристик; обчислення коефіцієнта ризику зрушення зсуву в часі.

Алгоритм чисельного розв'язання оберненої задачі механіки ґрунтів з визначення ? (кута внутрішнього тертя) та c (питомого зчеплення) зводиться до знаходження мінімуму квадратичного функціоналу, який є квадратом нев'язки між розрахунковим значенням К_строзр для поточних значень ? та c, що формуються обчислювальним алгоритмом, та К_ст ? 1. При цьому мають виконуватися певні обмеження у формі нерівностей та у формі рівнянь.

Чисельно змодельована задача еволюції ? та с зсувного укосу при варіюванні коефіцієнта сейсмічності µ у діапазоні [0; 0,14], що відповідає землетрусам у 6- 10 балів. На рис. 2 наведена залежність ? (µ) при Кст = 1 при фіксованому значенні с.

Рис. 2. Залежність кута внутрішнього тертя укосу? від коефіцієнту сейсмічності µ при с=2

На рис. 3 наведено чисельні розв'язки тієї ж задачі стосовно величин ? та с. Аналізуючи дані рис. 3, можна дійти висновку, що коректне з точки зору математичного аналізу розв'язання задачі ідентифікації за одночасним визначенням двох величин ? (µ) і с(µ) може бути фізично некоректним. Ці чисельні результати ще раз підтверджують аналогічні дані, отримані багатьма дослідниками зсувних процесів і проектувальниками про те, що вирішення мінімаксних задач нелінійного програмування про знаходження "оптимальної", "найбільш небезпечної" поверхні ковзання, а також чисельного розв'язання задач ідентифікації фізико-механічних характеристик ґрунту мають певні обмеження. Це обумовлено тим, що в результаті "коректного" чисельного розв'язання крива ковзання може проходити по корінних породах, а фізико-механічні характеристики не відповідатимуть дійсності.



Рис. 3 Одночасна ідентифікація параметрів ? та с при К_у ? 1: рядок 1 - еволюція с(µ); рядок 2 - еволюція )?(µ)

Усе це свідчить про необхідність додаткових перевірок отриманих результатів і про необхідність розвитку альтернативних методів розв'язання поставлених задач. Одним з таких підходів є математична теорія ризику, за допомогою якої можна перевірити надійність отримання фізико-механічних характеристик ґрунту та ін.

Для визначення надійності фізико-механічних характеристик ґрунтів розглянуто складське приміщення під резервуар, зерносховище, магазин меблів. Ґрунти характеризувались певним стандартом. Оскільки коефіцієнт надійності різний для різних класів будинків і споруд, а також залежить від категорії відповідальності конструкції, то відповідно й ризик буде різним. Була отримана залежність ризику від стандарту і класу споруди згідно з ДБН В.1.2-14-2009. Оцінку вірогідності динамічних характеристик основи слід робити по найбільшій розрахунковій інтенсивності роботи зовнішніх сил. Коефіцієнт надійності буде мати різні значення для кожної споруди. Величини ризику ~ 10^-3 і більше є неприпустимими. Для зменшення ризику необхідно більш ретельно досліджувати фізико-механічні характеристики слабких ґрунтів з метою зменшення варіації їхніх параметрів, а також збільшити запас по опору основи навантаженням.

У третьому розділі проведено експериментально-аналітичні дослідження зсувних ґрунтів Центральної Лівадійської зсувної системи (природних сейсмічних впливів) за допомогою системи моніторингу ZSUV(рис. 4).

Рис.4. Одне з вікон системи безперервного моніторингу ZSUV.

Динаміка кута нахилу контрольної точки на укосі

Розроблено теоретико-методологічні основи моніторингових експериментальних досліджень зсувів. Для аналізу факторів, що швидко змінюються, передбачено застосувати автоматизовану систему збору й накопичення первинної статистичної інформації. Вимірюються: рівні ґрунтових вод у визначених геологами свердловинах; кути нахилу виділених елементів (визначених експертами) усередині досліджуваного зсувного укосу (кутові деформації пробурених в укосі вимірювальних свердловин); інші параметри, що характеризують НДС і літодинаміку досліджуваної території. Математична модель статистичної обробки інформації розроблена відповідно до вимог апаратно-програмного комплексу й призначена для вирішення наступних задач: докладне представлення результатів вимірів відповідно до Держстандарту; побудова точних довірчих інтервалів розкиду даних шляхом обліку похибок вимірювальної системи; виявлення навіть незначних, але статистично достовірних змін даних зсувонебезпечних процесів за допомогою методу перевірки статистичних гіпотез; прогнозування розвитку зсувонебезпечних процесів по зміні ряду параметрів: прогнозування по зміні форми закону розподілу вибірки одиничних вимірів; прогнозування з використанням вимірювальної інформації, отриманої за скінченний проміжок часу (часу моніторингу). Система ZSUV була запроектована, запрограмована, експериментально відпрацьована шляхом багатоденних тестів на спеціальному прецензійному обладнанні в НТУУ "КПІ" та встановлена на Центральній Лівадійській зсувній системі, де вона працювала в режимі реального часу.

Було отримано експериментальні дані про дію природних сейсмічних факторів на Центральну Лівадійську зсувну систему та палац(рис.5).

Рис. 5. Вертикальний переріз Центральної Лівадійської зсувної системи, що включає Лівадійський палац (пунктирними лініями зображені ймовірні поверхні ковзання).

Південно-східне крило Лівадійського палацу здійснює безперервні коливання відносно деякого середнього положення. Ці коливання мають явно виражений періодичний характер. Зафіксовані випадки збільшення кута нахилу будівлі (у цих випадках амплітуда збільшилася до 6-ти кут. хв.). Причинами збільшення амплітуди відхилення фасаду будівлі палацу від середнього положення може бути активізація укосів внаслідок додаткових осідань та підвищення рівня ґрунтових вод, внаслідок локальних землетрусів у Чорному морі та інших чинників. Результати моніторингових досліджень динамічних характеристик ґрунтів (під дією природних сейсмічних впливів) були використані в розрахунках НС кількох її зсувів.

Узагальнюючи результати розрахунків, можна зробити такі висновки. Дія ґрунтових вод, основним джерелом яких є обводнення зсувного укосу надходженнями з Лівадійського палацу через каналізаційну галерею, має катастрофічні наслідки як для палацу, так і для зсувного укосу, що пролягає нижче. Спостерігається істотна зміна зсувного тиску вздовж укосу, підсумкове значення коефіцієнта стійкості значно менше за первинне (~ на 30 %).

У розділі 4 проведено експериментально-аналітичні дослідження коливання ґрунту під дією промислових вибухів на кар'єрі ВАТ ПівдГЗК (табл.1) (техногенних сейсмічних впливів), а також з'ясовано умови, що виникають на укосах і в приукосових масивах, при сейсмічних впливах як у період безпосередньо у хвильовому полі сейсмічних коливань, так і після їх затухання.

Таблиця 1. Узагальнених характеристик висаджуваних в повітря блоків ВР при масових вибухах в кар'єрі ?ПівдГЗК?
Блок №	Витрати ВР, т	Відстань до об'єкту L , м	Значення швидкості при, см/с	Штучний землетрус, бали
1	3	6	11	12
Масовий вибух № 1, 2008 р.
59	164100	1650	0,45	2
60	70600	2200
61	79820	2300
62	169180	2100	0,34	2
Всього:	483700
Масовий вибух № 2, 2008 р.
63	75140	1650	0,43	2
64	9410	1300	0,20	1
65	82390	2100	0,133	1
66	162760	1650	0,20	1
67	155470	1950	0,20	1
Всього	485770

У районах з динамічною сейсмічністю при розрахунку стійкості укосів потрібно враховувати дію сейсмічної сили, причому напрямок її дії вибирається найбільш несприятливим (у тил вибуху). Експериментально встановлено, що спектр віброприскорення та віброшвидкість ґрунту на межі охоронної зони кар'єру ПівдГЗК відповідає штучному землетрусу в 2-3 бали. У той же час характер руйнування будівель, де робилися виміри, згідно з сейсмометричною шкалою, яка розроблена фахівцями ДП "НДІБК" (2011 р.), свідчить про вищі значення параметрів сейсмічних коливань: до 3-5 балів. Експериментально уточнено коефіцієнт сейсмічності: в районі розташування кар'єру ВАТ ?ПівдГЗК? в м. Кривому Розі при розрахунках укосів його потрібно брати в діапазоні [0,025-0,05], в залежності від ґрунтових умов будівельного майданчика. укос сейсмічний навантаження ризик

Виконано розрахунок зсувних та зсувонебезпечних укосів Чернівецької області з урахуванням природних сейсмічних впливів. При існуючому рівні підземних вод отримані такі характеристики по одному з чисельних варіантів: K_ст природного укосу дорівнює 1.11, K_ст укосу з урахуванням сейсмічних впливів - 0.88. При максимальному рівні підземних вод: K_ст природного укосу дорівнює 1.05, K_ст укосу з врахуванням сейсмічних впливів - 0.79. При привантаженні укосу в нижній частині проектованими спорудами при існуючому рівні підземних вод: K_ст природного укосу -1.51, K_ст укосу з урахуванням сейсмічних впливів - 1.18. При привантаженні укосу в нижній частині проектованими протизсувними спорудами при максимальному рівні підземних вод: K_ст природного укосу дорівнює 1.32, а K_ст укосу з урахуванням сейсмічних впливів - 1.09.

У 5 розділі наводяться результати апробації дисертаційних досліджень в Чернівецькому філіалі ВАТ "Геотехнічний інститут", КримНДІпроекті та ТОВ "Легія"стосовно розрахунків зсувонебезпечних укосів з урахуванням природних сейсмічних впливів та ризику їх зрушення в часі, аналізу та проектування протизсувних споруд.

В м. Чернівцях забудова велась в складних інженерно-геологічних умовах. На даний час у межах міста нараховується понад 60 зсувних ділянок. Активізувався зсув по вул. Корсунській, 32-38, в результаті чого руйнуються індивідуальні житлові будинки, під загрозою руйнування автодорога й водогін ? 500мм “Біла-Чернівці”. Укіс по вул. Корсунській належить до тимчасово-стабілізованого зсуву. Сейсмічність майданчика становить 8 балів згідно з спільним рішенням Держбуду і АН України №39 від 23.09.91 р. У результаті розрахунку з урахуванням ризику зрушення укосу в часі отримано, що розглянутий укіс втрачає стійкість. Привантаження в нижній частині при врахуванні дії сейсмічних сил деякою мірою покращує коефіцієнт стійкості укосу (табл. 2). Для забезпечення стійкості укосу рекомендовано вжити необхідних заходів з регулювання рівня підземних вод та влаштувати утримувальні споруди. Здобувачем разом із представником ЧФ “НДІПроектреконструкція» Полевецьким В.В. проведені обстеження зсувних ділянок м. Чернівців, вивчені архівні матеріали та розроблено інженерний захист ділянок, зазначених у відповідних таблицях “Схеми розташування протизсувних споруд на території міста Чернівців” ("Схема…") (розроблено інститутом “Укрпівденьдіпрокомунбуд” м. Одеса МЖХГ УРСР, 1985 р.), де вказана 31 зсувна ділянка загальною площею 1510 га.

Таблиця 2

Коефіцієнт стійкості укосу з урахуванням ризику

При максимальному рівні підземних вод
Кст природного укосу	природного укосу	Кст з врахуванням сейсмічності	з врахуванням сейсмічності
1.05	0,4 в рік	0.79	1 в рік

Практика реальних подій внесла певні корективи в підходи до проектних рішень, ухвалених розробниками “Схеми...”: у табл. 3 була уточнена максимальна потужність зсувних мас у бік збільшення з урахуванням відкоригованого коефіцієнта µ природної сейсмічності та фактора ризику їх зрушення в часі за допомогою нової версії програми LandSlip.

Таблиця 3

Результати обстежень та розрахунків ділянок “Схеми ...”

№ ділянки	Найменування ділянки	Максимальна потужність зсувних мас,м
1	вул. Заставнянська	14	0,02 в рік
2	вул. Дорошевського	17	0,04 в рік
3	вул. Урицького	15	0,03 в рік
4	вул. Сокирянська	20	0,06 в рік

Виконано розрахунок зсувного укосу під впливом природних сейсмічних навантажень з урахуванням ризику його зрушення на місці розташування протизсувної споруди № 1 на території будівництва спортивно-оздоровчого центру "Єдність" в смт. Гурзуфі (табл.4).

Таблиця 4

Коефіцієнти стійкості і зсувні тиски на споруду для розрізу 6-6

Розріз	Площина ковзання	Кст
6-6	У природному стані
	АВ	1,012	0,7 в рік
	При плануванні
	АО	1,343	0,06 в рік

Розрахунки стійкості укосу виконані за програмою LandSlip з урахуванням природної сейсмічності 8 балів. Міцністні характеристики ґрунтів прийняті: г_I = 2090 кг/м³, ц_I = 18є, питоме зчеплення с_I=0,005 МПа; г_II = 2210 кг/м³, ц_II = 17є, питоме зчеплення с_II = 0,0077 МПа. Середня потужність зсувної товщі становить близько 8,0-11,0 м, а кути нахилу площини ковзання ?=5^о і поверхні ґрунту ?=8^о.

Було виконано аналіз стійкості укосів у районі будівництва елінгів у районі НДЦ "Вертоліт", с. Приморське. За вхідні дані були використані надані Замовником (ТОВ "Легія") геометричні і фізико-механічні характеристики укосів на ділянці будівництва. Зважаючи на необхідність підрізування існуючих укосів, потрібно передбачити додаткові заходи зі стабілізації утворюваних техногенних укосів. На основі вибору найуразливішої до зсувних деформацій ділянки розроблена графічна модель укосу, яка потім була використана в доопрацьованій програмі LandSlip для розрахунку зсувного тиску та коефіцієнта стійкості з урахуванням факторів ризику зрушення та природної сейсмічності ділянки будівництва в 8 балів. У результаті серійних розрахунків та їх аналізу отримано, що для стабілізації підрізаних укосів на ділянці будівництва елінгів можна використати геосинтетичні матеріали.

З наведених даних випливає, що отримані в дисертації нові теоретичні та прикладні результати можна рекомендувати до впровадження. Розрахунковий економічний ефект від впровадження результатів дисертаційної роботи в Чернівецькому філіалі ВАТ "Геотехнічний інститут", КримНДІпроекті та ТОВ "Легія" становить 375 тис. грн.

ВИСНОВКИ І РЕКОМЕНДАЦІЇ

Дисертаційна робота є завершеною науково-дослідною роботою, в якій на підставі досліджень явищ і закономірностей НС зсувонебезпечних укосів під впливом природних та техногенних сейсмічних навантажень розроблені та експериментально відпрацьовані технічні та програмні засоби автоматизованої системи моніторингу за зсувними ґрунтами, яка працює у режимі реального часу; впроваджено в будівельну практику сучасну прикладну методику розрахунку НС зсувних масивів з урахуванням ризику їх зрушення в часі.

Основні наукові і практичні результати роботи такі:

1. Проведений аналіз результатів теоретичних та експериментальних досліджень вітчизняних та закордонних вчених показав: на даний час відсутні сучасні програми розрахунку критеріїв зсувної небезпеки з урахуванням ризику зрушення укосів в часі в умовах реальних сейсмічних впливів, теоретико-методичні рекомендації щодо побудови та практичного відпрацювання експериментальних моніторингових систем спостереження у режимі реального часу за зсувними деформаціями укосів, сучасні прикладні програми уточнення фізико-механічних характеристик укосів (? та c). Все це обумовлює актуальність роботи.

2. Розроблено нову версію програми LandSlip для розрахунку НС зсувних укосів з урахуванням ризику їх зрушення в часі в умовах сейсмічних впливів на базі візуального та нелінійного програмування, розв'язана обернена задача механіки ґрунтів щодо уточнення кута внутрішнього тертя та питомого зчеплення; з'ясовано, що чисельна ідентифікація фізико-механічних характеристик ґрунту укосу має певні обмеження, що свідчить про доцільність застосування альтернативних методів (теорії ризику).

3. Вперше експериментально досліджено динамічні параметри Центральної Лівадійської зсувної системи під впливом природних сейсмічних навантажень за допомогою нової системи моніторингу за зсувними ґрунтами ZSUV, яка працює в режимі реального часу, уточнено коефіцієнт сейсмічності µ=0.25 та проведено математичне моделювання НС укосу (програма LandSlip). Встановлено, що ґрунтові води, які обводнюють зсувний укіс надходженнями з Лівадійського палацу, мають катастрофічний характер як для палацу, так і для зсувного укосу. Спостерігається істотна зміна зсувного тиску, значення коефіцієнта стійкості значно менше за первинне (~ на 30 %); ризик зрушення дорівнює 1. Це підтверджується експериментальними спостереженнями, зсувні переміщення корелюють з періодами активної експлуатації водолікарень санаторіїв "Лівадія" і "Прикордонник", які розташовані вище по схилу.

4. Експериментально досліджено параметри коливань ґрунту під дією промислових вибухів на кар'єрі ВАТ ?ПівдГЗК?, уточнено коефіцієнт сейсмічності µ. В районі розташування кар'єру ВАТ ?ПівдГЗК? м. Кривого Рогу при розрахунках укосів µ потрібно брати в діапазоні [0,025-0,05] залежно від ґрунтових умов будівельного майданчика.

5. Проведено математичне моделювання НС зсувних укосів з оцінкою ризику їх зрушення в часі при різних зсувопровокуючих факторах (з урахуванням природної сейсмічності) з метою розробки інженерного захисту зсувних ділянок та протизсувних споруд у сейсмонебезпечних регіонах України. При існуючому рівні підземних вод коефіцієнт стійкості К_ст розглянутих природних укосів м. Чернівців знаходиться у діапазоні [1,1;1,2], К_ст з урахуванням сейсмічних впливів - [0,85;0,93]; при максимальному рівні підземних вод К_ст - [0,98;1,07], К_ст з урахуванням сейсмічних впливів - [0,77;0,84]; при привантаженні укосу в нижній частині при існуючому рівні підземних вод: К_ст - [1,35;1,59], К_ст з урахуванням сейсмічних впливів - [1,11;1,23]; при привантаженні укосу в нижній частині при максимальному рівні підземних вод: К_ст - [1,28;1,41], К_ст укосу з урахуванням сейсмічних впливів - [1,06;1,13].

6. Результати роботи використані в проектно-конструкторських роботах в Чернівецькому філіалі ВАТ "Геотехнічний інститут", КримНДІпроекті та ТОВ "Легія". Акти та довідки впровадження наведені в додатках до дисертації.

7. Рекомендовано до впровадження: доопрацьовану програму LandSlip з розрахунку НС зсувонебезпечних укосів з оцінкою ризику їх зрушення в часі та можливістю автоматизованого розрахунку оберненої задачі механіки ґрунтів щодо ідентифікації фізико-механічних характеристик ґрунту укосу; теоретико-методологічні та практичні розробки щодо побудови автоматизованих моніторингових систем, алгоритм та програму моніторингу зсувних укосів ZSUV.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ І РЕЗУЛЬТАТИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ У РОБОТАХ

1. Калюх Т. Ю. К решению обратных задач динамики оползней с учетом теории риска / Т. Ю. Калюх // Зб. наук. пр. ПолтНТУ ім. Ю. Кондратюка. - 2010. - Вип.3(28). - С. 89 - 94. - (Серія: галузеве машинобудування, будівництво).

2. Полевецький В. В. Математичне моделювання схилових процесів за допомогою програмного комплексу “Схил” / [ В. В. Полевецький, Т. Ю. Калюх, А. П. Сіренко та ін.] // Будівельні конструкції. - 2005. - Вип. 63. - С. 201 - 203.

3. Анализ устойчивости оползневого склона ниже Ливадийского дворца при обводнении / [ В. В. Полевецкий, Т. Ю. Калюх, М. Н. Рыжий и др.] // Будівельні конструкції. - 2005. - Вип. 63. - С. 248 - 256.

4. Динамическая реакция грунта и зданий г. Кривого Рога на варьирование параметров промышленных взрывов карьера ЮГОК / [ В. А. Дунин, Т. Ю. Калюх, А. П. Сіренко та ін.] // Будівельні конструкції. - 2010. - Вип. 73. ? С. 454 - 460.

5. Аналіз схеми розміщення протизсувних споруд на території м. Чернівці / [ В. В. Полевецький, А. П. Сіренко, Т. Ю. Калюх та ін.] // Строительство, материаловедение, машиностроение: Сб. науч.трудов. Вып. № 56. - Дн-вск, ПГАСА, 2010. - С. 325 - 330.

6. Застосування теорії збалансованого ризику для визначення вірогідності характеристик слабких ґрунтів в умовах щільної міської забудови / [ С. Ю. Кураш A. К. Хавкин, Т. Ю. Калюх та ін.] // Сучасні технології, матеріали та конструкції. - 2010. - № 1. - С. 74 - 78.

7. Особливості епюри зсувного тиску та утримуючих споруд з врахуванням регіональних особливостей ґрунтової основи зсувних та зсувонебезпечних схилів Чернівецької області / [ В. В. Полевецький, А. П. Сиренко, Т. Ю. Калюх и др.] // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності - 2009. - № 1. - С. 62 - 66.

8. Аналіз критичної відстані між утримуючими елементами для зсувів зрізу в глинах неогенового віку в м. Чернівці та рекомендації по їх стабілізації / [О. М. Трофимчук, Т. Ю. Калюх, В. В. Полевецький та ін.] // Зб.наук. пр. 9 Міжнародної науково-практичної конференції "Сучасні інформаційні технології управління екологічною безпекою, природокористуванням, заходами в надзвичайних ситуаціях", 6-10 вересня 2010 - Київ-Харків-Крим, 2010. - С.295 - 301.

9. Особенности оползневых склонов и оползневых давлений в неогеновых глинах / [ В. В. Полевецький, А. П. Сіренко, Т. Ю. Калюх та ін.] // XIV International Symposium "GEOTECHNIKA-GEOTECHNIK S 2010" Glivice-Ustron, 19-22 October 2010. - 2010. - P. 187 - 196.

10. Ризик та напружений стан зсувних ґрунтів в умовах сейсмічних навантажень / [ Т. Ю. Калюх, В. В. Бойко, О. М. Трофимчук та ін.] // Строительство и техногенная безопасность: Сб. науч.трудов. Вып. № 35. Будівництво та техногенна безпека. - Симферополь, "Национальная академия природоохранного и курортного строительства", 2011. - С 62 - 66.

АНОТАЦІЯ

Калюх Т.Ю. Оцінка напруженого стану зсувонебезпечних укосів в умовах сейсмічних навантажень. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 - "Геотехнічна і гірнича механіка". - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" МОНМС України. - Київ, 2011.

Роботу присвячено експериментально-аналітичним дослідженням укосів, розробці сучасної методики чисельного розрахунку їх напруженого стану. Вперше розроблено методичні, технічні та програмні засоби системи моніторингу за зсувними ґрунтами. Експериментально досліджено динамічні параметри Центральної Лівадійської зсувної системи під впливом природних сейсмічних навантажень. Розроблено прикладну комп'ютерну методику розрахунку напруженого стану зсувних укосів з урахуванням ризику їх зрушення в часі на базі візуального програмування. Дістали подальшого розвитку експериментальні дослідження динамічних параметрів напруженодеформованого стану ґрунту м. Кривого Рогу під дією промислових вибухів на кар'єрі ВАТ ?ПівдГЗК? та оцінка надійності інженерно-геологічних пошуків фізико-механічних характеристик ґрунту за допомогою теорії ризику. Проведено математичне моделювання напруженого стану зсувних укосів при різних зсувопровокуючих факторах, аналіз інженерного захисту зсувних ділянок у сейсмонебезпечних регіонах України (м. Чернівцях та Криму), розрахунковий економічний ефект становить 375 тис. грн.

Ключові слова: укоси, напружений стан, стійкість, моніторинг, ризик, алгоритм.

Калюх Т.Ю. Оценка напряженного состояния оползнеопасных укосов в условиях сейсмических нагрузок. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.09 - "Геотехническая и горная механика". - Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт" МОНМС Украины. - Киев, 2011.

Работа посвящена экспериментально-аналитическим исследованиям напряженного состояния (НС) оползнеопасных укосов с помощью автоматизированной системы, которая работает в режиме реального времени и разработке прикладной методике их численного моделирования с учетом риска сдвига.

Системно проанализировано содержание научно-технической литературы по оползневым процессам разрушения горных массивов, литодинамике грунта, сложным грунтовым условиям, сейсмической опасности, теории риска и математического моделирования НС укосов. В большинстве случаев изменения сложных грунтовых условий происходит случайно, спонтанно. Поэтому время начала, а часто и завершение действия разрушительных процессов под действием техногенных и природных сейсмических воздействий невозможно предвидеть. Однако можно заранее рассчитать или оценить вероятностный характер их разрушительного действия и степень угрозы с помощью методов теории риска.

Разработана прикладная методика расчета устойчивости оползнеопасных склонов с прогнозом риска их сдвига во времени. В основу теории риска положена концепция о том, что грунтовые массивы в течение времени неизбежно подвергаются риску и если этот риск слишком велик, то грунтовой массив может прийти в движение. Для вычисления риска необходимо: правильно прогнозировать параметры внешних сил; определить статические и динамические свойства грунта, выбрать расчетную схему укоса, корректный аналитический или численный метод расчета; оценить реакцию оползнеопасного склона на варьируемые внешние силы; сделать анализ его НС, рассчитать риск его сдвига. Для определения надежности определения физико-механических характеристик слабых грунтов рассмотрено складское помещение под резервуар, зернохранилище, магазин мебели, показаны зависимость риска от стандарта и класса сооружения. Впервые разработана прикладная компьютерная методика расчета напряженного состояния оползнеопасных массивов с учетом риска их сдвига на базе визуального программирования, а также численно решена обратная задача механики грунтов относительно идентификации физико-механических характеристик грунта склона с помощью методов нелинейного программирования.

Впервые разработаны методические, технические и программные средства системы мониторинга за оползневыми массивами в режиме реального времени и с её помощью экспериментально исследованы динамические параметры Центральной Ливадийской оползневой системы и дворца в условиях природных сейсмических воздействий, уточнён коэффициент сейсмичности.

Приведены результаты экспериментальных исследований динамических характеристик грунта г. Кривой Рог под действием промышленных взрывов на карьере ОАО "ЮГОК". В районах с техногенной сейсмичностью (промышленные взрывы и т.д.) при расчете устойчивости укосов необходимо учитывать действие сейсмической силы, причем направление ее действия выбирается наиболее неблагоприятным образом. Были получены значения мгновенных скоростей и ускорений, которые свидетельствуют об увеличении природного сейсмического фона от 1 до 3-5 баллов. Уточнен коэффициент сейсмичности в районе расположения карьера ОАО "ЮГОК" Кривого Рога.

Результаты диссертации по расчету оползнеопасных склонов и проектированию противооползневых сооружений с учетом риска их сдвига во времени под действием природных сейсмических нагрузок апробированы в сейсмоопасных регионах Украины: Черновицком филиале ОАО "Геотехнический институт", "Институте КрымГИИНТИЗ"и ООО "Легия". Уточнены результаты оценки эффективности противооползневых сооружений в г. Черновцы, выполнен расчет оползнеопасных укосов на месте расположения противооползневого сооружения в пгт. Гурзуф; анализ устойчивости подрезанных укосов в районе строительства эллингов в районе НИЦ «Вертолет», п. Приморское, г. Феодосия и разработаны мероприятия по их стабилизации. Расчётный экономический эффект от внедрения составил 375 тыс. грн.

Ключевые слова: укосы, напряженное состояние, устойчивость, мониторинг, риск, алгоритм.

Kalyukh T.Y. An estimation of the stress state of landslide soils in the conditions of the seismic loading- The manuscript.

Thesis on competition of a scientific degree of Cand. Tech. Sci. on a speciality 05.15.09 - "Geotechnical and mining mechanical engineering". - National technical university of Ukraine «Kiev polytechnic institute», Ministry of Education and Science, Young People and Sport of Ukraine. - Kiev, 2011.

Dissertation work is devoted experimentally-analytical research of stress state of landslide arrays by means of CAS of monitoring, which works real-time and the modern applied methodologies of numeral design of stress state of landslide arrays taking into account the risk of their change in time. The applied methods of calculation of firmness of slopes are first worked out taking into account the theory of risk an algorithm is improved and executed programmatic realization on the basis of the visual programming of the computer program of calculation of stress state of dangerous landslide soil with the estimation of risk of their change in time and analysis of different landslide provocateur factors, the reverse task of mechanics of soils is numeral untied in relation to clarification of physic-mechanic characteristics of soil which folds to the change. The dynamic parameters of stress deformed state of soil are experimentally investigational in town Kriviy Rig during industrial explosions (technical seismic influences) and Central Livadia landslide system (natural seismic influences) by means CAS of monitoring. Experimentally-numerical researches and comparative analysis are conducted with data of previous calculations and experimental works in relation to the engineering protecting from the slopes in town Chernovtsy and landslide areas of Crimea taking into account the risk of their change in time and natural seismic influences.

...