Change of stress-deformed mode of the slope masses during developing and operation of excavations in it = Зміна напружено-деформованого стану масиву схилу при влаштуванні та експлуатації у ньому виїмок

Abstract

Peculiarities of structure geomorphological and engineering-geological features on the site with artificial excavation in the water basin form, the surface water valley runoff into the reservoir, and the soils properties are determined. Negative engineering-geological processes on the site and the reasons for the activation of landslide processes are considered. A slope spatial model is compiled. The slope stability was assessed taking into account the peculiarities of geological and hydrogeological structure using the structural soil strength. Sliding planes and shear pressures on possible landslide protection structures are determined. A "reverse" calculation of the slope stability was also performed to clarify the characteristics of soil strength. It is established that when arranging excavations in the slope array, its SDM changes, which activates landslides.

Проаналізовано геоморфологічні та інженерно-геологічні особливості будови ділянки розміщення штучної виїмки у вигляді ставка-накопичувача. Виявлено улоговину стоку поверхневих вод до водойми та визначено фізико-механічні властивості ґрунтів. Розглянуто негативні інженерно-геологічні процеси на ділянці й причини активізації зсувних процесів. Складено просторову інформаційну модель масиву схилу, до якої результати лабораторних досліджень ґрунтів внесено шляхом присвоєння її елементам відповідних властивостей. Виконано оцінювання стійкості схилу з урахуванням особливостей його інженерно-геологічної та гідрогеологічної будови і з використанням структурної міцності ґрунтів. Визначено можливі площини ковзання та зсувні тиски на потенційні протизсувні споруди. Проведено «зворотній» розрахунок стійкості схилу для уточнення значень характеристик міцності ґрунтів. Для оцінювання напружено-деформованого стану (НДС) масиву дослідного схилу використано математичне моделювання методом скінченних елементів з використанням пружно-пластичної моделі ґрунту за критерієм міцності Мора – Кулона. При цьому розрахунок методом скінченних елементів виконано шляхом ітераційного зменшення міцності ґрунтів до моменту настання граничної рівноваги. Встановлено, що при влаштуванні виїмок в масиві схилу відбувається зміна його НДС, що в свою чергу активізує зсувні процеси. Доведено, що для комплексного оцінювання впливу виїмки на НДС схилу доцільно використовувати технологію геотехнічного інформаційного моделювання. За результатами моделювання розроблено заходи щодо подальшої безпечної експлуатації схилу з виїмкою шляхом зменшення навантаження на верхню частину масиву та влаштування протизсувної споруди.