МОДЕЛИ МЕХАНИЗМА ФОРМИРОВАНИЯ И РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ ПРОВАЛОВ ЗЕМНОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАД ПОДЗЕМНЫМИ ПОЛОСТЯМИ

© 2020 г. Г. П. Постоев^1,*

¹Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН (ИГЭ РАН), Уланский пер., 13, стр. 2, Москва, 101000 Россия

*E-mail: opolzen@geoenv.ru

Поступила в редакцию  18.02.2020 г.

Рассмотрен процесс изменения напряженно-деформированного состояния (НДС) в покровной толще при образовании в ее нижней части контакта с подземной полостью. Выполнен анализ распределения главных напряжений в точках массива по Кулону-Мору с учетом структурной прочности в исходном состоянии, грунтах нижнего горизонта над полостью и диссипативных структурах в виде свода и “столба”. Исследованы расчетные модели, рассматривающие НДС в грунтах слоя над подземной полостью и в опорной части диссипативных структур. Получены новые уравнения, определяющие предельное состояние в локальной зоне покровной толщи над подземной полостью, накануне образования разрушительных деформаций в виде провала. Представлены формулы для определения радиуса провала, где в качестве исходных данных выступают: вертикальное давление на глубине контакта покровной толщи с полостью и структурная прочность грунтов на этой глубине. Выполнен анализ механизма подготовки провала и сравнение на тестовых примерах расчетных значений диаметра провала с фактическими данными. 

Ключевые слова: главные напряжения, покровная толща, диссипативные структуры, свод, цилиндр, уравнение, радиус провала, механизм

DOI: 10.31857/S0869780920040086

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алванян А.К., Ибламинов Р.Г., Коноплев А.В. Физико-механические свойства гипсового камня и инженерно-геологические условия Богомоловского месторождения // Научный журнал КубГАУ. 2012. № 83 (09). 10 с.
2. Богоявленский В.И. Угроза катастрофических выбросов газа из криолитозоны Арктики. Воронки Ямала и Таймыра // Бурение и нефть. 2014. № 9. С. 13–18.
3. Гайнанов Ш.Х., Козьминых А.В., Трусова А.В. Природа прочности верхнепермской красноцветной формации // Строительство и архитектура. Опыт и современные технологии. 2017. Т. 1. С. 265–270.
4. Золотарев Д.Р., Карпатская И.И. Апробация методики расчета диаметров карстовых провалов // Строительство и архитектура. Теория и практика. 2017. Т. 2. С. 132–136.
5. Николис Г., Пригожин И. Самоорганизация в неравновесных системах. От диссипативных структур к упорядоченности через флуктуации. М.: Мир, 1979. 512 с.
6. Писаренко Г.С., Агарев В.А., Квитка А.Л., Попков В.Г., Уманский Э.С. Сопротивление материалов. Изд. третье. Киев: Вища школа, 1973. 672 с.
7. Постоев Г.П. Предельное состояние и деформации грунтов в массиве (оползни, карстовые провалы, осадки грунтовых оснований). М., СПб.: НесторИстория, 2013. 100 с.
8. Постоев Г.П. Диссипативные структуры в грунтовом массиве на примере формирования глубоких оползней // Инженерная геология. Т. XIII. № 3. 2018. С. 54–61.
9. Хоменко В.П. Карстово-обвальные провалы “простого” типа: полевые исследования // Инженерная геология. 2009. № 4. С. 40–48.
10. Хоменко В.П. Карстовое провалообразование: механизм и оценка опасности // Экологическая безопасность и строительство в карстовых районах: матер. Междунар. cимп. Пермь: ПГНИУ, 2015. С. 50–60.