Методическое пособие 742

Рис. 2. Профили радиояркостной температуры для землетрясения 4.12.2015 г.

На рис. 2 приведены результирующие профили для землетрясения, произошедшего 04.12.2015. Обозначения на рисунке: для пиксел с координатами [85°, -48°] (верхний ряд), [85.5°,-47.5°] (средний ряд), [86°,-47.5°] (нижний ряд). При этом в левой колонке представлены данные для 14.11.2015, в центральной колонке - для 4.12.2015 и в правой - для 14.12.2015. На рис. 2 очевидно, что в сутки, соответствующие землетрясению, наблюдается уменьшение вариации радиояркостной температуры, особенно, это заметно на высотах ~10 км. Кроме того, существенно меняется часть профиля, находящегося ниже 10 км. В целом, можно отметить повторение изменений профилей в сутки, соответствующие землетрясению по сравнению с «фоновыми» значениями.

121

Таблица 2 Сейсмические события для исследования СВЧ-радиометрией (M>6, h<50 км)

	Начало	Конец	Дата земле-	Глубина	Магнитуда,	Долгота,	Широта,
	интервала	интервала	трясения	эпицентра,	балл	град	град
				км
1	19.09.2014	19.10.2014	9.10.2014	10	7.0	-110.865	-32.095
2	24.01.2015	23.02.2015	13.02.2015	16.7	7.1	-31.902	52.649
3	28.05.2015	27.06.2015	17.06.2015	10	7.0	-17.160	-35.364
4	14.11.2015	14.12.2015	4.12.2015	35	7.1	85.091	-47.617

Дальнейшие исследования планируются в направлении оптимизации расчетов, выполняемых вычислительными программами, а также в комплексировании технологий путем создания наземно-космической системы ионосферного мониторинга в целях диагностики сейсмической опасности.

Литература

1.Физика землетрясений и предвестники [Текст] / Г.А. Соболев, А.В. Пономарев; Отв. ред. В.Н. Страхов. - М.: Изд-во «Наука», 2003. - 270 с.

2.Liu H., Stolle C., Watanabe S. Evaluation of the IRI model using CHAMP observations in polar and equatorial regions [Текст] / H. Liu, C. Stolle, S. Watanabe // Adv. Space Res, 2007. - V.

39.- № 5. - P. 904-909.

3.Dobrovolsky I.P., Zubkov S.I. and Miachkin V.I. Estimation of the size of earthquake preparation zone [Текст] / I.P. Dobrovolsky, S.I. Zubkov and V.I. Miachkin // Pure Appl. Geophys, 1979. - № 117. - P. 1025-1044.

4.Akhoondzadeh M., Parrot M., Saradjian M. R. 2010 Electron and ion density variations before strong earthquakes (M>6.0) using DEMETER and GPS data [Текст] / M. Akhoondzadeh, M. Parrot, M. R. Saradjian // Nat. Hazards and Earth System Sci, 2010. - № 10. - P.7-18.

5.Тронин А.А. Возможность применения космической тепловой съѐмки для исследования землетрясений [Текст] / А.А. Тронин //Исследования Земли из космоса.- СПб.: Изд-во «Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН»,

2005. -. № 4. - С. 86-96.

1ФГБОУ ВО «Московский технологический университет (МИРЭА)», г. Москва 2Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, г. Москва

V.О. Skripachev1, O.V. Yakovlev2, Yu.A. Polushkovskiy1

APPLICATION OF SPACE TECHNOLOGIES FOR MONITORING OF EARTHQUAKE PRECURSORS

Space monitoring technologies that can be used to diagnose seismic activity are shown. The results of studies of perturbations of ionosphere and atmosphere recorded by on-board scientific equipment before strong earthquakes are presented

Key words: satellite, on-board scientific equipment, data processing, earthquake, ionosphere, electron density, atmosphere, temperature profile

1Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Moscow Technological University (MIREA)», Moscow

2Federal Research Center «Informatics and Management» of the Russian Academy of Sciences, Moscow

122

СЕКЦИЯ 3. ПРОМЫШЛЕННАЯ ЭКОЛОГИЯ, ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД И ГАЗОВЫХ ВЫБРОСОВ. МАЛООТХОДНЫЕ И БЕЗОТХОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОИЗВОДСТВА. ФИЗИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ НАД СОСТОЯНИЕМ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

УДК 624.138.4

Н.А. Ларионова

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СОСТАВА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ШЛАКОВ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ УКРЕПЛЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

В работе рассмотрены особенности процессов твердения шлаков и шлакогрунтовых смесей, определяемые составом шлаков и их гидравлической активностью. Введение небольших дозировок цемента способствует активизации процесса твердения композиций. Установлена возможность использования активированных цементом шлаков для укрепления глинистых грунтов и получения материалов с заданными свойствами. Определено влияние состава грунтов на эффективность их укрепления активированными шлаками

Ключевые слова: состав шлаков, активизация, цемент, процесс твердения, вяжущие свойства, прочность, морозостойкость образцов, глинистые грунты, укрепление

Черная металлургия – одна из важнейших отраслей тяжелой индустрии, производящая чугун, сталь, ферросплавы и различный прокат. Она является основой средств производства, особенно машиностроения, с развитием которого связан технический прогресс. В металлургической промышленности образуются достаточно в большом количестве твердые промышленные отходы – это шламы, шлаки, колошниковая пыль. Среди шлаков основную массу составляют доменные, количество которых составляет 60 %, мартеновских - 15 %. При производстве 1 т чугуна образуется 0,47-0,48 т доменных шлаков, а сталеплавильных - 0,168- 0,17 т/т стали. В настоящее время в отвалах металлургических комбинатов накоплено около 500 млн. т шлаков, которые занимают сотни гектар [1-4].

Для оценки качества шлаков и возможности их применения в производстве строительных материалов используют определенные показатели – модуль основности и модуль активности. Модуль основности определяется: для доменных шлаков Мо = (CaO + MgO)/(SiO2 + Al2O3); для сталеплавильных шлаков Мо = CaO/SiO2. Основные шлаки характеризуются высоким содержанием оксида кальция (44-50 %) и низким содержанием глинозема (до 10 %). Более половины образующихся доменных шлаков относятся к основным шлакам. Кислые шлаки отличаются низким содержанием оксида кальция и высоким содержанием глинозема. Около трети доменных шлаков относятся к кислым шлакам. Величина модуля активности для кислых шлаков колеблется от 0,3 до 0,6, а для основных - от 0,1 до 0,5. Учитывая значительные объемы накопленных металлургических шлаков, обостряется проблема их утилизации и разработки малоотходных технологий производства. Решению этой проблемы уделялось большое внимание в нашей стране, в том числе по использованию различных промышленных отходов, в том числе металлургических шлаков, в производстве вяжущих и строительных материалов – цемента, пемзы, щебня. К 1990 году на всех металлургических предприятиях шлаки практически полностью перерабатывались в товарную продукцию. Но уровень переработки доменных шлаков к 2000 году до 53 % снизился. Это было вызвано экономическими трудностями в металлургической отрасли, а также снижением спроса на шлаки и продукцию из них у потенциальных потребителей. Требуется разработка технологий для переработки образовавшихся на местах одновременного слива и складирования доменных и сталеплавильных шлаков, основная их масса складируется в отвалах. Но процент их потребления в настоящее время в стране остается достаточно низким, не превышающим 15-18 %. По данным на 2007 год потребление доменных шлаков в России составило 13,9 млн. т, в том числе для дорожного строительства – 8,1 млн. т. [1].

На кафедре инженерной и экологической геологии МГУ и в РУДН проведены детальные исследования по оценке возможности и целесообразности использования шлаков для

123

получения дорожных материалов с заданными свойствами, отвечающих требованиям нормативных документов. При этом большое внимание уделялось изучению механизма твердения материалов; характеру изменения их свойств во времени; выявлению оптимальных дозировок шлака и активизаторов твердения в зависимости, как от вида и состава шлаков, так и от особенностей состава укрепляемых грунтов. Исследования проводилась на образцах, приготовленных при оптимальной влажности и нагрузке уплотнения 10,0 МПа.

Сравнительная оценка процессов твердения гидратированных шлаков и шлакогрунтовых смесей позволила выявить определенные различия, обусловленные их химикоминеральным составом и гидравлической активностью. На ранних сроках твердения прочность гидратированных шлаков достаточно низкая и не превышает 0,2-0,5 МПа, и только с увеличением сроков твердения она (к 90 суткам) увеличивается в 3 раза по сравнению с 28суточными образцами. К 360 суткам твердения прочность на порядок превышает показатели образцов 90-суточного твердения и достигает 16,0-17,0 МПа. Это обусловлено протеканием в системе различных физико-химических процессов и формированием новообразований и структурных связей между ними. Активность протекающих процессов связана с повышенным содержанием CaO (34,08 %) и SO3 (3,29 %) в его составе. Образцы на основе доменного шлака, несмотря на высокую прочность в воздушно-влажных условиях твердения не отличаются водостойкостью и морозостойкостью. По-видимому, на 90-е сутки, когда проводятся испытания на морозостойкость, формирующиеся новообразования не обеспечивают необходимой плотности. На поздних стадиях твердения (1-3 года) происходят значительные структурные преобразования в системе, возрастает количество кристаллических новообразований, представленных гидросиликатами и гидросульфоалюминатами кальция. Структура постепенно переходит в конденсационно-кристаллизационную и кристаллизационную форму. Прочность увеличивается до 17,10 МПа. Повышается содержание CaCO3 до 8,40 % и подвижной фазы SiO2 -до 5,0 % [2].

Несколько иначе процесс твердения протекает для гидратированного мартеновского шлака. Образцы интенсивно набирают прочность, достигая на ранних стадиях 1,60 МПа, увеличиваясь со временем. К 180 суткам она превышает показатели 28-ми суточных образцов в 4-5 раз. Образцы шлака отличаются от доменных шлаков высокой водостойкостью (Кв = 1,15) и высокой морозостойкостью. Их коэффициент морозостойкости после испытаний (25 циклов замораживания-оттаивания) достигал 1,26. Это обусловлено высоким содержанием CaO + MgO (43,3-46,2 %) и Fe2O3 - 9,55-22,14 %, а также высоким модулем основности

(Mo = 1,5-1,8).

Гидратированные электросталеплавильные шлаки отличаются повышенной прочностью даже на ранних сроках твердения, которая увеличивается со временем. Их прочность на 28 сутки твердения (2,20-3,10 МПа) на порядок выше, по сравнению с ваграночными шлаками, а к годичному сроку она может достигать 16,0-20,0 МПа [5]. Это обусловлено меньшим содержанием SiO2 + Al2O3 (19,0-30,0 %), наличием активных металлов CaO + MgO (40-66 %), в том числе и свободного оксида кальция CaO (3,5-7,8 %). Упрочнение шлаковых систем происходит за счет гидролиза и гидратации активных минералов шлаков и синтеза гелевидных новообразований в виде низкоосновных гидросиликатов кальция. В результате формируется конденсационно-коагуляционная структура. На поздних сроках твердения появляются кристаллические новообразования, существенно упрочняющие материал. Низкой прочностью при твердении обладали гидратированные ваграночные шлаки, что связано с повышенным содержанием SiO2 + Al2O3 (46-52 %) в их составе, отсутствием свободной извести и SO3. Они отличаются низким показателем модуля основности (Mo = 0,44-0,59), а модуль активности равен 0,22.

Введение небольших дозировок цемента (2-3 %) способствует активизации процесса твердения и повышению прочности даже на ранних стадиях твердения, причем в значительной степени это прослеживается на примере сталеплавильного и доменного шлаков. Высокое содержание CaO в их составе определяет интенсивность протекающих пуццоланических ре-

124

акций. Создаются условия и возможность для формирования большего количества новообразований, повышающих прочность, водостойкость и морозостойкость материала. Даже в образцах на основе ваграночных шлаков прочность увеличивается более чем в 3-5 раз, по сравнению с не активизированным шлаком, и повышается их морозостойкость (Км = 0,77) (таблица).

Изменение прочности глинистых грунтов, укрепленных шлаками [2-5]

					Прочность при сжатии,
Состав смеси, %						МПа
					Сроки твердения, сутки			Км
Грунт			Шлак	Активизатор	28	90	180
Шлак доменный			100,0*	−	0,50	1,40	4,20	0
(завод «Азовсталь»)			98,0*	Цемент 2 %	3,40	5,80	4,90	0,81
Тяжелый лессовид-		70,0	30,0*	−	0,70	0,80	0,60	0
ный суглинок		68,0	30,0*	CaO - 2 %	2,70	4,50	3,00	0,18
		68,0	30,0*	Цемент -2 %	3,00	3,70	4,40	0,86
Глина	легкая	70,0	30,0*	–	0,90	1,30	1,20	0
муссированная		68,0	30,0*	CaO – 2 %	2,10	2,90	2,60	0,18
		68,0	30,0*	Цемент – 2 %	1,50	1,40	1,70	0,71
Шлак мартеновский			100,0**	−	1,60	2,40	7,20	1,26
(Череповецкий комбинат)			98,0**	Цемент -2,0 %	1,50	2,60	7,80	0,88
Покровный		67,0	30,0**	Цемент -3,0 %	1,60	2,40	7,20	0,77
суглинок
Лессовидный
суглинок		68,0	30,0***	Цемент- 2,0 %	4,80	8,20	10,7	0,82
Шлак			100,0***	−	2,90	7,30	15,90	0,48
электросталеплавильный			98,0***	Цемент- 2,0 %	3,90	7,30	9,70	1,06
(завод «Электросталь»)			97,0***	Цемент-3,0 %	4,20	7,50	17,80	1,30
Суглинок средний		70	30,0***	−	0,60	0,60	0,80	н.д.
пылеватый		66	30,0***	Цемент- 4 %	1,80	1,90	н.д.	н.д.
Шлак ваграночный			100,0****	−	0,05	0,20	0,10	0,12
(завод имени Войкова)			97,0****	Цемент -3,0 %	0,34	0,70	0,67	1,16
Суглинок средний		68	30,0****	Цемент- 2,0 %	0,42	1,01	1,08	н.д.
пылеватый		66	30,0****	Цемент-4,0 %	1,35	1,69	н.д.	н.д.

Примечание: * - шлак доменный; ** - шлак мартеновский; *** - шлак электросталеплавильный; **** - шлак ваграночный не гранулированный; Км - коэффициент морозостойкости

При укреплении глинистых грунтов добавками шлаков (20-50 %) прочность и водостойкость шлакогрунтов медленно повышается с увеличением времени твердения и дозировок шлаков. Образцы отличаются низкой водостойкостью, коэффициент водостойкости (после 90 суток твердения в воздушно-влажных условиях) составляет 0,37-0,44 и не обладают морозостойкостью. Протекающие в шлакогрунтовых системах физико-химические процессы усложняются вследствие взаимодействия компонентов грунтов с промежуточными продуктами гидратации минералов шлака. При этом в щелочной среде активизируются обменные реакции, со временем увеличивается количество адсорбированной извести компонентами грунта, что приводит к снижению ее концентрации в поровом растворе. В результате этого изменяются условия формирования новообразований в системе, что определяет характер изменения прочностных характеристик материалов.

Учитывая замедленное проявление вяжущих свойств шлаков во времени при укреп-

125

лении глинистых грунтов использовались шлаки, активизированные небольшими добавками цемента или извести (2-4 %). Сравнительная оценка по влиянию вида и состава шлаков на эффективность закрепления глинистых грунтов проведена при едином их содержании в смеси в количестве 30,0 %. Использование шлаков, активированных небольшими дозировками цемента (2-4 %) или негашеной извести (2-3 %), для укрепления глинистых грунтов способствует увеличению прочности смесей даже на ранних сроках твердения (таблица).

Введение небольших количеств щелочных активизаторов нарушает термодинамическое неустойчивое равновесие компонентов шлака, в том числе и шлакового, стекла, и способствует формированию более устойчивых новообразований, определяющих повышенные показатели прочности и водостойкости. С увеличением сроков твердения для некоторых смесей прочность возрастает в 1,5-2 раза по сравнению с показателями образцов 28-ми суточного возраста. Высокое содержание CaO и MgO в отвальных металлургических шлаках предопределяет высокую щелочность (pH до 12) порового раствора в момент гидратации. Вследствие химического взаимодействия продуктов гидролиза и гидратации активных минералов шлаков и цемента с компонентами грунта, на поверхности частиц формируется слой гелеобразных новообразований сложного состава, которые со временем образуют прочную структуру материала.

Исследования показали, что рост прочности шлакогрунтов зависит от состава шлаков, вида и концентрации активизаторов, а также от укрепляемых грунтов. При одних и тех же добавках шлака и активизатора меньшими показателями прочности отличались образцы на основе глины легкой (табл.).

Высокое содержание глинистых частиц (32 %) и присутствие органических веществ в составе глины определяют ее активное взаимодействие с Ca(OH)2, выделяющейся при гидролизе и гидратации цемента. В период с 7 до 90 суток грунтом из порового раствора поглощается 80-95 мг-экв. извести, что существенно снижает ее концентрацию в системе и усложняет условия формирования новообразований, упрочняющих материал. В связи с этим прочностные показатели образцов не превышают 1,70-2,0 МПа на протяжении 180 суток твердения.

При использовании негашеной извести, в качестве активизатора, прочность укрепленных грунтов крайне медленно повышается во времени. В течение 180 суток рост прочности составляет 0,3-0,5 МПа по сравнению с образцами ранних сроков твердения. При этом они отличаются низкой морозостойкостью, и его показатели не превышают 0,20. Более высокие показатели прочности отмечены при укреплении лессовидного суглинка, что обусловлено повышенным содержанием CaCO3 в его составе (9,5 %). Карбонаты оказывают положительное влияние на процесс твердения клинкерных минералов цемента и шлаков в смесях. Присутствие в грунте водорастворимых солей (2,4 %) и наличие в их составе ионов SO42- (0,61 %) способствуют формированию гидросиликатов и гидросульфоалюминатов кальция, обеспечивающих высокие прочностные показатели материала.

Значительный рост прочности отмечается при укреплении покровного суглинка сталеплавильным шлаком, активизированного небольшими добавками цемента, особенно на длительных сроках твердения. К 180 суткам прочность увеличивается в 4 раза по сравнению с 28-ми суточными образцами. При этом повышается их водостойкость и морозостойкость, и коэффициент морозостойкости составляет 0,75-0,88.

При укреплении суглинка среднего активизированным ваграночным шлаком прочность образцов повышается с увеличением сроков твердения и дозировки цемента. По сравнению со шлакогрунтом ее показатели в 5-10 раз выше на всех сроках твердения. Особенности твердения смесей с использованием ваграночного шлака, возможно, связаны и с его дисперсностью. Величина удельной поверхности шлака в три раза меньше, по сравнению с электросталеплавильным шлаком, и составляет 91 см2/г.

Анализ полученных результатов показал, что процессы твердения глинистых грунтов, укрепленных активизированными шлаками, имеют стадийный характер. Периоды роста и

126

снижения прочности зависят от состава глинистых грунтов и шлаков. Процессы структурообразования грунтов, укрепленных комплексным вяжущим, отличаются интенсивностью твердения, повышенным количеством формирующихся гелевидных новообразований, преобладающих в системах особенно на ранних стадиях твердения. Они аккумулируются на отдельных частицах грунтовой смеси, и не прослеживается их повсеместного объемного распределения. В какой-то степени изменение состава новообразований во времени определяет периоды роста и снижения прочности шлакоцементогрунтов. Наблюдаемая стадийность процесса твердения обусловлена в значительной мере процессами синерезиса геля.

Таким образом, ранее проведенными исследованиями и опытными работами установлена возможность и целесообразность использования отвальных шлаков в качестве вторичного минерального сырья для укрепления грунтов в дорожном строительстве. Шлаки в сочетании с добавками цемента проявляют гидравлическую активность. Они обладают вяжущими свойствами, проявляющимися во времени, и являются медленно твердеющим вяжущим материалом. Процесс твердения грунтов, укрепленных активизированными шлаками, также носит замедленный характер, но прочностные характеристики существенно выше, по сравнению со шлакогрунтовыми смесями.

Активное использование отвальных шлаков позволит существенно сократить капиталовложения в строительстве, а также решать экономические и социальные вопросы: значительно сократить расход дорогостоящих материалов; повысить процент использования накопленных металлургических шлаков; способствовать снижению техногенных нагрузок на природную среду; значительно сократить размеры территорий, занимаемых накопителями и отвалами промышленных отходов.

Литература 1. Гузь В.А. [и др.] Шлаки и их использование в строительной отрасли / В.А. Гузь,

А.А. Кабанов, Е.В. Высоцкий, В.И. Жарко // Цемент и его применение. - СПб.: Изд-во «Журнал Цемент», 2009. - № 4. - С. 41-45.

2. Гурьянова М.Ф. Процессы структурообразования при укреплении глинистых грунтов шлаковыми вяжущими в дорожном строительстве: диссертация / М.Ф. Гурьянова // Дисс. канд. геол.- мин. наук. - М.: МГУ, 1985. - 145 с.

3.Мымрин В.А. Теоретические основы упрочнения глинистых грунтов металлургическими шлаками в целях дорожного строительства: автореферат / В.А. Мымрин // Автореферат дисс. доктора геолого-минералогических наук. - М.: РУДН, 1987. - 33 с.

4.Мымрин В.А., Гурьянова М.Ф. Исследование процессов структурообразования в некоторых искусственных грунтах / В.А. Мымрин, М.Ф. Гурьянова //Бюллетень Московского общества испытателей природы. Одел геологический. - М.: Изд-во «Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова», 1983. - Т.58. - Вып. 2. - С. 52-59.

5.Огородникова Е.Н., Барабошкина Т.А., Мымрин В.А. Вторичные ресурсы для дорожной индустрии - золы теплоэлектростанций и шлаки черной металлургии: учеб. пособие

/Е.Н. Огородникова, Т.А. Барабошкина, В.А. Мымрин. - М.: Изд-во «Российский университет дружбы народов», 2013. - 244 с.

ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

N.A. Larionova

ESTIMATION OF THE INFLUENCE OF THE COMPOSITION OF METALLURGICAL

SLAGSON EFFICIENCY OF CLAY STRENGTHENING

Features of the hardening processes of slags and slag-soil mixtures, determined by the composition of slags and their hydraulic activity, are considered in the paper. The introduction of small dosages of cement contributes to activation of hardening of the compositions. The possibility of using cement-activated slags for strengthening of clayey soils and obtaining materials with specified properties has been demonstrated. The influence of the soil composition on the effectiveness of their strengthening by activated slags is determined

127

Key words: slag composition, activation, cement, curing process, knitting properties, strength, frost-resistance of samples, clay soils, strengthening

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Moscow State University name M.V. Lomonosova»

УДК 624.131

М.В. Минина1, В.А. Королѐв2

ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ОПОЛЗНЕВОЙ ОПАСНОСТИ

Для обеспечения безопасности территорий разработана методика обоснования типовых схем противооползневой инженерной защиты на основе анализа различных литотехнических системах. Внедрение таких типовых схем инженерной противооползневой защиты в практику позволит существенно сократить временные и материальные затраты на их создание Ключевые слова: оползневая опасность, типизация оползней, типизация литотехнических систем, типовые схемы

противооползневой инженерной защиты

Безопасность территорий в горных и предгорных районах во многом зависит от активности оползней, которые наносят значительный ущерб народному хозяйству, порой приводя к человеческим жертвам. Поэтому создание систем противооползневой защиты приобретает первостепенную значимость. Однако создание систем противооползневой инженерной защиты является весьма дорогостоящим. Существенное снижение материальных и трудовых затрат при проектировании и строительстве эффективных систем противооползневой инженерной защиты в предгорных и горных районах может быть достигнуто за счет применения типовых схем инженерной защиты [1-3]. Типовая схема инженерной защиты (ТСИЗ) представляет собой комплекс защитных сооружений и конструктивных мероприятий, необходимых и достаточных для предотвращения возникновения и развития оползня в пределах рассматриваемой литотехнической системы (ЛТС) с учетом еѐ конкретных инженерногеологических условий.

Для обоснования типовых схем инженерной защиты авторами была разработана методика на основе анализа олимпийских объектов, построенных в долине реки Мзымта (Краснодарский край). Эта методика базировалась на реализации следующих трех этапов: 1) типизация оползней; 2) типизация соответствующих ЛТС; 3) обоснование ТСИЗ применительно к выделенным ЛТС.

В ходе исследования был выполнен анализ опыта строительства и эксплуатации систем противооползневой инженерной защиты, а также нормативной и научной литературы о принципах обоснования противооползневой инженерной защиты, в результате которого был выделен ряд качественных и количественных параметров оползневых процессов, учитываемых при типизации оползней, распространенных в долине р. Мзымта. Были выделены следующие типы оползней: блоковые оползни сдвига (срезающие и соскальзывающие), оползни вязкопластического течения, комбинированные оползни, поверхностные сплывы и оплывины [2]. Были охарактеризованы следующие параметры типовых оползней: геометрические характеристики, уклон поверхности, литологический состав тела оползня, факторы оползнеобразования и гидрогеологические условия. При строительстве олимпийский объектов в наибольшей степени угрозу инженерным сооружениям создавали блоковые оползни сдвига и оползни вязкопластического течения, соответственно и опыт борьбы именно с данными оползнями накоплен, поэтому комбинированные оползни, поверхностные сплывы и оплывины были исключены из последующей типизации ЛТС. Далее нами было оценено взаимодействие указанных типовых оползней с наиболее распространенными техническими объектами инфраструктуры, среди которых преобладают: 1) автомобильные дороги; 2) железная дорога; 3) опоры канатных дорог; 4) опоры эстакад; 5) отдельно стоящие постройки (жилые либо производственные здания, объекты различного назначения). Сочетание двух наиболее распространенных в долине р. Мзымта типов оползней (геологическая подсистема) и пяти типов

128

сооружений (техническая подсистема) позволило выделить ряд литотехнических систем (ЛТС), принятых в качестве типовых [1].

Типовые схемы инженерной защиты применительно к выделенным типовым литотехническим системам

	Типы	Подтипы ЛТС	Типовая схема инженерной защиты (ТСИЗ)
	ЛТС		Индекс	Общее описание
		I.R2.г-Aн	-	Одноярусные или двухъярусные низовые либо верховые,
		I.R2.с-Ан	ТСИЗ(I.R2.А)-1	либо и верховые и низовые удерживающие сооружения,
			ТСИЗ(I.R2.А)-2	врезаемые в коренные породы, усиленные анкерными сис-
		I.R2.я-Ан	ТСИЗ(I.R2.А)-3	темами, в комплексе с системой поверхностного водоотво-
			ТСИЗ(I.R2.А)-4	да, подземного дренажа и противоэрозионными мероприя-
		I.R2.г-Aв	ТСИЗ(I.R2.А)-5	тиями. Не рекомендуется возведение насыпи в головной
			ТСИЗ(I.R2.А)-6
				части оползня.
			ТСИЗ(I.R2.А)-7
			ТСИЗ(I.R2.А)-8
			ТСИЗ(I.R2.А)-9
			ТСИЗ(I.R2.А)-10
			ТСИЗ(I.R2.А)-11
			ТСИЗ(I.R2.А)-12
			ТСИЗ(I.R2.А)-13
			ТСИЗ(I.R2.А)-14
			ТСИЗ(I.R2.А)-15
		I.R2.с-Ав	ТСИЗ(I.R2.А)-16
			ТСИЗ(I.R2.А)-17
			ТСИЗ(I.R2.А)-18
			ТСИЗ(I.R2.А)-19
			ТСИЗ(I.R2.А)-20
			ТСИЗ(I.R2.А)-21
			ТСИЗ(I.R2.А)-22
			ТСИЗ(I.R2.А)-23
			ТСИЗ(I.R2.А)-24
			ТСИЗ(I.R2.А)-25
			ТСИЗ(I.R2.А)-26
		I.R2.я-Ав	ТСИЗ(I.R2.А)-27
			ТСИЗ(I.R2.А)-28
			ТСИЗ(I.R2.А)-29
	I-А	I.R3.г-Aн	-	Те же самые, что и ТСИЗ(I.R2.А), разница лишь в том, что
		I.R3.с-Ан	ТСИЗ(I.R3.А)-1	возведение капитальных сооружений требуется только на
			ТСИЗ(I.R3.А)-2	самых опасных участках.
		I.R3.я-Ан	ТСИЗ(I.R3.А)-3	В комплексе защитных мероприятий также должны быть
			ТСИЗ(I.R3.А)-4	учтены противоэрозионные мероприятия и поверхностный
		I.R3.г-Aв	ТСИЗ(I.R3.А)-5	водоотвод.
			ТСИЗ(I.R3.А)-6
			ТСИЗ(I.R3.А)-7
			ТСИЗ(I.R3.А)-8
			ТСИЗ(I.R3.А)-9
			ТСИЗ(I.R3.А)-10
			ТСИЗ(I.R3.А)-11
			ТСИЗ(I.R3.А)-12
			ТСИЗ(I.R3.А)-13
			ТСИЗ(I.R3.А)-14
			ТСИЗ(I.R3.А)-15
		I.R3.с-Ав	ТСИЗ(I.R3.А)-16
			ТСИЗ(I.R3.А)-17
			ТСИЗ(I.R3.А)-18
			ТСИЗ(I.R3.А)-19
			ТСИЗ(I.R3.А)-20
			ТСИЗ(I.R3.А)-21
			ТСИЗ(I.R3.А)-22
			ТСИЗ(I.R3.А)-23
			ТСИЗ(I.R3.А)-24
			ТСИЗ(I.R3.А)-25
			ТСИЗ(I.R3.А)-26
		I.R3.я-Ав	ТСИЗ(I.R3.А)-27
			ТСИЗ(I.R3.А)-28
			ТСИЗ(I.R3.А)-29
		I.R4-А	ТСИЗ(I.R4.А)-1	Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-
				приятия на всем пересекаемом участке оползня.

129

			Продолжение табл.
Типы	Подтипы ЛТС	Типовая схема инженерной защиты (ТСИЗ)
ЛТС		Индекс	Общее описание
	II.R2.с-Ан	ТСИЗ(II.R2.А)-1	Исключение условий обводнения грунтов. В верхней части
	II.R2.я-Ан	ТСИЗ(II.R2.А)-2	склона - организация подземного дренажа, а также поверх-
	II.R2.с-Ав	ТСИЗ(II.R2.А)-3	ностного водоотвода в виде нагорной канавы для перехвата
			вод и их сброса за пределы склонов. Для закрепления грун-
			тов наиболее целесообразны является применение буросе-
	II.R2.я-Ав	ТСИЗ(II.R2.А)-4	кущихся или бурокасательных свай при удержании грун-
			тов.
II-А
	II.R3.с-Ан	ТСИЗ(II.R3.А)-1	Те же самые, что и ТСИЗ (II.R2.А), разница лишь в том,
	II.R3.я-Ан	ТСИЗ(II.R3.А)-2	что возведение капитальных сооружений требуется только
	II.R3.с-Ав	ТСИЗ(II.R3.А)-3	на самых опасных участках. В комплексе мероприятий
	II.R3.я-Ав	ТСИЗ(II.R3.А)-4	также должны быть учтены противоэрозионные мероприя-
			тия.
	II.R4-А	ТСИЗ(II.R4.А)-1	Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-
			приятия на всем пересекаемом участке оползня.
	III.с-Ан	ТСИЗ(III.А)-1	Подпорные стены гравитационного типа либо подпорные
III-А	III.в-Ав	ТСИЗ(III.А)-2	стены на свайном основании. При необходимости удержи-
	III.с-Ав	ТСИЗ(III.А)-3	вающие сооружения усиливаются грунтовыми анкерами.
	III.н-Ав	ТСИЗ(III.А)-4
		ТСИЗ(I.R2.Ж)-1	Противооползневые подпорные стены, армированную на-
	I.R2.я-Жн		сыпь обжатого профиля Терре Арме, открытый железнодо-
		ТСИЗ(I.R2.Ж)-2
			рожный тоннель, противоэрозионные мероприятия и сис-
I-Ж	I.R2.с-Жв	ТСИЗ(I.R2.Ж)-3
			тема дренажа склонов.
	I.R2.я-Жв	ТСИЗ(I.R2.Ж)-4
	I.R4-Ж	ТСИЗ(I.R4.Ж)-1	Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-
			приятия на всем пересекаемом участке оползня.
			Подпорные стены в виде двугранного угла либо уголково-
			го типа; метод усиления существующих фундаментов по-
			средством устройства буронабивных свай, заглубленных в
		ТСИЗ(I.R2.Э)-1	коренные породы и объединенных с фундаментами опоры
	I.R2.я-Э	ТСИЗ(I.R2.Э)-2	жесткими ростверками (при боковом воздействии оползня
I-Э		ТСИЗ(I.R2.Э)-3	защитно-усиливающее сооружение представляет собой
			систему коротких свайных рядов, расположенных под про-
			извольными углами к направлению движения и обтекае-
			мых оползневыми массами).
	I.R4-Э	ТСИЗ(I.R4.Э)-1	Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-
			приятия
			Организация поверхностного водоотвода и подземного
		ТСИЗ(II.R2.Э)-1	дренажа. Исключение обводнения склона. Удерживающи-
	II.R2.я-Э	ТСИЗ(II.R2.Э)-2	ми сооружениями являются буросекущиеся и бурокаса-
II-Э		ТСИЗ(II.R2.Э)-3	тельные сваи. Метод усиления фундамента опор также
			эффективен при борьбе с вязкопластическими оползнями.
	II.R4-Э	ТСИЗ(II.R4.Э)-1	Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-
			приятия
		ТСИЗ(I.R2.К)-1	Нагельные поля, усиленные металлическими сетками; ме-
	I.R2.г-К	ТСИЗ(I.R2.К)-2	тод усиления существующих фундаментов посредством
		ТСИЗ(I.R2.К)-3	устройства буронабивных свай, заглубленных в коренные
		ТСИЗ(I.R2.К)-4	породы и объединенных с фундаментами опоры жесткими
	I.R2.с-К	ТСИЗ(I.R2.К)-5	ростверками; подпорные стены уголкового типа из железо-
		ТСИЗ(I.R2.К)-6	бетона; подпорные стены из габионов. Данные ТСИЗ эф-
I-К		ТСИЗ(I.R2.К)-7	фективны только лишь при организованной системе по-
		ТСИЗ(I.R2.К)-8	верхностного водоотвода.
	I.R2.я-К	ТСИЗ(I.R2.К)-9
		ТСИЗ(I.R2.К)-10
			Поверхностный водоотвод и противоэрозионные меро-
	I.R4-К	ТСИЗ(I.R4.К)-1	приятия

130