Опис документа

АНОТАЦІЯ Глебчук Г.С. Математичне моделювання зсувної небезпеки в умовах підтоплення та сейсмічних впливів. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 01.05.02 - математичне моделювання та обчислювальні методи. - Інститут телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України. - Київ, 2010. Дисертацію присвячено створенню ефективних програмних засобів оцінки зсувної небезпеки локального та регіонального рівнів на основі системного поєднання математичного моделювання та ГІС-технологій, які апробовані на прикладі вивчення зсувної небезпеки в межах Харківської області. Наукове значення роботи полягає в тому, що було вдосконалено математичну та розроблено комп'ютерну модель оцінки зсувної небезпеки локального та регіонального рівнів. Прикладне значення роботи полягає в тому, що створено сучасний АРМ LANDSLIP07 на основі "візуального програмування" з обчислення окремих зсувів, а також геоінформаційну систему Харківської області для оцінки зсувних процесів регіонального рівня з відповідною БД паспортів зсувних ділянок Харківської області і їх погодних умов. За допомогою математичного та чисельного моделювання з використанням нелінійного програмування розв'язана обернена задача механіки ґрунтів відносно ідентифікації фізико-механічних характеристик ґрунту, з яких складається зсув. Узагальнено і проведено математичне моделювання зсувної небезпеки схилу за наявності таких умов: підвищення рівня ґрунтових вод; зміни сейсмічності ділянки будівництва; в результаті системної дії двох факторів: сейсміки і води; за наявності будівлі та при облаштуванні котловану за умови відсутності ґрунтових вод або підвищення їх рівня. Ключові слова: зсув, зсувний тиск, коефіцієнт стійкості, комп'ютерна програма, математичне моделювання, поверхня ковзання, епюра зсувного тиску, геоінформаційна система, база даних, карти, зсувна ділянка, стрімкість схилу. Глебчук А.С. Математическое моделирование оползневой опасности в условиях подтопления и сейсмических влияний. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.05.02 - математическое моделирование и вычислительные методы. - Институт телекоммуникаций и глобального информационного пространства НАН Украины. - Киев, 2010. Диссертация посвящена созданию эффективных программных средств оценки оползневой опасности локального и регионального уровней на базе системного объединения математического моделирования и ГИС-технологий, которые прошли апробацию на примере изучения оползневой опасности в пределах Харьковской области, Автором был осуществлен анализ информационного материала и программно технических разработок в области математического и компьютерного моделирования, ГИС-технологий по созданию моделей отображения оползневых процессов локального и регионального уровней. При анализе оползневой опасности склона были использованы методы математического моделирования, в основу которых положены расчеты коэффициента устойчивости склона и оползневого давления. При расчетах коэффициентов устойчивости склонов использовались математические модели оползневого склона Маслова-Берера и Шахунянца. Указанные модели получены на основе теории предельного равновесия грунта при следующих ограничениях: используется гипотеза окаменевшего тела; допускается заранее определенная форма поверхности скольжения; масив сдвига условно разделяют на вертикальные отсеки таким образом, чтобы основание каждого отсека было плоским и однородным; силы, которые действуют на каждый отсек, должны удовлетворять условиям статики. При определении оползневой опасности склонов для снижения громоздкости необходимых расчетов, а также сокращения времени на их выполнение было решено процесс расчетов полностью автоматизировать. Разработано автоматизированное рабочее место (АРМ) с графическим интерфейсом, написана и отредактирована программа LANDSLIP07, которая позволяет моделировать напряженно-деформированное состояние склонов при наличии изменений в инженерно-геологических условиях - при подтоплении, землетрясениях, а также при инженерной подготовке территорий. Программа наиболее полно удовлетворяет требованиям проектировщиков и инженеров-строителей, проста и удобна в использовании. Проведено сравнительное тестирование полученных результатов при использовании разработанной программы с результатами в научной литературе для отдельных частных случаев, а также с результатами, полученными при использовании канадской программы SLOPE/W: расхождения в данных вычислений составили 3-7%. Обобщено и проведено математическое моделирование оползневой опасности склона с учетом ряда факторов, а именно: при отсутствии и увеличении уровня грунтовых вод, при изменении сейсмичности участка строительства, при совместном влиянии сейсмики и воды, при наличии котлована или сооружения при условии увеличения уровня грунтовых вод. Осуществлена оценка общей и локальной устойчивости на реальном объекте строительства с использованием программы LANDSLIP07. Приведены соответствующие рекомендации для строительства. На основе математического и численного моделирования при использовании нелинейного программирования решена обратная задача механики грунтов относительно идентификации физико-механических характеристик грунта, из которого состоит оползень. Определены оползнеопасные склоны на территории Харьковской области и разработана БД, которая содержит информацию относительно данных паспортов оползневых участков и сумы осадков по метеостанциям Харьковской области за 20 лет. Разработанная ГИС размещает информацию относительно рельефа, крутизны склонов, гидрографии, дорожных полос, оползневых участков Харьковской области и дает возможность проследить влияние этих факторов на процесс оползнеобразования. Ключевые слова: оползень, оползневое давление, коэффициент устойчивости, компьютерная программа, математическое моделирование, поверхность скольжения, эпюра оползневого давления, геоинформационная система, база данных, карта, оползневой участок, крутизна склона. Glebchuk A.S. Mathematical modeling of landslide's dangers in condition flooding and seismic influences. - The manuscript. The dissertation on the defending of thesis to award the academic degree of Candidate of Technical Science on specialty 01.05.02 - Mathematical Modeling and Computational Methods. - Institute of Telecommunication and Global Information Space, National Academy of Sciences of Ukraine. - Kyiv, 2010. The dissertation is devoted to system analysis of landslide's dangers with use of mathematical modeling and GlS-teclmologies on creation of models that display landslides process. Two well-known theoretical models (Maslova-Berer and Shahunianc) are used as a theoretical-methodological base to create program codes for mathematical-computer modeling of LANDSLIP07 behavior: the stability coefficient, landslide pressure. For the creation of program code LANDSLIP07 the object-oriented programming language JAVA was used. Landslides slopes were determined on territory of Kharkov region. Database was developed, that includes data passports of landslides sites and precipitations on Kharkov region. Developed GIS includes information on relief, steepness of slopes, hydrography, roads and landslide sites of Kharkov area. Keywords: landslide, landslide pressure, stability coefficient, computer program, mathematical modeling, surface of sliding, epure of landslide pressure, geoinformation system, data base, map, landslides sites, steepness of slopes.