Н. Аксьом, канд. геол. наук, младший научный сотрудник, axmn@i.ua

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко

Геологический факультет, ул. Васильковская, 90, г. Киев, 03022, Украина

 

Трехмерное моделирование при расчетах устойчивости склонов с использованием ГИС

(на примере г. Киева)

 

В статье представлены данные об оползнях в Киеве, рассмотрен метод трехмерной оценки устойчивости склонов с использованием ГИС. Репрезентативным участком исследований выбраны оползневые склоны холма Андреевской церкви в г. Киев. Приведены результаты расчетов коэффициентов устойчивости классическим двумерным методам К. Терцаги и трехмерным методом Ховланда.

В Киеве зафиксировано около 100 активных оползней и 6 сдвижных рельефов. Большинство оползней находится в стадии временной стабилизации за счет работы противооползневых сооружений. Интенсивность оползневого процесса растет вместе с освоением склонов и проведением на них неупорядоченного строительства.

Развитие мощных овражных систем сопровождался сложными перемещениями больших объемов грунтов на бортах оврагов и по их тальвегах. В таком перемещении на разных участках овражной системы происходят движения различного характера -- от оползней до обвалов  почв. В общем случае при оценке развития оползней на склонах и откосах необходимо учитывать возможность нарушения как общей, так и местной устойчивости.

Сейчас активно развивается и применяется в расчетах устойчивости склонов трехмерное моделирование (3D). В настоящее время оно все больше входит в практику инженерных расчетов, в том числе в численное моделирование напряженно-деформированного состояния массивов грунтов, активно применяется при решении широкого спектра экологических и гидрогеологических задач.

Определение величин коэффициентов устойчивости осуществлено на основании расчетной модели устойчивости К. Терцаги (2D) и методом Ховланд (3D) для одной из оползневых участков в г. Киев. Трехмерная оценка устойчивости оползневых склонов средствами ГИС позволит в дальнейшем использовать полученные результаты для мониторинга их состояния и (в случае необходимости) проведению мер для предупреждения оползней.

Участок территории исследований приурочен к правому коренному склону долины р. Днепр и расположен у подножия Андреевской горы. Геологическое строение участка территории Андреевской церкви на глубину до 23 м представлено отложениями четвертичной и неогеновой систем. Результаты расчетов позволили выделить на склонах холма две потенциальные зоны образования оползней - на север и на восток от Андреевской церкви. Трехмерная оценка позволяет более объективно оценивать риски, связанные с пространственной активизацией оползневого процесса.

Ключевые слова: оползни, коэффициент устойчивости, трехмерная модель устойчивости, метод Ховланда.