Аннотация

Цель: выявить динамику изменения горизонтальных перемещений гребня оползня при изменении влажности грунтового массива горной и предгорной местности. 

Материалы и методы. В исследовании разработана расчетная математическая модель оползневого массива, реализованная с использованием конечно-элементного программного комплекса Midas GTX NX. Для математического анализа полученных результатов зависимостей, а также для выявления функций изменения состояния склона использована программа wxMaxima. Получены функции отклика по математической модели перемещений горизонтальных Sx (мм), по длине гребня оползня L (м), при переменной влажности массива W (%). 

Результаты. Анализ математической модели и функции отклика при наибольшей постоянной длине гребня оползня L (м), F₃(10,64; у) и при наименьшей влажности массива W = 10 % позволяет фиксировать положительное значение перемещения горизонтального Sx = 0,0157 мм. При дальнейшем увеличении влажности массива W перемещение горизонтальное Sx будет убывать и вначале достигнет нулевого значения Sx = 0,0 мм, при влажности W = 11,23 %, а затем устремится к экстремуму по отрицательному максимуму, равному Sx = –0,042 мм, которого достигнет при влажности W = 19,18 %. Дальнейшее увеличение влажности опять обеспечит устойчивое стремление функции к нулевому значению Sx = 0,0 мм, которое наступит при влажности W = 26,82 %, а затем перемещение устремится к положительным значениям и при наибольшей влажности 36 % достигнет положительного значения для данного сечения, равного Sx = +0,159 мм. 

Выводы. Согласно проведенным исследованиям, выявлено, что при изменении влажности грунта с 10 до 18 % горизонтальные перемещения практически остаются неизменными. Однако при изменении влажности до 36 % горизонтальные перемещения увеличиваются в 4 раза, что может привести к активизации оползневых процессов.

doi: 10.31774/2712-9357-2025-15-3-242-261

Для цитирования

Дегтярев Г. В., Лейер Д. В., Дегтярева О. Г. Математический анализ влияния влажности грунтового массива на динамику изменений горизонтальных перемещений гребня оползня // Мелиорация и гидротехника. 2025. Т. 15, № 3. С. 242–261. https://doi.org/10.31774/2712-9357-2025-15-3-242-261.

Список литературы

1. Стабилизация оползня на участке строительства железной дороги в г. Сочи / А. Н. Богомолов, С. И. Маций, Б. С. Бабаханов, Е. В. Безуглова, Д. В. Лейер, С. В. Кузнецова // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2012. Вып. 29(48). С. 15–25. EDN: RBUZHT.

2. Причины активизации оползня на Федеральной автомобильной дороге г. Сочи и мероприятия по его стабилизации / А. Н. Богомолов, С. И. Маций, С. Ю. Калашников, Б. С. Бабаханов, Е. В. Безуглова, Д. В. Лейер, С. В. Кузнецова // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2012. Вып. 29(48). С. 6–14. EDN: RBUZHJ.

3. Лейер Д. В., Серый, Н. Н., Любарский Д. Г. Особенности проектирования опор трубопроводов на оползневых склонах // Транспортные сооружения. 2021. Т. 8, № 3. DOI: 10.15862/02SATS321. EDN: XTKWHY.

4. Lari S., Frattini P., Crosta G. B. A probabilistic approach for landslide hazard analysis // Engineering Geology. 2014. Vol. 182, no. 1. 12 р. http://dx.doi.org/10.1016/j.enggeo.2014.07.015.

5. Analysis of the stability of the Kuban River landslide slope involving the materials of landslide hazard monitoring / M. A. Bandurin, V. A. Volosukhin, I. A. Prikhodko, A. A. Rudenko // Construction and Geotechnics. 2023. Vol. 14, no. 4. P. 62–74. DOI: 10.15593/2224-9826/2023.4.05. EDN: GJXUKZ.

6. Маций С. И, Федоровский В. Г., Рябухин А. К. Актуальные проблемы совершенствования нормативной базы в области инженерной защиты // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2019. № 4. С. 25–29. EDN: RFRFXA.

7. Finite-element simulation of possible natural disasters on landfall dams with changes in climate and seismic conditions taken into account / M. A. Bandurin, V. A. Volosukhin, A. V. Mikheev, Y. V. Volosukhin, V. V. Vanzha // Journal of Physics: Conference Series: International Conference Information Technologies in Business and Industry 2018 (ITBI 2018), Tomsk, 17–20 January 2018. 2018. Vol. 1015. Article number: 032011. DOI: 10.1088/1742-6596/1015/3/032011. EDN: XXHUCD.

8. Численный метод вариантного проектирования чаши бассейна и его технико-экономическая оценка / О. Г. Дегтярева, С. Ю. Найденов, Т. И. Сафронова, Г. В. Дегтярев // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 69. С. 303–308. DOI: 10.21515/1999-1703-69-303-308. EDN: YPJLXL.

9. Дегтярев В. Г., Дегтярев Г. В., Дегтярева О. Г. Численное моделирование и цифровой математический анализ при исследовании сложных систем // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: наука и высшее профессиональное образование. 2023. № 3(71). С. 540–553. DOI: 10.32786/2071-9485-2023-03-53. EDN: GXGHRA.

10. Zienkiewicz O. C., Taylor R. L., Zhu J. Z. The finite element method: Its Basis & Fundamentals. Sixth edition. McGraw-hill, 2005. 733 р.

11. Оценка риска как мера повышения эффективности реализации геотехнического мониторинга на примере объекта в Южном федеральном округе / А. К. Рябухин, С. И. Маций, Е. В. Безуглова, Д. В. Лейер, Д. Г. Серый // Construction and Geotechnics. 2024. Т. 15, № 4. С. 15–24. DOI: 10.15593/2224-9826/2024.4.02. EDN: MQVBWX.

12. Bandurin M. A., Yurchenko I. F., Volosukhin V. A. Remote Monitoring of Reliability for Water Conveyance Hydraulic Structures // Materials Science Forum. 2018. Vol. 931. P. 209–213. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.931.209. EDN: YAOJAD.

13. Zerkal O. V., Strom A. L. Classification of Cryogenic Landslides and Related Phenomena (by Example of the Territory of Russia) // Understanding and Reducing Landslide Disaster Risk: Vol. 6. Specific Topics in Landslide Science and Applications. Springer, 2021. P. 377–383. https://doi.org/10.1007/978-3-030-60713-5_37.

14. Сидаравичуте У. Р., Маций В. С. Экзогенные геологические процессы // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2024. Т. 92, № 192. С. 199–212. EDN: WCRAIN.

15. The foundation pit deep site ground state design modelling / G. V. Degtyarev, D. A. Datsjo, D. A. Vysokovsky, M. S. Turko // Materials Science Forum. 2018. Vol. 931. P. 396–401. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.931.396. EDN: YPTFNC.

16. Методы расчета противооползневых сооружений на сейсмическое воздействие / С. И. Маций, О. Ю. Ещенко, Н. Н. Любарский, С. А. Шелестов, В. С. Маций // Основания, фундаменты и механика грунтов. 2024. № 5. С. 2–7. EDN: HEIJJD.

17. Calculation of Anti-Landslide Structures for Seismic Impacts / S. I. Matsii, O. Yu. Yeshchenko, N. N. Lyubarskii, S. A. Shelestov, V. S. Matsii // Soil Mechanics and Foundation Engineering. 2024. Vol. 61, no. 5. P. 403–410. DOI: 10.1007/s11204-024-09990-8. EDN: WMGPOC. 

18. Кацко А. И., Маций С. И. Оценка состояния оползневого склона на основе анализа многомерных временных рядов данных геотехнического мониторинга // Природообустройство. 2024. № 3. С. 80–87. DOI: 10.26897/1997-6011-2024-3-80-87. EDN: XXQWBE.

19. Assessment of the technical condition of bridge crossings on the main canals of irrigation systems / M. A. Bandurin, I. A. Prikhodko, I. P. Bandurina, A. A. Rudenko // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2023. Vol. 1138, no. 1. Article number: 012002. DOI: 10.1088/1755-1315/1138/1/012002. EDN: KUCCNI.

20. Matsiy S. I., Sidaravicute U. R., Matsiy V. S. Risk assessment of debris flows in vulnerable areas // Debris Flows: Disasters, Risk, Forecast, Protection: Proceedings of the 7th International Conference, Chengdu, China, 23–27 Sept. 2024. Moscow: Geomarketing LLC, 2024. P. 327–333. EDN: FMAEBN.

21. Шадунц К. Ш. Оползни-потоки. М.: Недра, 1983. 120 с.