Моделювання зсувних деформацій під дією сили тяжіння

Lubkov, М., Лубков, М. (2023). Modeling of landslide deformations under the action of gravity. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 2(101), 25–30. https://doi.org/10.17721/1728-2713.101.03

На сьогодні актуальними залишаються проблеми, пов'язані з деструктивними схиловими процесами під дією гравітаційного навантаження. Дійсно, гравітаційні схилові процеси разом з іншими ерозійно-тектонічними процесами мають значний вплив на формування сучасного рельєфу і водночас дуже часто ускладнюють раціональне використання відповідної території. Серед найнебезпечніших гравітаційних схилових процесів можна виділити оповзневі (зсувні) процеси. Ці процеси характеризуються значним поширенням, матеріальними втратами та людськими жертвами. Проблеми вивчення процесів гравітаційного зсуву через свою соціальну важливість та практичну інженерну значущість мають давню історію. Відповідно цим проблемам присвячено багато робіт, але, з іншого боку, випадки строгого математичного й механічного опису та визначення певних кількісних механізмів і критеріїв щодо розвитку зсувних гравітаційних процесів розглядалися досить обмежено.У представленій роботі на основі варіаційного методу скінченних елементів розраховано кількісні критерії обертального деформування та руйнування широкого класу тривимірних неоднорідних антиклінальних геоструктур в умовах гравітаційного навантаження.Результати моделювання показують, що зсувні деформації антиклінальних геоструктур під дією сили тяжіння залежать від форми, розмірів структури та механічних властивостей гірських порід, які утворюють ці геоструктури. Встановлено, що найменшим деформуванням піддаються більш компактні геоструктури. У твердих геоструктурах, що зберігають пружні властивості, амплітуди деформацій є обернено пропорційними ступеню жорсткості порід, а зменшення радіуса кривизни геоструктури призводить до обернено пропорційного збільшення деформування відповідної геоструктури. Ми показали, що для здатності збереження стійкості щодо руйнування під дією сили тяжіння, антиклінальні геоструктури не можуть повністю складатися з порід, м'якших за напівтверді дисперсні ґрунти. Встановлено, що стійкість до зсувно-гравітаційного руйнування неоднорідних антиклінальних геоструктур в основному визначається жорсткістю внутрішніх несучих порід, тоді як вплив жорсткості зовнішніх м'яких порід є відносно незначним і нелінійним.