Том 335 № 1 (2024)

DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2024/1/4541

Математическое моделирование трещиноватости пород в пределах локальных структур

Трещиноватость грунтового массива оказывает существенное влияние на изменение инженерно-геологических условий и, как следствие, на устойчивость сооружений. Развитие тектонической трещиноватости локальных структур, учитывая историю процесса, его механизм, возникшие при этом напряжения в массиве и последующие деформации пород, привело к изменению состава и прочностных характеристик, активизации процессов гипергенеза и экзогенных процессов. Перечисленные обстоятельства требуют внимательного отношения к выявлению зон повышенной трещиноватости как наиболее опасных с точки зрения рисков при строительстве инженерных сооружений. Полевые методы оценки трещиноватости массивов пород трудоемкие, и не всегда существует возможность для проведения инструментальной съемки, позволяющей решать конечную задачу – установление закономерностей и размеров поврежденных площадей в пределах локальных структур. Существующие математические модели оценки трещиноватости, как правило, применяются для решения локальных задач: оценка устойчивости разрабатываемых карьеров, оценка водообильности массивов пород, степень раздробленности отдельных блоков и т. д. Этой информации недостаточно при оценке площадного распространения ослабленных зон и уточнения их границ, поскольку она не содержит данных по истории развития структуры, ее параметры (размеры, амплитуда поднятия блока фундамента, деформационные свойства пород). Целью исследования является разработка математической модели формирования зон тектонической трещиноватости красноцветной толщи на основе деформационного критерия разрушения и механизма развития локальных структур. Результаты. Разработана новая математическая модель прогноза поврежденности (трещиноватости) терригенных пород красноцветной толщи, слагающих локальные структуры, основанная на учете механизма формирования локальных тектонических структур 3-го порядка и деформационном критерии разрушения. Представлены математические зависимости, позволяющие прогнозировать размеры (площади) таксонов по данным амплитуды поднятия локальных структур. Результаты исследований могут применяться при оценке трещиноватости массивов, сложенных терригенными породами, и позволяют судить о закономерностях распределения ослабленных зон в пределах всего оцениваемого массива.

Ключевые слова:

локальные тектонические структуры, деформации пород, трещиноватость, горные породы, свойства пород, математические модели, прогноз трещиноватости

Авторы:

Шарибзан Хатинович Гайнанов

Валерий Нагимович Аптуков

Валерий Викторович Середин

Скачать pdf