Введение
Глава 1. Системный обзор и оценка взаимодействия сложных технических объектов с геодинамическими процессами земной коры. сравнительный анализ и состояние вопроса.
1.1 Обоснование технологии системного подхода 15
1.2 Протяженные транспортные сооружения и особенности их расположения 19
1.3 Особенности геодинамики поверхностных слоев и характер внешних воздействий на искусственные инженерные сооружения 22
1.3.1 Модели напряжений и деформации земной коры 22
1.3.2 Структура моделей неотектонических движений 25
1.3.3 Характерные особенности геодинамических процессов 27
1.4 Характеристика сейсмической опасности Северо - Муйского тоннеля 30
1.5 Особенности построения математических моделей при сейсмических воздействиях 34
1.5.1 Характеристики сейсмических воздействий. Спектры возмущений 35
1.5.2 Представление опорной конструкции в виде твердотельной конечно-элементной модели 44
1.6 Особенности проектирования и строительства дорожных сооружений с учетом геодинамических воздействий 47
1.7 Аварии протяженных транспортных сооружений 50
1.8 Цели и задачи исследования 52
Глава 2. Обоснование и концегщия построения системы геодинамического районирования протяженнных транспортных сооружений по признакам активности неотектогенеза 56
2.1 Целесообразность геодинамического районирования трасс 57
2.2 Методы исследования неотектонических движений 59
2.2.1 Геоморфологические методы 60
2.2.2 Методы, основанные на учете и анализе геологических, гидрогеологических и гидрологических факторов 63
2.2.3 Инструментальные методы оценки пространственных параметров земной поверхности 69
2.3 Неотектогенез в оценке горно-геологической обстановки 70
2.4 Основные подходы к выбору и обоснованию структуры районирования 73
2.5 Модели геодинамического районирования участков железнодорожных магистралей 77
2.5.1 Общий анализ пересекаемых регионов 77
2.5.2 Особенности строения поверхности западной части Байкало-Амурской магистрали 81
2.5.3 Километровые неотектонические карты железнодорожных трасс 91
2.6 Выводы по главе 91
Глава 3. Исследование взаимосвязи между состоянием сооружений и современными движениями земной коры. факторный анализ 96
3.1 Анализ пространственного расположения отказов пути Транссибирской железнодорожной магистрали 97
3.1.1 Характеристика отказов пути 98
3 Л .2. Повреждения труб 102
3 Л .3 Повреждения мостов 103
3.1.4Деформации земляного полотна 107
ЗЛ.5 Дефекты верхнего строения пути 109
ЗЛ.6 Анализ расположения мест сходов поездов 111
3.2 Анализ отказов пути Байкало-Амурской магистрали 117
3.3 Временной вероятностный анализ отказов пути с учетом гелио — геофизических факторов 121
3.3.1 Анализ солнечно-земных связей и возможного влияния их на отказы пути 122
3.3.2 Исследование модуляционного эффекта солнечно-земных связей на примере временных рядов отказов пути 126
3.4 Выводы по главе 137
Глава 4. Методы определения количественных показателей движений блоков земной коры и технологии дифференцированного подхода к выбору мест расположения сложных технических систем и объектов 142
4.1 Определение вектора движений блоков земной коры относительно продольной оси трасс ПТС 143
4.2 Инструментально-измерительные методы определения смещений земной поверхности 148
4.2.1 Традиционные средства геодезии и геотехники 148
4.2.2 Спутниковая геодезия 157
4.2.3 Программно-инструментальные комплексы мониторинга тоннелей 164
4.3 Оценка геодинамической активности по деформациям искусственных сооружений 168
4.3.1 Обоснование и методика измерения деформаций сооружений 168
4.3.2 Оценка геодинамической активности по деформациям мостов участка БАМ 174
4.4 Выводы по главе 184
Глава 5. Особенности расчетов мостов с учетом геодеформационных воздействий 188
5.1 Геодеформационные воздействия и их моделирование 189
5.2 Расчет статически неопределимых мостовых конструкций с переменной высотой сечения 194
5.2.1 Общие положения 194
5.2.2 Описание метода расчета 196
5.2.3 Влияние осадок опор на работу неразрезных балок переменной высоты 208
5.3 Математическое моделирование работы мостов методом конечных элементов (МКЭ) 215
5.3.1 Применение МКЭ 215
5.3.2 Анализ напряженно-деформированного состояния мостов 222
5.4 Рекомендации по проектированию мостов в зонах активных движений земной коры 230
5.5 Выводы по главе 232
Глава 6. Методические разработки расчета тоннелей с учетом геодеформационных воздействий 234
6.1 Методы расчета обделки тоннелей и перспективы их развития 234
6.2 Виды геодеформационных воздействий и особенности их моделирования 245
6.3 Программно-вычислительный комплекс PLAXIS 3D 251
6.4.Математическое моделирование работы тоннелей в условиях геодеформационных воздействий 255
6.4.1 Описание модели 255
6.4.2 Результаты математического моделирования 260
6.5 Выводы по главе 271
Глава 7. Методология мониторинга протяженных транспортных сооружений на примере северо-муйского тоннеля 276
7.1 Цели, задачи и блок - схема мониторинга 276
7.2 Северо - Муйский тоннель - объект мониторинга 281
7.2.1 Геоинформационная модель сооружения 283
7.2.2 Мониторинг геодинамической безопасности 284
7.2.3 Геотехнический мониторинг 287
7.2.4 Диагностический прогнозно - профилактический мониторинг 290
7.3 Рекомендации по содержанию Северо-Муйского тоннеля в сложных инженерно-геологических условиях эксплуатации 297
7.4 Выводы по главе 303
Заключение 305
Библиографический список 310
