Научная статья на тему 'Обоснование технологических возможностей екосистем в биосферосовместимом строительстве'

Обоснование технологических возможностей екосистем в биосферосовместимом строительстве Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
57
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕХНОЛОГіЧНі ПРОЦЕСИ / БіОСФЕРОСУМіСНіСТЬ / ОРГАНіЗАЦіЙНО-ТЕХНОЛОГіЧНі РіШЕННЯ / БУДіВЕЛЬНЕ ВИРОБНИЦТВО / ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ / БИОСФЕРОСОВМЕСТИМОСТЬ / ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ / СТРОИТЕЛЬНОЕ ПРОИЗВОДСТВО / TECHNOLOGICAL PROCESSES / ВIOSPHERЕ COMPATIBILITY / ОRGANIZATIONAL AND TECHNOLOGICAL SOLUTIONS / СONSTRUCTION PRODUCTION

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Чернышев Д. А.

Статья посвящена решению актуальной научно-прикладной проблемыпоиску организационно-технологических решений биосферосовместимого строительства на примере инженерной защиты территорий морского и речного побережья Украины.Защита берегов от размыва и связанного с ним оползневого разрушения береговых территорий острая социально-экономическая и экологическая проблема, сдерживающая освоение рекреационных и прочих ресурсов прибрежной полосы.Основными причинами несовершенства деятельности в области защиты прибрежных территорий являются: осуществление работ по защите морского и речного побережья без достаточного научного обоснования; недостаточный учет закономерностей природных процессов в прибрежной полосе моря, водохранилищ и рек при формировании состава проектных решений; некомплектность ведения работ и незавершенность формирования берегозащитных и берегорегулирующих сооружений в локальные комплексы, полностью охватывающие береговые природные системы, в которых существует высокий уровень взаимосвязей природных процессов, что не обеспечивает их проектную эффективность.При рассмотрении геодинамических процессов с изменяющимися во времени вероятными параметрами состояний (для решения задачи по стабилизации участка оползнеопасной территории со сложным рельефом) использованы программные комплексы. В основу расчетов этих программных комплексов положен метод конечных элементов. Этот метод ориентирован на исследование ортогональных функциональных базисов в пространствах функций с ограниченной энергией, соответствующей физическому состоянию получаемых результатов, с одной стороны, и способствует появлению специального выражения, которое описывает геологические явления на заданном промежутке времени, с другой.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

RATIONALE FOR TECHNOLOGICAL POSSIBILITIES OF ECO- SYSTEMS IN BIOSPHERE COMPATIBILITY CONSTRUCTION

The article is devoted to the solution of the actual scientific and applied problem issue the search for organizational and technological solutions for biosferous construction on the example of engineering protection of marine and river coastal areas in Ukraine.Protecting banks from erosion and associated with landslide destruction of coastal areas is the most acute socioeconomic and environmental problem that constrains the development of recreational and other resources of the coastal zone.The main causes of imperfect activities in the field of coastal areas protection are: the implementation of works on the protection of marine and river coast without sufficient scientific justification; Insufficient account of the laws of natural processes in the coastal zone of the sea, reservoirs and rivers during the formation of the design decisions; Incompleteness of work and incompleteness of the formation of coastal protection and coastal regulating structures in local complexes that fully cover coastal natural systems, in which there is a high level of interconnections of natural processes that did not ensure their project effectiveness.When considering the geodynamic processes with time-varying probable changes of states (to solve the problem of stabilization of the site of a landslide area with complex relief), software complexes were used. The basis of the calculation of these software systems is a finite element method. This method is oriented to the study of orthogonal functional bases in the space of functions with limited energy, which corresponds to the physics of the results obtained on the one hand and contributes to the emergence of a special expression that describes the geological phenomena in the finite period of time.

Текст научной работы на тему «Обоснование технологических возможностей екосистем в биосферосовместимом строительстве»

УДК 69:627.52:502.11

ОБГРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГ1ЧНИХ МОЖЛИВОСТЕЙ ЕКОСИСТЕМ У Б1ОСФЕРОСУМ1СНОМУ БУД1ВНИЦТВ1

ЧЕРНИШЕВ Д. О., к. т. н., доц.

Кафедра водопостачання та водовадведення, Ки1вський нацiональний утверситет будiвництва та архпектури, пр. Повпрофлотський, 31, Кшв, 03037, Украхна, тел. (044) 241-55-78^СГО ID: 0000-0002-1946-9242

Анотащя. Постановка проблеми. Стаття присвячена розв'язанню актуального науково-прикладного проблемного питания - пошуку оргаmзацшно-техиолоriчних ршень бiосферосумiсного будiвництва на прикладi iнженерного захисту територш морського та рiчкового узбережжя в Украш.

Захист берегiв ввд розмиву i пов'язаного з ним зсувного руйнування берегових територiй - найгострша соцiально-економiчна та екологiчна проблема, що стримуе освоення рекреацiйних та шших ресурсiв прибережно! смуги.

Основнi причини недосконалосп дiяльностi в галузi захисту прибережних територiй такi: здiйснения робгг щодо захисту морського та рiчкового узбережжя без достатнього наукового обгрунтування; недостатне врахуваиия закономiрностей природних процеав у прибережиiй смузi моря, водосховищ та рiчок пвд час формування складу проектних рiшень; некомплекснiсть ведення робiт та незавершенiсть формування берегозахисних та берегорегулювальних споруд у локальш комплекси, що повнiстю охоплюють береговi природнi системи, в яких юнуе високий рiвень взаемозв'язк1в природних процеав, що не забезпечувало 1х проектну ефективнiсть.

Для розгляду геодинамiчних процеав iз мiнливими в часi вiроriдними змiнами стаиiв (для вирiшения питання стабшзаци дiлянки зсувонебезпечно! територп зi складним рельефом) використано програмнi комплекси. В основу розрахунку цих програмних комплексiв покладено метод ск^нченних елеменлв. Цей метод орiентований на дослвдження ортогональних функцiональних базисiв у просторах функцш з обмеженою енергiею, що вщповвдае фiзичностi одержуваних результатiв, з одного боку, i сприяе появi спецiального виразу, що описуе геолопчш явища на концевому пром1жку часу, з шшого.

Ключовi слова: технологiчнi процеси; бюсферосумктсть; органiзацiйно-технологiчнi ршення; будiвельне виробництво

ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЕКОСИСТЕМ В БИОСФЕРОСОВМЕСТИМОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ЧЕРНЫШЕВ Д. А., к. т. н., доц.

Кафедра водоснабжения и водоотведения, Киевский национальный университет строительства и архитектуры, пр. Воздухофлотский, 31, Киев, 03037, Украина, тел. (044) 241-55-78, ORCГО ГО: 0000-0002-1946-9242

Аннотация. Постановка проблем. Статья посвящена решению актуальной научно-прикладной проблемы - поиску организационно-технологических решений биосферосовместимого строительства на примере инженерной защиты территорий морского и речного побережья Украины.

Защита берегов от размыва и связанного с ним оползневого разрушения береговых территорий - острая социально-экономическая и экологическая проблема, сдерживающая освоение рекреационных и прочих ресурсов прибрежной полосы.

Основными причинами несовершенства деятельности в области защиты прибрежных территорий являются: осуществление работ по защите морского и речного побережья без достаточного научного обоснования; недостаточный учет закономерностей природных процессов в прибрежной полосе моря, водохранилищ и рек при формировании состава проектных решений; некомплектность ведения работ и незавершенность формирования берегозащитных и берегорегулирующих сооружений в локальные комплексы, полностью охватывающие береговые природные системы, в которых существует высокий уровень взаимосвязей природных процессов, что не обеспечивает их проектную эффективность.

При рассмотрении геодинамических процессов с изменяющимися во времени вероятными параметрами состояний (для решения задачи по стабилизации участка оползнеопасной территории со сложным рельефом) использованы программные комплексы. В основу расчетов этих программных комплексов положен метод конечных элементов. Этот метод ориентирован на исследование ортогональных функциональных базисов в пространствах функций с ограниченной энергией, соответствующей физическому состоянию получаемых результатов, с одной стороны, и способствует появлению специального выражения, которое описывает геологические явления на заданном промежутке времени, с другой.

Ключевые слова: технологические процессы; биосферосовместимость; организационно-технологические решения; строительное производство

RATIONALE FOR TECHNOLOGICAL POSSIBILITIES OF ECOSYSTEMS IN BIOSPHERE COMPATIBILITY CONSTRUCTION

CHERNYSHEV D. O., Cand. Sc. (Tech.), Ass. Prof.

Department of Water Supply and Drainage, SHHE «Kyiv National University of Construction and Architecture», Povitroflottskui ave., 31, Kyiv, 03037, Ukraine, tel. (044) 241-55-78, ORCID ID: 0000-0002-1946-9242

Summary. Purpose. The article is devoted to the solution of the actual scientific and applied problem issue - the search for organizational and technological solutions for biosferous construction on the example of engineering protection of marine and river coastal areas in Ukraine.

Protecting banks from erosion and associated with landslide destruction of coastal areas is the most acute socioeconomic and environmental problem that constrains the development of recreational and other resources of the coastal zone.

The main causes of imperfect activities in the field of coastal areas protection are: the implementation of works on the protection of marine and river coast without sufficient scientific justification; Insufficient account of the laws of natural processes in the coastal zone of the sea, reservoirs and rivers during the formation of the design decisions; Incompleteness of work and incompleteness of the formation of coastal protection and coastal regulating structures in local complexes that fully cover coastal natural systems, in which there is a high level of interconnections of natural processes that did not ensure their project effectiveness.

When considering the geodynamic processes with time-varying probable changes of states (to solve the problem of stabilization of the site of a landslide area with complex relief), software complexes were used. The basis of the calculation of these software systems is a finite element method. This method is oriented to the study of orthogonal functional bases in the space of functions with limited energy, which corresponds to the physics of the results obtained on the one hand and contributes to the emergence of a special expression that describes the geological phenomena in the finite period of time.

Keywords: technological processes; Biosphere compatibility; organizational and technological solutions; construction production

Bcryn. MopcbKe y36epe»:®a HopHoro i A3OBCbKoro MopiB 3aHMae 3HaHHy HacTHHy niBgeHHoro KopgoHy YKpaiHH. Boho oxonnroe n'aTb agMmicTpaTHBHHx oguHH^ - flpHe^Ky, 3anopi3bKy, XepcoHCbKy, MuKonaiBcbKy Ta OgecbKy o6nacri, a TaKo^ ABToHoMHy Pecny6niKy KpuM. 3aranbHa goB^HHa 6eperoBo'i nimi nepeBH^ye 3 000 km. OKpiM ^oro 3HanHy nacTHHy TepuTopii 3aMMaroTb 6eperu mTyHHHx MopiB - Km'BCbKoro, KaHiBCbKoro, KpeMerny^Koro,

fl,Hinpog3ep^HHCbKoro, KaxoBCbKoro

boaocxobh^.

OguH 3 ochobhhx npupogHux $aKTopiB, ^o $opMyroTb 6eperoBy 3oHy, - ^ gia xBHnb. Pe3ynbTaToM TaKoro BnnuBy e a6pa3ia 6eperiB (MexaHiHHe pyMHyBaHHa 6eperiB y pe3ynbTaTi gii xBunb i npu6oro), ^o cnpuHHHroe nomupeHHa He6e3neHHux reonoriHHHx npoцeсiв y3goB^ ycboro y36epe^^H. Cnig gogaTH 3HaHHHM BnnuB HaHociB i BHHociB ce3oHHHMH TeniflMH, ^o BHKnHKae ToTanbHe 3MeHmeHHa nna^iB i, TaKHM hhhom, nigcunroe giro xBunb Ha CTa6inbHicTb npu6epe:®:HHx Tepmoprn. TaKHM hhhom, noHag 100 ra 3eMni BTpanaeTbca gna pi3Horo BHKopucTaHHa ^opoKy. Цe 3yMoBnroe 3MeHmeHHa TepuTopin gna Micro6ygyBaHHa i

po3BHTKy Typu3My, Mae 3ry6HHM BnnuB Ha 6eperoBy eKocucreMy.

AHani3 BiTHH3HaHux Ta 3aKopgoHHux niTepaTypHux g^epen noKa3ye, ^o Ha cynacHoMy eTani po3BHTKy HayKH i TexHiKH HegocTaTHbo MaTH nume KinbKicHy oцiнкy npoцecy ge^opMyBaHHa (Hanpy^eHo-ge^opMoBaHoro CTaHy) rpyHToBoro MacuBy, a Tpe6a ^e MaTH aKicHHM nporHo3 po3BHTKy He6e3neHHux reoguHaMiHHux npoцeciв. KpiM ^oro, oco6nuBy yBary cnig npuginaTH 3acTocyBaHHro eKonoriHHux cucreM

iH^eHepHoro 3axucTy npu6epe^HHx TepuTopin mnaxoM BHKopucraHHa

KoHcrpyK^M Ta npeBeHTHBHHx 3axogiB i3 3a6e3neneHHa cTa6inbHocri y36epe^^a.

AHa^i3 ocTaHHix a^epe^ aoc^ig^eHb i nyS.iiKauiii. OcTaHHiM HacoM 3'aBunuca cnpo6u, b aKux ^irypye HoBe noHaTTa -«6ioc$epocyMicmcrb 6ygiвннцтвa». ABTopu HayKoBo-TexHiHHux po3po6oK i peanbHux npoeKTiB, a caMe O. A. TyraM [1],

A. A. KpaMep [2], fl. E. Ognuc [3], T. ro. EucTpoBa [4], O. B. AeMigoBa [5],

B. B. CaBMoBcbKHM [6], I. n. EOMKO [7] Ta iHmi nig 6ioc$epocyMicmcrro po3yMiroTb noKanbHe niKBigyBaHHa HacnigKiB nonepegHix 3a6pygHeHb 3 ogHonacHoro 3MiHoro

призиачеиня об'ектГв - реконструкщю або глибоку модериiзацiю наявних об'ектГв промислового та цивiльиого призначення, мюько! забудови.

На вiдмiиу вщ пiдходу до лiквiдуваиия иаслiдкiв попередшх забруднень з одночасною змiиою призначення об'ектГв, у даному дослiджеииi пщ застосуванням прииципiв бiосферосумiсиого будiвиицтва розумiеться цiлеспрямоваие оздоровлення будiвельиого виробництва, що виключае причини його негативного впливу на навколишне середовище в проектах шженерного захисту прибережних територiй та грунтуеться на використаииi екологiчиих систем шженерного захисту iз застосуванням природних матерiалiв та врахуваииi закоиомiриостей природних процеав у прибережиiй смузi для формування складу проектних рiшеиь.

У таких умовах особливо! актуальносп набувають iииовацiйиi мехаиiзми управлiиня будiвельиими проектами та програмами, яю базуються на модершзацп iивестицiйио-будiвельиого циклу та системи оргашзацп будiвиицтва на принципах бюсферно! сумiсиостi.

Мета статт1 - розроблення шновацшно! платформи застосування екосистем шженерного захисту територш морського та рiчкового узбережжя (як взаемодГ! коиструкцiй захисту вщ дГ! геодииамiчиих процесiв iз грунтовим масивом) на принципах бюсферосумюносп.

Досягнення ще! мети потребуе пошуку оргаиiзацiйио-техиологiчиого рiшеиия, що грунтуеться на використанш екологiчиих систем iижеиериого захисту з застосуванням природних матерiалiв, заглиблених пiдводиих споруд, якi гасять енерпю хвиль, захищають прибережну смугу та довкшля.

Виклад основного матер1алу. Берегозахисш споруди включаються до комплексу заходiв щодо рацiоиальиого використання та охорони берегiв, якi об'еднуються термiиом «заходи щодо шженерного захисту берепв i прибережних територiй вiд шкщливо! дп вод водосховищ». Реалiзацiя цього комплексу заходiв на територiях населених пункпв i

господарських об'ектiв належит до «инженерно! пiдготовки територГ!». Вона мiиiмiзуе прояви берегового процесу (траизитиi течп води г потоки иаиосiв, стоячГ хвилГ, розмив дна на вщмшинах Г акумуляцГю наносГв), або сприяе перетворенню абразГйного чи ерозГйного берега на аналог денудацшного берега в скельних породах.

Поза межами населених пунктГв Г господарських об'ектГв берегозахисш заходи на водосховищах обмежуються, як правило, адмшГстративно-оргашзацшними (регулювання режиму використання прибережних територш) Г агро-люотехшчними (залуження Г залГснення прибережних територш, бюлопчне крГплення схилГв Г вщмшин). 1нженерний захист берегГв Г прибережних територш при цьому виконуеться лише в особливих випадках (захист цшних люових Г земельних угГдь, пам'яток природи, рекреацшних об'ектГв тощо).

Зсувш процеси можливо прогнозувати. Для цього необхщш ретельнГ ГнженернГ, геологГчнГ й пдролопчш дослГдження. Для прогнозу виникнення зсувГв необхГдно враховувати: наявнГсть схилу та достатньо! маси порГд, яка мае тангенщальний напрямок до поверхш.

На сьогоднГ Гснуе декГлька методГв прогнозу зсувГв:

• довгостроковий (на роки);

• короткостроковий (на мюящ, тижш);

• термГновий (на години).

Для здшснення довгострокового прогнозу застосовуеться метод ритмГчностГ, який базуеться на врахуванш випадання опадГв та шших метеорологГчних елементГв.

Короткостроковий Г термГновий прогнози базуються на використанш геодинамГчних вимГрГв Г побудови на !х основГ прогнозно! моделГ зсувного процесу методом регресивного аналГзу, при цьому враховуеться стшкють схилу, яка визначаеться вщношенням сил утримання Г сил зсуву.

Бшьшосп потенцГйних зсувГв можна запобГгти, якщо своечасно вжити заходГв у початковГй стадй !х розвитку.

Так, тдвищення ур1зу води в р. Дншро у верхшх б'ефах кожного з водосховищ спричинило р1зке 1 значне тдняття вщповщних мюцевих базиав ерозп. Утворилась нова берегова лш1я загальною протяжшстю близько 3,5 тис. км. Третина периметра нового ур!зу води у водосховищах зазнае активного руйнування денудацшними, особливо абразшними 1 ерозшними процесами, 1 потребуе захисту [8, с. 203].

Населеш пункти 1 господарсью об'екти, розташоваш вздовж берегово! лшп водосховищ, тсля наповнення кожного з них потрапляють у зони актив1зацп негативних процеав 1 явищ. Ц зони належать до територш з особливим режимом користування. В юридичнш 1 техшчнш л1тератур1 вони отримали назву «зон заборони чи обмеження нового каттального буд1вництва», «зон виносу буд1вель 1 обов'язкового переселення населення». Користування такими територ1ями можливе лише за умови усунення або обмеження несприятливих процеав у береговш зош водосховищ чи планового управлшня ними. Особливо актуальш щ питання в межах населених пункпв [9, с. 26].

Берегов! зони водосховищ у межах мют захищають вщ шкщливо! дп вод (затоплення, тдтоплення, руйнування прибережних земель). Найбшьш каттальш (а, отже, 1 найдорожч1) берегозахисш споруди - укршлення типу вертикальних уюсних 1 ступшчастих набережних, причальних 1 тдтрних стшок, дамб обвалування з дренажами тощо.

Сучасний р1вень розгляду таких проблем передбачае комп'ютерне моделювання процеав взаемодп у систем! «основа - конструкцп шженерного захисту» узбережжя мор1в та берепв р1чок. Значш устхи, досягнут останшм часом в пдродинамщ1, пов'язаш в першу чергу у розвитком метод1в математичного моделювання. Сучасне математичне моделювання кожного ф1зичного процесу передбачае виконання кшькох завдань:

1) формулювання математично! модел1 конкретного ф1зичного процесу (або групи процеав);

2) формулювання алгоритму виконання цього завдання;

3) вщображення числового алгоритму на арх1тектуру обчислювально! системи, що використовуеться для розрахунюв.

Ус зазначеш завдання тюно пов'язаш м1ж собою. Перш шж дослщжувати математичними методами будь-яю природш процеси, необхщно видшити основш принципи 1 визначальш моменти, як1 дозволяють досить задовшьно 1 просто описати в кшьюсному 1 якюному вщношеннях !х переб1г, тобто створити модель. Дшсна будова грунтово! основи набагато складшша, шж прост об'екти, доступш для дослщження методами сучасно! теори. Гщродинам1чш явища описуються р1вняннями, заснованими на законах збереження маси 1 кшькосп руху, р1вняннями стану та законами термодинам1ки. Вс щ р1вняння е наближеними.

Розв'язання низки задач для випадкових процеав будь-якого виду надто складне. Розглядаючи геодинам1чш процеси з мшливими в час в1рогщними змшами сташв, можна вказати конкретний метод дослщження - прямий динам1чний метод. Вш ор1ентований на дослщження ортогональних функцюнальних базиав у просторах функцш з обмеженою енерпею, що вщповщае ф1зичносп одержуваних результат1в, з одного боку, 1 сприяе появ1 спещального виразу, що описуе геолопчш явища на кшцевому пром1жку часу.

Природа одержуваних стввщношень така, що як носп шформаци про процеси використовуються матричш зображення лшшних оператор1в. У цих випадках стае можливим залучення процедур числового моделювання, що допускають реал1защю на р1вш сучасних комп'ютерних програм. Особливий штерес викликае ряд обставин, пов'язаний з ослабленням часових залежностей моделей, яю в област операторних зображень зводяться до параметричних зв'язюв. Таким чином

досягаеться не тгльки можливгсть розв'язання задач з бшьш великого класу, а й можливють накопичення шформаци, що особливо важливо для геологГчних додаткГв.

Для розв'язання задачГ зГ стабшзацп дГлянки зсувонебезпечно! територп зГ складним рельефом використано программ комплекси. В основу розрахунку цих програмних комплексГв покладено метод скшченних елементГв. УсГ розрахунки виконано в плоскш постановцГ.

Для виконання числового моделювання в плоскш постановцГ дуже важливе коректне введення жорсткосп ряду паль тдтрно! стши, оскГльке програма не враховуе наявнють паль та промГжки мГж ними, а сприймае конструкщю тдтрно! стши як суцшьну.

ЖорсткГсть кожного ряду паль зведена до жорсткосп суцшьно! залГзобетонно! конструкци прямокутного перерГзу з постшною зведеною шириною Ь*. Зведена на 1 п. м. тдтрно! стшки площа паль складае:

А* = А/к,

де: А - площа одше! палГ, к - крок паль у ряду.

Зведений модуль деформацп грунто-бетоного масиву:

Е -п- й

. (1)

Е * =

V12 - к ■

Тут: Е - модуль деформацй бетону, й -дГаметр палГ.

Вираз для визначення зведеного модуля грунто-бетонного масиву визначено за умови, що модуль деформацп грунту, в якому розташоваш палГ, дорГвнюе 0. Тобто у зв'язку з вщносно незначним значенням модуля деформацп грунту, порГвняно з модулем бетону, його значення нехтуеться в запас мщносп. З урахуванням значення зведеного модуля деформацп та зведено! площГ, пГсля всГх математичних перетворень зведена ширина перерГзу Ь* = у(з/4-ф.

Звщси зведена жорстюсть на згин, що вводиться у програмний комплекс, складае:

Е * -Ь *3

та зведена жорсткгсть на осьовий стиск:

ЕА = Е * -Ь *-1 . (3)

Для отримання коректних результатГв розрахунку пГдпГрних стГн обов'язково враховувати поетапшсть зведення споруди.

Система передбачае можливють виокремлення окремих Гнженерно-геолопчних елементГв (1ГЕ) за даними шженерно-геолопчних вишукувань

майданчика. Ця система орГентована на автоматичне визначення змГнного модуля пружносп на кожнГй стадП зведення. У вГдповГдносп з цГею моделлю по всьому масиву обчислюються значення нормальних та дотичних напружень.

За допомогою цього розрахункового комплексу реалГзовано розрахунок стшкосп схилу при змшГ характеристик окремих шарГв грунту, у зв'язку з накопиченням вологи, що викликае змши мщнюних та деформативних характеристик грунту. Нижче наведено скшченноелементну модель (СЕМ) схилу (рис.1).

Розрахунки стшкосп схилу

проводились у сГм етапГв. ПодГбний розрахунок можливий завдяки

реалГзованому поетапному навантаженню чи розвантаженню, монтажу та демонтажу елементГв схеми. Тобто реалГзовано моделювання нелшшних завантажень.

У постановцГ були змодельоваш етапи. Перший етап - моделювання СЕМ схилу та визначення напружено-деформованого стану грунтового масиву.

На другому та третьому етапах змодельоване поступове попршення фГзико-мехашчних характеристик унаслщок тдвищення рГвня грунтових вод. Перед початком цього етапу необхщно обнулити перемГщення, визначенГ на попередньому етат.

ПотГм протягом четвертого - шостого етапГв вГдбуваеться встановлення габГонних матращв.

На сьомому етапГ встановлюються габюни на рГвнГ 1ГЕ-3 з метою припинення подальшого руйнування вапняку.

Е1 =

(2)

1ГЕ-1

1ГЕ-5

1ГЕ-3

Габюни 1ГЕ-5

Габюнш матраци

1ГЕ-4

Рис. 1. Сюнченноелементна модель (СЕМ) схилу

Укршлення берегово! зони розроблене з урахуванням властивостей такого типу вщкоав, а саме - берегов! вщкоси можна умовно подшити на три частини - тдводна зона, зона змшного режиму та незатоплювана зона. Наявшсть

цих зон зумовлюе використання р1зних матер1ал1в та метод1в укршлення узбережжя. Нижче наведено схеми, де видно поступове укршлення схилу за допомогою габюнних матращв та подальше укршлення схилу вже безпосередньо габюнами (див. рис. 2).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Етап 2-3

Зм1на характеристик грунту через зм1ну г1дрогеолог1чного ре.жиму

Етап 4-6

Встановлення габюнних матрагрв

Етап 7

Встановлення коробчастих габ1оте

Рис. 2. Етапи розрахунку стшкостг схилу

Рис. 3. ВертикальН1 перемгщення схилу на етапг влаштування габгонних матрацгв

Для укршлення тдводно! та зони змшного режиму використано габюнш матраци, так зван матраци «Рено» з ПВХ покриттям - полГвГнГлхлорид захищае вГд корозГ! та надГлений стГйкими характеристиками щодо агресивного середовища. Форма та конструкщя цих матрацГв дозволяють покривати велик похилГ поверхнГ, повторюючи рельеф. На незатоплюванш зонГ, зпдно з розрахунками та даними геолопчних вишукувань, вГдбуваються процеси руйнування та обвалу грунту (див. рис. 3), тому необхщно закршити верхню частину схилу.

Схил вище рГвня води згщно з проектом закрГплено габюнами коробчасто! форми. ЗакрГплення виконано в зон обвалу вапняку (див. рис. 1). Вище по схилу закршлення не передбачеш, тому що враховано те, що закршлення нижньо! частини схилу дасть змогу зупинити руйнування берегово! лши та подальший обвал верхшх шарГв грунту.

ГабГони являють собою конструкщю з металево! сГтки подвГйного кручення, яку заповнюють будь-яким кам'яним

матерГалом, за умови, що його вага та характеристики вщповщають статичним Г функцюнальним вимогам споруди. Звичайно як заповнювач використовують

крупний щебшь, гальку або кар'ерний камшь. За розмГром заповнювач повинен бути бшьше чарунки сГтки, щоб вш не випадав з габюна. При цьому великГ каменГ розмГщують по краях, а середину заповнюють бшьш дрГбними. ПростГр мГж каменями засипають грунтом, що виконуе функщю сполучного матерГалу.

ПГдпГрнГ стГни з габюшв можуть бути масивного обрису (гравГтацшш стГни) Г тонкого обрису (натвгравГтацшш стГни). Вони можуть бути низькГ: <1,5, високГ: >1,5, де Н - видима висота стши, м; - ефективна ширина. Лицьова грань таких стш може влаштовуватися: схщчастою (вертикальною або розташованою тд кутом до вертикалГ) або гладкою (вертикальною або похилою).

ГабГони в основному застосовуються для зведення тдтрних стшок, змщнення насипГв автомобГльних Г залГзних дорГг, рГчкового Г морського берегоукршлення, ландшафтних робГт, стабГлГзацП грунтово! ерозй та консервацй грунту. Завдяки дуже хорошим гщравлГчним характеристикам вони застосовуються для берегоукршлення рГчок, в конструкци водозливних дамб Г гребель. ГабГони з покриттям Гз ПВХ використовуються для захисту морських берепв.

1з часом габюнш споруди зливаються з навколишшм середовищем 1 стають частиною природного ландшафту. Вони набувають максимально! мщносп 1 стшкосп за рахунок природних процеав, оскшьки 1з часом вщбуваеться акумулящя частинок грунту м1ж каменями, що сприяе утворенню рослинносп на поверхш габюшв. Найбшьш швидким зростання рослин стае за наявносп горизонтальних терас м1ж кожним ярусом габюшв. Завдяки пористш структур1 габюшв досягаеться висока проникшсть габюнних споруд для води 1 пов1тря.

Застосування для захисту берепв габюшв у комбшаци з бюлопчним закршленням (утворення рослинносп на поверхш габюшв) найбшьш повно вщповщае вимогам вщтворення 1 збереження екосистем природних берепв 1 не порушуе естетично! щнносп берегових ландшафт1в. За таких умов шженерш системи берегозахисту, створеш на принципах бюсферосумюного буд1вництва, виступають не лише як абютичш фактори водних 1 прилеглих до них берегових екосистем, вони сам1 теж формуються у вигляд1 бютичного фактора - берегового бюценозу.

Висновки. Для збереження берегово! лшп необхщно розробити програму еколопчних систем шженерного захисту узбережжя природних 1 штучних мор1в, водосховищ та р1чок. До рацюнальних утримувальних конструкцш схил1в (берегово! лшп) сл1д в1дносити габ1они.

З метою тдвищення над1йност1 роботи екосистем захисту берепв 1 р1чок подальш1 досл1дження сл1д ор1ентувати на отримання 1нформацИ про напружено-деформований стан грунтового масиву за дп геодинам1чних процеав та технолог1чних вплив1в, яке може здшснюватися шляхом числового моделювання таких систем 1з використанням сучасних розрахунково-програмних комплекс1в.

Це, у свою чергу, забезпечить упровадження м1жнародного стандарту верси 1БО 14001:2015 на основ1 структурованих 1 саморегульованих процес1в системи еколопчного

менеджменту та сприятиме забезпеченню попередження негативних насл1дк1в техногенного впливу на навколишне середовище.

ВИКОРИСТАНА Л1ТЕРАТУРА

1. Тугай О. А. Передумови вдосконалення органiзацiйно-технологiчних рiшень ревиатзацп технологiчних процесiв будiвельного виробництва / О. А. Тугай, А. О. Осипова // Управлшня розвитком складних систем / Ки!в. нац. ун-т буд-ва i архiтектури. - Ки!в, 2017. - Вип. 30. - С. 200-204.

2. Крамер Д. А. Европейский опыт ревитализации малых рек / Д. А. Крамер, М. Неруда, И. О. Тихонова // Научный диалог. - 2012. - № 2. - С. 112-128.

3. Быстрова Т. Ю. Парк Эмшер: принципы и приемы реабилитации промышленных территорий / Т. Ю. Быстрова // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2014. - № 2. - С. 9-14.

4. Быстрова Т. Ю. Реабилитация промышленных территорий городов: теоретические предпосылки, проектные направления (Часть 1) / Т. Ю. Быстрова // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2013. - № 3. -С. 21-24.

5. Демидова Е. В. Реабилитация промышленных территорий как части городского пространства / Е. В. Демидова // Академический вестник УралНИИпроект РААСН. - 2013. - № 1. - С. 8-13.

6. Савйовський В. В. Ревiталiзацiя - еколопчна реконструкщя мюько! забудови / В. В.Савйовський, А. П. Броневицький, О. Г. Каржинерова // Вюник Придшпровсько! державно! академп будiвництва та архггектури. - Дншропетровськ, 2014. - № 8. - С. 47-52. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vpabia_2014_8_10.

7. Бойко I. П. Аналiз причин зсувних процеав та розробка шженерних захисних заходiв з !х стабшзацп / Бойко I. П., Арешкович О. О. // Будiвельнi конструкци : мiжвiдом. наук.-техн. зб. / Держ. н.-д. ш-т буд. конструкцш. - Ки!в, 2004. - Вип. 61, т. 2 : Мехашка грунпв, геотехшка, фундаментобудування. - С. 279282.

8. Дубняк С. С. Динамша вод як абютичний фактор функцюнування прибережних зон дншровських водоймищ та зааб управлшня !х станом / Дубняк С. С., Коробка А. А. // Другий з'!зд Пдроеколопчного товариства Укра!ни, Ки!в, 27-31 жовтня 1997 р. : тези доп. - Ки!в, 1997. - Т. 2. - С. 202-203.

9. Дубняк С. С. Методолопя дослщження структурно-функцюнальних особливостей рiвнинних водосховищ /

Дубняк С. С. // Пдролопя, ri^oxiMia i пдроеколопя : перiод. наук. зб. / Ки!в. нац. ун-т iM. Т. Шевченка, Укр. геогр. т-во. - Ктв, 2006. - Т. 10. - С. 20-35.

10. Захист ввд небезпечних геолопчних прoцесiв. 1нженерний захист теритoрiй, будиншв i споруд вщ зсувiв та oбвалiв. Основш положення : ДБН В.1.1-3-97 / Держбуд Укра!ни. - Вид. офщ. - Ки!в, 1998. - 40 с.

REFERENCES

1. Tuhai O.A. and Osipova A.O. Peredumovy vdoskonalennia orhanizatsiino-tekhnologichnykh rishen revitalizatsii tekhnolohichnykh protsesiv budivelnoho vyrobnytstva [Preconditions of organizational and technological solutions improvement for the technological processes revitalization of building production]. Upravlinnia rozvytkom skladnykh system [Management of complex systems development]. Kyiv. nats. un-t bud-va i arkhitektury [Kyiv National University of Construction and Architecture]. Kyiv, 2017, iss. 30, pp. 200-204. (in Ukrainian).

2. Kramer D.A., Neruda M. and Tixonova I.O. Evropejskij opyt revitalizacii malyx rek [European experience of small rivers revitalization]. Nauchnyj dialog [Scientific conversation]. 2012, no. 2, pp. 112-128. (in Russian).

3. Bystrova T.Yu. Park Emsher: principy i priemy reabilitacii promyshlennyx territorij [Park Emscher: principles and methods of rehabilitation of industrial territories]. Akademicheskij vestnik UralNIIproekt RAASN [Academic Bulletin of Ural Research and Design Institute of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences]. 2014, no. 2, pp. 9-14. (in Russian).

4. Bystrova T.Yu. Reabilitaciya promyshlennyx territorij gorodov: teoreticheskie predposylki, proektnye napravleniya (Chast' 1) [Rehabilitation of industrial areas of cities: theoretical background, design directions (Chapter 1)]. Akademicheskij vestnik UralNIIproekt RAASN [Academic Bulletin of Ural Research and Design Institute of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences]. 2013, no. 3, pp. 21-24. (in Russian).

5. Demidova E.V. Reabilitaciya promyshlennyx territorij kak chasti gorodskogo prostranstva [Rehabilitation of industrial territories as part of urban space]. Akademicheskij vestnik UralNIIproekt RAASN [Academic Bulletin of Ural Research and Design Institute of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences]. 2013, no. 1, pp. 8-13. (in Russian).

6. Saviovskyi V.V. Bronevytskyi A.P. and Karzhinerova O.H. Revitalizatsiia - ekolohichna rekonstruktsiia miskoi zabudovy [Revitalization - ecological reconstruction of urban development]. Visnyk Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovs'ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2014, no. 8, pp. 47-52. Availabla at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vpabia_2014_8_10. (in Ukrainian).

7. Boiko I.P. and Areshkovich O.O. Analiz prychyn zsuvnykh protsesiv ta rozrobka inzhenernykh zakhysnykh zakhodiv z ikh stabilizatsii [Analysis of the causes of landslide processes and the development of engineering protective measures for their stabilization]. Budivelni konstruktsii [Building constructures]. Derzh. n.-d. in-t bud. konstruktsii [State Scientific-Research Intitute of Building Constructures]. Kyiv, 2004, iss. 61, vol. 2, pp. 279-282. (in Ukrainian).

8. Dubniak S.S. and Korobka A.A. Dynamika vod yak abiotychnyi faktor funktsionuvannia pryberezhnykh zon dniprovskykh vodoimyshch ta zasib upravlinnia ikh stanom [Water dynamics as an abiotic factor for the functioning of the coastal zones of the Dnieper reservoirs and a means of controlling their condition]. Druhyi zizd Hidroekologichnoho tovarystva Ukrainy [The Second Congress of the Hydroecological Society of Ukraine]. Kyiv, vol. 2, pp. 202-203. (in Ukrainian).

9. Dubniak S.S. Metodologiia doslidzhennia strukturno-funktsionalnykh osoblyvostei rivnynnykh vodoskhovyshch [Methodology of structural-functional features research of plain water basins]. Hidrologiia, hidrokhimiia i hidroekolohiia [Hydrology, hydrochemistry and hydroecology]. Kyiv. nats. un-t im. T. Shevchenka, Ukr. heohr. t-vo [Kyiv National University n. a. T. Shevtchenko, Ukrainian Geography Society]. Kyiv, 2006, vol. 10, pp. 20-35. (in Ukrainian).

10. Zakhyst vid nebezpechnykh heologichnykh protsesiv. Inzhenerniu zakhyst terytorii, budynkiv i sporud vid zsuviv ta obvaliv. Osnovni polozhennia: DBN V.I.I-3-97 [Protection from dangerous geological processes. Engineering protection of lands, buildings and structures from landslides and avalanches. Main provisions: the State Building Codes V.I.I-3-97 ]. Derzhbud Ukrainy [State Construction of Ukraine]. Kyiv, 1998, 40 p. (in Ukrainian).

Рецензент: Кравчуновська Т. С. д-р т. н., проф.

Надшшла до редколеги: 12.06.2017 р. Прийнята до друку: 17.06.2017 р.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.