В монографии показано, что безопасность и долговечность транспортных сооружений существенно зависят от характера влияния геологических факторов, из которых наименее изучена активная геодинамика разломно-блоковой структуры земной коры, прежде всего разломов.

Представлен системный подход, который охватывает методологию геодинамического районирования территории протяжённых транспортных сооружений, с примерами создания геодинамических карт Транссибирской и Байкало-Амурской железнодорожных магистралей. Приведён системный анализ закономерностей деформирования конструкций железнодорожного пути относительно созданных геодинамических карт; показано развитие технологий математического моделирования мостов и тоннелей с учётом разломной тектоники; даны рекомендации в области проектирования, строительства и эксплуатации технических объектов, расположенных на геодинамически активных границах блоков земной коры.

Монография может быть полезна для специалистов в области исследования, проектирования, строительства и эксплуатации протяжённых транспортных сооружений.

Ил. 72. Табл. 17. Библиогр.: 339 назв.

Развитие современной цивилизации невозможно без строительства и содержания сложных технических объектов промышленного, социального и транспортного назначения. Безопасность таких объектов во многом зависит от места их расположения относительно геодинамически активных структур земной коры. В отличие от точечно-расположенных высотных объектов, протяжённые транспортные сооружения (ПТС) пересекают геоструктуры различной ориентировки и степени активности.

Транспортная сеть является той «капиллярной системой», которая обеспечивает жизнедеятельность страны. Важную роль при этом играют ПТС, к которым относятся железные, автомобильные дороги, газо- и нефтетрубопроводы. Пересекая тысячи километров России, эти сооружения выполняют свои функциональные задачи порой в чрезвычайно сложных природных условиях, которыми в первую очередь отличаются регионы Сибири и Дальнего Востока. Особого внимания заслуживает Восточная Сибирь. С одной стороны, это богатейший край полезных ископаемых, энергетических ресурсов, привлекательный для развития производительных сил, транзитных коридоров страны и туризма, с другой — это резко-континентальный климат, районы многолетней мерзлоты, сложнейшие инженерно-геологические условия, в том числе с высокой геодинамической активностью.

Геодинамические воздействия отражают характер проявления активности земной коры в виде направленных медленных и циклических волновых тектонических движений, внезапных энергоёмких сейсмических событий, а также экзогенных процессов. Нормами предусмотрено проектирование сооружений с учётом их защиты в районах высокой сейсмичности (СНиП П-7-81*). Разработаны карты сейсмического районирования (ОСР-97), совершенствуются методы микросейсморайонирования строительных площадок, расчёта и конструирования сооружений в сейсмических районах. Экзогеодинамические процессы (осыпи, оползни, обвалы, курумы, карст и др.) изучаются со времён зарождения строительных наук и подкреплены как теоретическими изысканиями инженерной геологии, так и опытом разработки защитных сооружений.

Сложности при проектировании сооружений связаны с разломной тектоникой. В нормах рекомендуется мосты и тоннели располагать вне зон тектонических разломов, для участков пересечения тоннелем таких зон, по которым возможна подвижка массива горных пород, а при соответствующем технико-экономическом обосновании — предусматривать увеличение сечения тоннеля. Но таких мер явно недостаточно. Гидросеть исторически чаще всего создавалась именно по простиранию тектонических разломов, следовательно, в случае активности последних мостовые переходы через реки всегда будут подвержены дополнительным деформационным воздействиям. В местах сложной геоморфологии протяжённые транспортные сооружения невозможно или экономически нецелесообразно прокладывать в обход тектонических разломов. Следовательно, необходимо знать генетику развития разломов, азимуты их простирания относительно продольной оси трассы, прогноз проявления активности разломов и характер влияния геодеформационных воздействий на конструктивные элементы транспортных сооружений. Подземные сооружения, внедряясь в структуру горных массивов, непосредственно включаются в их работу. Напряжённо-деформированное состояние сооружений будет зависеть от правильности учёта геодинамических воздействий при их проектировании. На железнодорожных магистралях расстройства геометрии рельсовой колеи из-за геодинамических воздействий чреваты тяжёлыми экологическими последствиями и человеческими потерями из-за сходов поездов.

В этом отношении большое значение имеют научно-методологические основы системного подхода, которые позволили бы рассмотреть изучаемые процессы в их взаимодействии, точнее, во взаимовлиянии.

По Восточной Сибири проходят две крупнейшие железнодорожные магистрали: Транссибирская и Байкало-Амурская. Анализ состояния сооружений (мостов, труб, тоннелей, насыпей) Транссибирской магистрали с более чем вековым стажем показывает характерные закономерности повреждений капитальных конструктивных элементов, вызванных геодинамическими воздействиями. В рамках требований эффективности капиталовложений на ремонт сооружений актуальна проблема оценки их сохранившегося функционального ресурса (Транссибирская магистраль). Существует также проблема предупреждения развития повреждений конструкций и сооружений на новых дорогах, построенных без системной увязки с геодинамическими воздействиями.

Решение этих проблем невозможно без правильного представления о работе транспортных сооружений в условиях геодинамических воздействий, транспортных нагрузок и изменений свойств материалов и конструкций во времени.

Цель настоящей монографии — попытка создания научно-методологических основ и технологии системного подхода к учёту геодинамических воздействий в зонах с активной разломной тектоникой при проектировании, строительстве и эксплуатации протяжённых транспортных сооружений на примере железных дорог Восточной Сибири.

Системный подход охватывает методологию геодинамического районирования трасс протяжённых транспортных сооружений с примерами создания геодинамических карт Транссибирской и Байкало-Амурской магистралей, системный анализ закономерностей деформирования конструкций железнодорожного пути относительно созданных геодинамических карт, развитие технологий математического моделирования мостов и тоннелей с учётом разломной геодинамики и разработку рекомендаций в области проектирования, строительства и эксплуатации технических объектов, расположенных в зонах с активной разломной тектоникой.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Книги на ту же тему

1. Неотектоника и активные разрывы Сахалина, Воейкова О. А., Несмеянов С. А., Серебрякова Л. И., 2007
2. Сейсмическое микрорайонирование территорий городов, населённых пунктов и больших строительных площадок, Заалишвили В. Б., 2009
3. Расчётные модели сейсмических воздействий, Назаров Ю. П., 2012
4. Аналитические основы расчёта сооружений на сейсмические воздействия, Назаров Ю. П., 2010
5. Инженерная геотектоника, Несмеянов С. А., 2004
6. Сооружения с выключающимися связями для сейсмических районов, Айзенберг Я. М., 1976
7. Справочник геотехника. Основания, фундаменты и подземные сооружения, Ильичёв В. А., Мангушев Р. А., ред., 2014
8. Геоморфология и строительство, Спиридонов А. И., Сладкопевцев С. А., ред., 1979
9. Транспорт и коммуникации: прошлое, настоящее, будущее, Могилевкин И. М., 2005
10. Проблемы развития транспорта Сибири, Гранберг А. Г., Журавель М. А., ред., 1985
11. Эффективность развития транспорта в районах нового освоения, Прокофьева Т. А., Роздобудько Н. К., 1986
12. Транспортные узлы, Скалов К. Ю., ред., 1966
13. Себестоимость железнодорожных перевозок, Михальцев Е. В., 1957
14. Информационно-планирующая система железнодорожных узлов, Дел Рио Б., Фролов В. Я., 1972