Министерство образования и науки Российской Федерации

УДК

ГРНТИ

Инв. №

УТВЕРЖДЕНО:

Исполнитель:

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего

профессионального образования «Уральский

государственный горный университет»

От имени Руководителя организации

/Н.Г. Валиев/

М.П.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ

ОТЧЕТ о выполнении 3 этапа Государственного контракта № 16.740.11.0677 от 07 июня 2011 г. и Дополнению от 20 июля 2011 г. № 1 Исполнитель: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный горный университет»

Программа (мероприятие): Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг., в рамках реализации мероприятия № 1.3. Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук Проект: Прогноз изменения инженерно-геологических условий городской инфраструктуры в криогенной зоне Западной Сибири Руководитель проекта:

/Емельянова Ирина Андреевна (подпись) Екатеринбург 2012 г.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ИСПОЛНИТЕЛЕЙ

по Государственному контракту 16.740.11.0677 от 07 июня 2011 на выполнение поисковых научно-исследовательских работ для государственных нужд Организация-Исполнитель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный горный университет»

Руководитель темы:

кандидат геолого- Емельянова И. А.

минералогических наук подпись, дата Исполнители темы:

доктор геолого- Грязнов О. Н.

минералогических наук, подпись, дата профессор кандидат геолого- Абатурова И. В.

минералогических наук, подпись, дата доцент кандидат геолого- Стороженко Л. А.

минералогических наук подпись, дата кандидат геолого- Петрова И. Г.

минералогических наук подпись, дата аспирант Савинцев И. А.

подпись, дата аспирант Тактуев Е. М.

подпись, дата студент Поздеева А.И.

подпись, дата Отчет 32 с., 3 ч., 16 рис., 2 табл., 33 источн., 0 прил.

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ, ПРОГНОЗ, ЛИТОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА,

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА, СПЕЦИАЛЬНОЕ (ПРОГНОЗНОЕ) ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

Государственного контракта № 16.740.11.0677 «Прогноз изменения инженерно-геологических условий городской инфраструктуры в криогенной зоне Западной Сибири» (шифр «2011-1.3.1-220от 07 июня 2011 по направлению «Проведение научных исследований молодыми кандидатами наук в следующих областях:- мониторинг и прогнозирование состояния атмосферы и гидросферы; - оценка ресурсов и прогнозирование состояния литосферы и биосферы; переработка и утилизация техногенных образований и отходов; - снижение риска и уменьшение последствий природных и техногенных катастроф; - экологически безопасные разработки месторождений и добычи полезных ископаемых;- экологически безопасные ресурсосберегающие производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания» в рамках мероприятия 1.3.1 «Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук», мероприятия 1.3 «Проведение научных исследований молодыми учеными - кандидатами наук и целевыми аспирантами в научно-образовательных центрах», направления 1 «Стимулирование закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий» федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

Цель работы - разработка методики прогноза изменения инженерно-геологических условий городской инфраструктуры в криогенной зоне Западной Сибири на базе интегральной оценки природных компонентов.

В процессе работы использован комплекс методов, включающий изучение, анализ и обобщение геологических, инженерно-геологических и гидрогеологических материалов по изучаемой тематике; маршрутные наблюдения и визуальное обследование зданий; инженерногеологические изыскания и опробование грунтов; лабораторные исследования выполнялись в аккредитованных лабораториях по аттестованным методикам; методы математического моделирования с использованием компьютерных технологий.

Результаты исследований могут быть использованы проектными и изыскательскими организациями в качестве базовых положений для организации мониторинга литотехнической системы городской инфраструктуры в сходных природно-техногенных условиях.

Результатом работ является отчет о ПНИР за 3 этап. Специальное (прогнозное) инженерногеологическое районирование.

Содержание и результаты проведенных работ соответствуют требованиям Технического задания и календарного плана. Заданные техническим заданием индикаторы и показатели выполнены в полном объеме.

1 Прогноз изменения инженерно-геологических условий территории г. Надыма на базе интегральной оценки природных компонентов………………………….. 1.1 Интегральная оценка инженерно-геологических условий г. Надыма…………... 1.2 Прогноз инженерно-геологических условий на базе интегрального показателя. 1.3 Специальное (прогнозное) инженерно-геологическое районирование………… В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины с соответствующими определениями.

ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ – такие свойства геологической среды и такие происходящие в ней процессы, которые оказывают влияние на принятие тех или иных решений, определяющих размещение сооружений, выбор их типов и конструкций, способов строительства (методов ведения горных работ), методов эксплуатации, способов оптимального управления геологической средой [1].

МЕРЗЛЫЕ ПОРОДЫ, ГРУНТЫ, ПОЧВЫ – это породы, грунты, почвы, имеющие отрицательную или нулевую температуру, в которых хотя бы часть воды перешла в кристаллическое состояние [2].

ЛИТОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (ЛТС) – это часть (или подсистема) природнотехнической системы (ПТС), включающая подсистему инженерных сооружений (объектов техносферы) и взаимодействующую с ней часть литосферы (геологическую подсистему) [3].

Перечень сокращений ИГУ – инженерно-геологические условия.

ММП – многолетнемерзлые породы.

ЛТС – литотехническая система.

НИР – научно-исследовательская работа.

Актуальность темы В последние годы резко возрос уровень хозяйственного освоения районов со сложными инженерно-геологическими условиями (ИГУ) и интенсифицировалось развитие инфраструктуры уже освоенных территорий развития многолетнемерзлых пород (ММП).

Геологическая среда городской инфраструктуры в криогенной зоне является чрезвычайно чувствительной и неустойчивой к техногенным воздействиям и за всю историю развития претерпевает серьезные нарушения, которые выражаются в уничтожении древесной и кустарниковой растительности, подрезке склонов, проходке горных выработок, подсыпке песчаным грунтом строительных площадок и проезжих частей улиц, снегозаносимости территории и т.д. Все это приводит к существенному изменению температурно-влажностных условий, глубин сезонного промерзания и оттаивания, увеличению глубины залегания кровли ММП, формированию новообразований мерзлоты (перелетков).

В связи с этим возникает необходимость объективной оценки и прогноза изменения ИГУ, базирующихся на установлении основных природных компонентов и закономерностей их пространственной изменчивости, выполнении специального инженерно-геологического районирования, разработке структуры мониторинга литотехнической системы (ЛТС) и создании постоянно действующей инженерно-геологической модели городской территории, с целью обеспечения оптимального функционирования зданий.

Цель исследований Цель выполнения научно-исследовательской работы – разработка методики прогноза изменения инженерно-геологических условий городской инфраструктуры в криогенной зоне Западной Сибири на базе интегральной оценки природных компонентов.

Выполнение НИР должно обеспечивать достижение научных результатов мирового уровня, подготовку и закрепление в сфере науки и образования научных и научно-педагогических кадров, формирование эффективных и жизнеспособных научных коллективов.

Основные задачи исследований 3 этапа – обоснование методики прогноза изменения ИГУ на базе интегральной оценки природных компонентов (на примере г. Надыма);

– выполнение прогноза изменения ИГУ и проведение специального инженерногеологического районирования территории г. Надыма.

Состояние проблемы, оценка новизны проводимых исследований Предлагаемая методика позволяет выполнить оценку и прогноз изменения ИГУ городской инфраструктуры в криогенной зоне Западной Сибири. Основные положения методики апробированы Комитетом по архитектуре и градостроительству администрации Муниципального образования г. Надым при планировании вновь осваиваемых территорий, а также при совершенствовании генерального плана развития города.

Результаты исследований могут быть использованы проектными и изыскательскими организациями в качестве базовых положений для организации мониторинга ЛТС городской инфраструктуры в сходных природно-техногенных условиях, обоснования технических методов защиты зданий и сооружений, позволят разработать методы минимизации воздействия на ЛТС, а для вновь осваиваемых территорий – учесть негативный опыт эксплуатации зданий и сооружений.

Полученные материалы по изучению, оценке и прогнозу инженерно-геологических условий в криогенной зоне Западной Сибири будут использоваться на кафедре гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГУ при чтении лекций и проведении практических занятий по курсу «Инженерное мерзлотоведение».

1 Прогноз изменения инженерно-геологических условий территории г. Надыма на базе интегральной оценки природных компонентов Оценка и прогноз состояний ЛТС городских территорий в сложных инженерногеологических условиях (ИГУ) не могут быть выполнены с помощью традиционных методов инженерной геологии, они требуют принципиально новых методов, основанных на анализе и синтезе различных взаимодействий компонентов ИГУ и комплекса сооружений города, рассматриваемых в качестве единой целой литотехнической системы (ЛТС), которые причинноследственно взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Целью прогноза инженерно-геологических условий (ИГУ) г. Надым является получение информации о месте развития, видах, частоте и механизме неблагоприятных процессов, которые могут привести к серьезным деформациям зданий и сооружений, а также возможность правильно спланировать мероприятия по управлению состоянием литотехнической системы, создать инженерно-геологическую основу для разработки мероприятий по инженерной защите.

Используемая нами методика прогноза изменения ИГУ базируется на принципах комплексной количественной оценки, предложенных и разработанных Г.К. Бондариком и В.В. Пендиным [4, 5].

1.1 Интегральная оценка инженерно-геологических условий г. Надыма Традиционно оценка ИГУ проводится на основе содержательного анализа и качественного прогноза взаимодействия проектируемых сооружений с приповерхностной частью литосферы.

Широкое освоение территорий со сложными ИГУ, усложнение конструкций сооружений, повышение требований к их надежности обуславливают необходимость более строгого подхода к оценке ИГУ.

Рациональное сочетание вербального описания взаимодействия сооружения с приповерхностной частью литосферы и математических методов позволяет осуществить интегральную оценку ИГУ.

Процедура интегральной оценки инженерно-геологических условий с использованием интегрального показателя представлена следующим алгоритмом [5]: формулирование цели интегральной оценки ИГУ; построение содержательной концептуальной модели; количественное выражение компонентов ИГУ; построение и геологическая интерпретация предсистемных моделей; выбор целевого предиката; выявление структуры системы: построение и анализ корреляционной матрицы; определение весовых коэффициентов; проверка адекватности модели натурным данным; нормирование количественных характеристик компонентов ИГУ; расчет интегрального показателя ИГУ; построение и геологическая интерпретация модели поля интегрального показателя ИГУ.

Целью интегральной оценки является построение модели поля интегрального показателя ИГУ, которая в свою очередь станет основой при составлении карты специального инженерногеологического районирования территории города по степени устойчивости, с выделением участков благоприятных для строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

Теоретические исследования в области картографии показывают, что для получения объективной модели необходимо преобразовать полученную картографическую информацию в математическую. Такое преобразование осуществляется путем количественного выражения компонентов ИГУ, последующего их аналитического описания и построения моделей полей геологических параметров ИГУ.

Модели полей геологических параметров ИГУ территории г. Надыма, которые определяют устойчивость зданий и сооружений были подробно рассмотрены нами в отчете за 2 этап. Изучив структуру полей и выяснив не только общие закономерности изменения показателей, но и их локальные особенности, можно перейти к оценке и прогнозу ИГУ территории г. Надыма с помощью интегрального показателя.

Для реализации данной задачи в качестве целевого предиката (зависимой переменной) был выбран износ зданий (по данным БТИ, оценка физического износа всех конструктивных элементов здания, %) (рисунок 1.1).

Следующим этапом интегральной оценки являются построение и геологическая интерпретация корреляционной матрицы связи целевого предиката и количественных показателей компонентов ИГУ (таблица 1.1). С помощью пакета STATISTIKA 6.0 выполнена проверка гипотезы о нормальности распределения, построены точечные корреляционные диаграммы и вычислены выборочные коэффициенты корреляции (рисунки 1.2-1.13).

Результаты корреляционно-регрессионного анализа связей между износом зданий и геологическими параметрами ИГУ дают основание утверждать о наличии статистически значимых сильных связей с показателем дисперсности, r=-0,79; плотностью мерзлого грунта, r=плотностью сухого грунта, r=-0,81; суммарной влажностью, r=0,80; суммарной льдистостью, r=0,86; а также связей средней силы – с глубиной сезонного промерзания, r=-0,59; мощностью перелетков, r=-0,51. Установлена слабая связь износа зданий с глубиной подошвы торфа, r=0,37;

кровлей залегания многолетнемерзлых пород, r=-0,25 и влажностью за счет незамерзшей воды, r=0,41. А также выяснилось, что связи между зависимой переменной и такими параметрами как мощность торфа, и глубина сезонного оттаивания, r=0,12 и r=0,20 соответственно не существует.

Рисунок 1.1 – Модель поля износа зданий Таблица 1.1 – Матрица парных коэффициентов корреляции hСП hСО Примечания. 1) – износ зданий, %; 2) м; 4) ht - глубина залегания торфа, м; 5) hСП - глубина сезонного промерзания, м; 6) hСО - глубина сезонного оттаивания, м; 7) m пер. - мощность мерзлых перелетков, м; 8) К ММП - глубина залегания кровли многолетнемерзлых пород, м; 9) мерз. - плотность мерзлого грунта, г/см3; 10) d - плотность сухого грунта, г/см3; 11) W c - суммарная влажность, д.ед.; 12) W н - влажность за счет незамерзшей воды, д.ед.; 13) - суммарная льдистость, д.ед.

Значения коэффициентов корреляции со знаком «-» говорят об обратной корреляционной связи предиката и параметров ИГУ, что свидетельствует об уменьшении износа зданий с увеличением значений параметров ИГУ. Высокие коэффициенты корреляции между некоторыми параметрами ИГУ объясняются тесными взаимосвязями.

В результате регрессионного анализа получено множественное уравнение регрессии [6], имеющее следующий вид:

Значение множественного коэффициента корреляции (0,92), свидетельствует о наличии тесной связи между износом зданий и компонентами ИГУ, то есть подтверждает правильность построения содержательной концептуальной модели.

Рисунок 1.2 – Зависимость износа зданий от показателя дисперсности Износ зданий, % Рисунок 1.3 – Зависимость износа зданий от мощности торфа Рисунок 4.4 – Зависимость износа зданий от глубины залегания подошвы торфа Рисунок 1.5 – Зависимость износа зданий от глубины сезонного промерзания Рисунок 1.6 – Зависимость износа зданий от глубины сезонного оттаивания Износ зданий, % Рисунок 1.7 – Зависимость износа зданий от мощности мерзлых перелетков Рисунок 1.8 – Зависимость износа зданий от глубины залегания кровли ММП Рисунок 1.9 – Зависимость износа зданий от плотности мерзлого грунта Рисунок 1.10 – Зависимость износа зданий от плотности сухого грунта Износ зданий, % Рисунок 1.11 – Зависимость износа зданий от суммарной влажности Рисунок 1.12 – Зависимость износа зданий от влажности за счет незамерзшей воды Рисунок 1.13 – Зависимость износа зданий от суммарной льдистости Кроме того, пошаговый регрессионный анализ позволил определить долю вклада (вес) каждого геологического параметра в интегральный показатель. Относительную долю вклада можно установить, сопоставив его с общим вкладом всех переменных согласно формуле 1.1:

- парные коэффициенты корреляции между износом зданий и количественными характеристиками компонентов ИГУ.

ИГУ вклада Следующим этапом работы является нормирование значений геологических параметров, которое позволит производить дальнейшие расчеты вне зависимости от единиц измерения. Оно осуществляется по формуле 1.2:

где - нормированная оценка i-го геологического параметра ИГУ;

Все нормированные значения геологических параметров заключены в интервале от 0 до 1.

При этом 0 характеризует наиболее благоприятное значение данного компонента ИГУ, а 1, наоборот, наиболее неблагоприятное.

Располагая средними значениями нормированных оценок геологических параметров, был рассчитан интегральный показатель сложности ИГУ, который представляет собой линейную, аддитивную функцию взвешенных по вкладу в оценку нормированных значений компонентов ИГУ:

- нормированная оценка i-го параметра ИГУ;

n – число значащих параметров ИГУ.

1.2 Прогноз инженерно-геологических условий на базе интегрального показателя Заключительным этапом интегральной оценки ИГУ является построение модели поля интегрального показателя сложности ИГУ. С этой целью для каждого из 1310 квадратов сетки были рассчитаны значения интегрального показателя и синтезирована модель его поля (рисунок 1.14).

Анализ структуры модели поля интегрального показателя показал общую тенденцию увеличения значений интегрального показателя от центральной части города к краевым, где его значения составляют 0,51-0,76 д.ед.

Наиболее неблагоприятными являются участки, приуроченные к озерно-болотным отложениям I надпойменной террасы, здесь отмечается наличие в разрезе торфа в мерзлом состоянии, изменение состояния и свойств грунтов и снижение их несущей способности, что связано с деградацией ММП в результате техногенных воздействий на геологическую среду. На фоне отмеченной тенденции выделяются локальные замкнутые аномалии как положительные, так и отрицательные. В пределах этих участков отмечается наибольший градиент в изменении интегрального показателя, его значения меняются от 0,4 до 0,7 д.ед.

Положительные аномалии, отмеченные на общем фоне значений интегрального показателя, связаны с отсутствием в разрезе торфа и новообразований мерзлоты, что оказывает благоприятное влияние на несущую способность грунтов. Отрицательные аномалии указывают на существование обратной зависимости.

Сопоставление полей параметров, отражающих ИГУ территории г. Надыма с полем интегрального показателя, обнаружило их сходство и позволило сделать вывод о том, что структура поля интегрального показателя отражает геологическую обстановку, закономерности пространственной изменчивости компонентов ИГУ рассматриваемой территории. По структуре поля можно дать сравнительную оценку сложности ИГУ, а величина интегрального показателя является критерием оценки их сложности.

Рисунок 1.14 – Модель поля интегрального показателя Для установления граничных значений интегрального показателя был построен график зависимости износа зданий от интегрального показателя (рисунок 1.15).

Анализ графика показал, что зависимость между изучаемыми показателями линейная и в данном случае по резким изменениям износа зданий возможно выделение четырех участков, с различными значениями интегрального показателя:

I участок – J=0,32-0,43 д.ед.;

II участок – J=0,43-0,55 д.ед.;

III участок – J=0,55-0,62 д.ед.;

IV участок – J=0,62-0,76 д.ед.

Рисунок 1.15 – Зависимость износа зданий от интегрального показателя 1.3 Специальное (прогнозное) инженерно-геологическое районирование Логическим завершением интегральной оценки ИГУ городской территории является выполнение специального инженерно-геологического районирования, целью которого является установление участков, благоприятных для строительства зданий и сооружений.

На основании установленных закономерностей изменения ИГУ, с учетом рассчитанного интегрального показателя, вся изучаемая территория разделена на четыре таксономические единицы, обладающие определенной категорией сложности ИГУ, отвечающие разным классам устойчивости: относительно устойчивые, средней устойчивости, низкой устойчивости, неустойчивые [7] (рисунок 1.16, таблица 1.2).

I класс (относительно устойчивые) – характеризуется значениями интегрального показателя от 0,32 до 0,43 д.ед. и износом зданий 5-25 %. Территория занимает центральную часть города и приурочена к району развития несквозного талика глубиной более 50 м и перелетков или островной реликтовой мерзлоты. Она сложена с поверхности песками мелкими и средней крупности I надпойменной террасы и высокой поймы. Для отдельных участков характерно подтопление в летний период надмерзлотными водами. Здания практически не деформированы, испытывают равномерную осадку (S 1/2 Sпр), хорошо функционируют, однако редкие трещины, отрывы отмостков указывают на необходимость устранения причин деформаций [8].

II класс (средней устойчивости) – характеризуется значениями интегрального показателя 0,43-0,55 д.ед., износ зданий изменяется от 25 до 35 %. Территория занимает центральную и северную части города и включает районы несквозных таликов глубиной более 10 м с развитием перелетков или островной реликтовой мерзлоты.

Она приурочена к песчаным отложениям I надпойменной террасы и высокой поймы, местами перекрытым торфом мощностью до 1,0 м. В пределах территории отмечаются участки потенциального подтопления надмерзлотными водами. Деформации зданий угрожают их нормальной эксплуатации. Примером тому служит дом 1 на бульваре Стрижова, под которым в результате техногенного воздействия происходит деградация ММП. Кроме того, территория характеризуется широким развитием перелетков, формирование или деградация которых идет постоянно, что также влияет на характер деформаций зданий. Для нормальной эксплуатации зданий необходимо устранить утечки коммунальных стоков, урегулировать вопрос с расчисткой снега (не накапливать снежные массы толщиной более 1,5 м у фундаментов зданий), восстановить систему вентиляции подвалов, отремонтировать или построить отмостки, водостоки, создать систему водоотведения поверхностных вод.

Рисунок 1.16 – Карта специального инженерно-геологического районирования территории Окончание рисунка 1. Таблица 1.2 – Характеристика территорий по классам устойчивости, отвечающих разной сложности ИГУ Относительно 0,32-0,43 5-25 I надпойменная Талое состояние грунтов, Формирование прослоев Здания хорошо функционируют, III класс (низкой устойчивости) – имеет значения интегрального показателя 0,55-0,62 д.ед., износ зданий составляет 35–50 %. Территория распространена локально и приурочена к I надпойменной террасе и высокой пойме. Для нее характерны участки развития ММП, залегающих с поверхности, сложенных торфами мощностью до 3,0 м и образование несквозных таликов глубиной 5,0–10,0 м. Территории, потенциально подтопляемые в летний период надмерзлотными, поверхностными и техногенными водами с образованием локального заболачивания и “техногенных озер”. Активно развиваются процессы миграционного пучения и деградация ММП.

Деформации зданий носят предаварийный характер, отмечается неравномерная осадка (S=Sпр– 2Sпр). Для нормальной эксплуатации зданий требуется принятие мер по устранению причин деформаций.

IV класс (неустойчивые) – характеризуется значениями интегрального показателя от 0,62 до 0,76 д.ед. Износ зданий более 50 %. Территория приурочена к отложениям I надпойменной террасы и поймы, для нее характерно залегание с поверхности кровли ММП (вскрытая мощность 50,0 м), значительная мощность торфа (1,0–7,5 м) с высокими значениями показателей его суммарной влажности и льдистости (Wc=2,98-14,20 д.ед., Лс=0,58-0,75 д.ед.). Территория расположена в краевых частях города (западной, восточной и южной). В ее пределах отмечается подтопление надмерзлотными, поверхностными и техногенными водами с образованием локального заболачивания и “техногенных озер”, активно развиваются процессы миграционного пучения и деградация ММП. Деформации зданий носят часто аварийный характер (неравномерная осадка в 2 и более раз превышает допустимую), их эксплуатация зачастую не возможна, срочно требуется проведение специальных мероприятий по закреплению фундаментов.

Полученные оценки воздействия геологических процессов в целом согласуются с распространением в их пределах деформаций зданий промышленно-гражданского назначения, а также с данными об ИГУ строительства на отдельных участках.

Таким образом, выполненный анализ состояния и оценка изменения инженерногеологических условий городской территории позволяет на первых этапах проектирования определить возможные условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

Поскольку городская агломерация уже функционирует и оказывает интенсивное воздействие, установленные при специальном инженерно-геологическом районировании границы классов могут менять свое положение во времени. В этой связи необходимо разработать структуру мониторинга ЛТС, вести систематические наблюдения за состоянием компонентов ИГУ и деформациями зданий и сооружений.

Основные результаты работ 3 этапа – Оценка ИГУ с использованием интегрального показателя представлена следующим алгоритмом: формулирование цели комплексной количественной оценки ИГУ; построение содержательной концептуальной модели; количественное выражение компонентов ИГУ;

построение и геологическая интерпретация предсистемных моделей; выбор целевого предиката;

выявление структуры системы: построение и анализ корреляционной матрицы; определение весовых коэффициентов; проверка адекватности модели натурным данным; нормирование количественных характеристик компонентов ИГУ; расчет интегрального показателя ИГУ;

построение и геологическая интерпретация модели поля интегрального показателя ИГУ.

– В качестве целевого предиката в методике интегральной оценки принят износ зданий и сооружений.

– Подсчет интегрального показателя сложности ИГУ выполнен с учетом доли вклада (веса) каждого геологического параметра, представленного в нормированном виде.

– Геологическая интерпретация модели поля интегрального показателя ИГУ проведенная совместно с моделями полей геологических параметров позволяет говорить о правомерности выбора интегральной оценки, основанной на компьютерном моделировании и применении аппарата математической статистики и о возможности использования моделей полей для оценки сложности ИГУ городской инфраструктуры. Таким образом, поле интегрального показателя следует рассматривать в качестве обобщенной прогнозной оценки ИГУ.

– На основе анализа графика зависимости износа зданий от интегрального показателя сложности ИГУ выделено четыре класса устойчивости территории: I класс – относительно устойчивые, J=0,32-0,43 д.ед.; II класс – средней устойчивости, J=0,43-0,55 д.ед.; III класс – низкой устойчивости, J=0,55-0,62 д.ед.; IV класс – неустойчивые, J=0,62-0,76 д.ед.

– Использование интегральной оценки (установление закономерностей изменения ИГУ и расчет интегрального показателя) позволило выполнить специальное инженерно-геологическое районирование территории по степени устойчивости, с выделением участков благоприятных для строительства.

– Представленная картографическая модель может являться основой при проектировании зданий и сооружений, а также принятия архитектурно-планировочных решений на территории г. Надыма.

– Перечисленные выше результаты работ представляют собой прогноз изменения ИГУ городской инфраструктуры г. Надыма, который следует рассматривать в качестве основы для разработки структуры и организации мониторинга ЛТС.

Содержание и результаты проведенных работ соответствуют требованиям Технического задания и календарного плана. Заданные техническим заданием индикаторы и показатели выполнены в полном объеме.

Полученные результаты работ будут являться основой для выполнения задач 4 этапа таких как:

разработка структуры мониторинга литотехнической системы и содержания баз данных территории г. Надыма, обеспечивающих своевременную оценку состояния литотехнической системы;

выдача рекомендаций для разработки проекта защитных мероприятий по управлению литотехнической системой.

Патентные исследования Объекты интеллектуальной собственности и патентные исследования на отчетном этапе не проводились.

1 Бондарик Г.К. Инженерно-геологические изыскания: учебник / Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. – М.: КДУ, 2007. – 424 с.

2 Цытович Н.А. Механика мерзлых грунтов. – М.: Высш. шк., 1973. – 448 с.

3 Королев В.А. Мониторинг геологических, литотехнических и эколого-геологических систем: учебное пособие. – М.: КДУ, 2007. – 416 с.

4 Бондарик Г.К., Чан Мань Л., Ярг Л.А. Научные основы и методика организации мониторинга крупных городов: Монография – М.: ПНИИИС, 2009. – 260 с.

5 Пендин В.В. Комплексный количественный анализ информации в инженерной геологии:

учебное пособие. – М.: КДУ, 2009. – 350 с.

6 Комаров И.С. Многомерный статистический анализ в инженерной геологии / И.С. Комаров, Н.М. Хайме, А.П. Бабенышев. – М.: Недра, 1976. – 199 с.

7 Трофимов В.Т. Инженерно-геологические карты: Учебное пособие / В.Т. Трофимов, Н.С.

Красилова. – М.: КДУ, 2008. – 383 с.

8 Современные природные и техноприродные экзогенные геологические процессы ОбьНадымского междуречья / И.В. Абатурова, О.Н. Грязнов, Л.А. Стороженко, И.А.

Емельянова // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. – 2009. – №2. – С. 161-171.

9 Григорян С.С. Количественная теория геокриологического прогноза / С.С. Григорян, М.С.

Красс, Е.В. Гусева, С.Г. Геворкян. – М.: Изд. Моск. ун-та, 1987. – 266 с.

10 Изучение и прогноз региональных изменений гидрогеологических и инженерногеологических условий под влиянием техногенных факторов: Сб. науч. тр. – М.:

ВСЕГИНГЕО, 1984. – 97 с.

11 Инженерная геокриология: Справочное пособие / под ред. Э.Д. Ершова. – М.: Недра, 1991. – 12 Каган А.А. Инженерно-геологическое прогнозирование. – М.: Недра, 1984. – 196 с.

13 Комплексные оценка и прогноз техногенных изменений геологической среды. / отв. ред.

Трофимов В.Т. М.: Наука, 1985. 103 с.

14 Основы геокриологии. Ч.6. Геокриологический прогноз и экологические проблемы в криолитозоне / Под ред. Э.Д. Ершова. – М.: Изд-во МГУ, 2008. – 768 с.

15 Основы мерзлотного прогноза при инженерно-геологических исследованиях / Под ред. В.А.

Кудрявцева. – М.: Изд. МГУ, 1974. – 431 с.

16 Розовский Л.Б. Инженерно-геологические прогнозы и моделирование / Л.Б. Розовский, И.П.

Зелинский. – Одесса: Изд-во Одесского ун-та, 1975.

17 Порхаев В.Г. Тепловое взаимодействие зданий и сооружений с вечномерзлыми грунтами. – М.: Наука, 1970.

18 Прогноз и предотвращение подтопления грунтовыми водами территорий при строительстве / Под ред. С.К.Абрамова. – М.: Стройиздат, 1978. 176 с.

19 Прогноз изменения природных условий Западной Сибири / Под ред. А.И. Попова, В.Т.

Трофимова. – М.: Изд. МГУ, 1988. – 236с.

20 Трофимов В.Т. Геокриологическое районирование Западно-Сибирской плиты / В.Т.

Трофимов, Ю.Б. Баду, Ю.К. Васильчук, П.И. Кашперюк, В.Г. Фирсов. – М.: Наука, 1987. – 21 Чернядьев В.П. Прогноз теплового состояния грунтов при освоении северных районов / В.П. Чернядьев, А.Л. Чеховский, А.Я. Стремяков, В.А. Пакулин. – М.: Наука, 1984.

22 Захаров Ю.Ф. Инженерно-геологические условия нефтегазоносных районов Северного Зауралья / Ю.Ф. Захаров, М.Ф. Хасанов. М.: Изд-во Наука, 1981.

23 Пендин В.В. Геоэкологический мониторинг территорий расположения объектов транспорта газа в криолитозоне / В.В. Пендин, С.Д. Ганова. – М.: ОАО «ПНИИИС», 2009. – 236 с.

24 Абатурова И.В., Емельянова И.А. Использование ГИС-технологий при инженерногеокриологическом районировании урбанизированных территорий // Эколого-геологические проблемы урбанизированных территорий: материалы Второй Всерос. науч.-практ. конф.

(г. Екатеринбург, УГГУ, 26-27 ноября 2009 г.). – Екатеринбург, 2009. – С. 173-177.

25 Абатурова И.В., Емельянова И.А. Использование количественных методов при прогнозе инженерно-геокриологических условий (на примере г. Надым) // Инженерные изыскания в строительстве: материалы Второй Общерос. конф. изыскательских организаций (г. Москва, ОАО “ПНИИИС”, 21-22 декабря, 2006 г.). – М., 2006.

26 Абатурова И.В., Селезнев В.С., Емельянова И.А. Техногенная активизация геологических процессов в условиях криолитозоны // Эколого-геологические проблемы урбанизированных территорий: материалы Всерос. науч.-практ. конф. (г. Екатеринбург, 19-20 декабря, 2006 г.).

– Екатеринбург, 2006. – С. 143-145.

27 Баранов И.Я. Принципы геокриологического районирования области многолетнемерзлых горных пород. – М.: Наука, 1965.

28 Емельянова И.А., Стороженко Л.А. Оценка инженерно-геокриологических условий городских территорий // Многообразие современных геологических процессов и их инженерно-геологическая оценка: труды Междунар. науч. конф. (г. Москва, геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 29-30 января 2009 г.). – М., 2009. – С. 139-140.

29 Основы геокриологии. Ч.5: Инженерная геокриология / Под ред. Э.Д. Ершова. – М.: Изд.

30 Семячков А.И. Статистические методы в гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии: Учебное пособие / А.И. Семячков, В.А. Почечун, Д.Р. Хисматуллин. – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. – 86 с.

31 Абатурова И.В. Методика прогноза инженерно-геологических условий месторождений “Светлинского” типа на стадии разведки: дис. … канд. геол.-минерал. наук. – М., 1994.

32 Кумар Кишор. Закономерности развития и прогноз оползней и других склоновых процессов Гарвал-Кумаонских Гималаев: автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. – М., 1990. 19 с.

33 Пендин В.В. Комплексный количественный анализ информации в инженерной геологии (теория, методология, приложения): автореф. дис. … д-ра геол.-минерал. наук. – М., 1992.