- Базируясь на принципе суперпозиции в механике грунтов, напряженное состояние грунтовой толщи над карстовой полостью можно представить в виде алгебраической суммы литостатических напряжений и напряжений, возникающих в аналогичной невесомой толще под действием нагрузки, компенсирующей вертикальное давление грунтов в их подошве. Это позволяет предложить простой аналитический метод определения начального напряженного состояния массива и с учетом механизма сводообразования распространить его на расчет напряжений в динамике истечении несвязных и раздробленных связных грунтов в трещинно-карстовые коллекторы.
- Существуют, по крайней мере, две формы разрушения связных грунтов над карстовой полостью: а) классический механизм образования окна в водоупоре, или первая форма заключается в изгибе слоя, образовании трещин отрыва и свода обрушения. Она имеет место над открытыми полостями достаточно больших размеров; б) механизм гидравлического разрушения слабопроницаемых пород, или вторая форма реализуется при снижении напора трещинно-карстовых вод и не требует наличия крупных ослабленных участков.
- В окрестности полости даже изначально однородные изотропные грунты приобретают структуру: в границах эллиптической области деформирования возникают зоны обрушения (1), разгрузки напряжений (2), опорного давления (3) и переходная зона (4). При быстром истечении несвязных грунтов в массиве 1-й статической или квазистатической зоне отвечает зона свободного падения частиц, 2-й - зона преимущественного их столкновения и обмена импульсами, 3-й - зона развитого сухого трения, 4-й - зона разуплотнения. Эти зоны - структурные элементы, - взаимодействуя и развиваясь, контролируют процесс и направляют его по пути снижения негативного влияния ослабленного участка и увеличения устойчивости массива пород.
- Основу общей модели образования воронок в несвязных грунтах и вытекающих из нее расчетных зависимостей составляют: а) утверждение, что главным процессом является гравитационное деформирование сыпучей среды, б) представленная выше концепция зонального строения области влияния ослабленного участка, в) закономерности формирования и разрушения сводчатых структур как проявлений самоорганизации массива пород.
- Оценка и прогноз устойчивости районов нереализованной карстово-суффозионной опасности могут базироваться на сопоставлении аккумуляционной емкости закарстованного массива и объема области деформирования перекрывающих его грунтов.
1. Аникеев А.В. Условия подобия водонасыщенной модели из эквивалентных материалов и массива пород // Инженерная геология. 1988. № 2. С. 96–103.
2. Аникеев А.В., Калинин Э.В., Тараканов С.И. Определение напряженного состояния грунтовой толщи над карстовой полостью // Инженерная геология. 1991. № 5. С. 64–70.
3.Аникеев А.В. О двух формах разрушения связных грунтов над полостью // Геоэкология. 1993. № 2. С. 115–123.
4.Аникеев А.В. Особенности разрушения влажных и водонасыщенных песков покровной толщи в карстовых районах // Геоэкология. 1995. № 1. С.72–79.
5. Аникеев А.В., Калинин Э.В. Кинематика гравитационного истечения несцементированных песчаных пород в подземные полости // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1999. № 4. С. 48–56
6. Аникеев А.В. К проблеме локального прогнозирования устойчивости закарстованных территорий // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1999. № 4. С. 48–56.
7.Аникеев А.В., Артамонова Н.Б., Калинин Э.В. Некоторые особенности деформирования и разрушения массивов горных пород при техногенном изменении режима подземных вод // Геоэкология. 2000. № 3. С. 249–256.
8.Аникеев А.В., Коломенский Е.Н. Некоторые закономерности истечения несцементированных песчаных пород в подземные полости // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2002. № 4. С. 51–61.
9. Аникеев А.В. О причинах провалов и локальных оседаний земной поверхности в Москве // Геоэкология. 2002. № 4. С. 363–374.
10.Рагозин А.Л., Аникеев А.В., Чумаченко С.А. Вероятностно-статистическая оценка риска крупнейших природных катастроф на территории России // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2004. № 4. С. 3–11.
11.Аникеев А.В. Суффозия. Классификация процесса // Геоэкология. 2006. № 2. С. 151–155.
12. Аникеев А.В. Суффозия. Механизм и кинематика свободной суффозии // Геоэкология. 2006. № 6. С. 544–553.
13. Аникеев А.В., Рагозин А.Л., Селезнев В.Н. Оценка геологического риска на участке городского строительства // Геоэкология. 2007. № 6. С. 547–560.
14.Аникеев А.В. Изучение карстово-суффозионных провалов на моделях из термопластических материалов // Геоэкология. 2008. № 4. С. 420–435.
15.Аникеев А.В., Кондратьев П.М., Огородникова Е.Н., Станис Е.В. Оценка распространения карстовых процессов в пределах Южно-Татарского свода // Вестник РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. 2009. № 1. С. 51–60.
16.Аникеев А.В., Чумаченко С.А. Карстово-суффозионные провалы Бугульминской возвышенности // Геоморфология. 2011. № 3. С. 32–41.
17.Аникеев А.В., Леоненко М.В. Прогноз провалообразования при изменении гидродинамического режима на примере Дзержинского карстового района // Геоэкология. 2013. № 2. С. 130–146.
Другие публикации
18.Аникеев А.В. Опыт оценки устойчивости горных пород на закарстованных территориях методом физического моделирования // Вопросы геологии литосферы / Отв. ред. И.В. Лучицкий. М.: Наука, 1983. С. 8–10.
19.Аникеев А.В. Образование провалов в массиве водонасыщенных пород (по результатам моделирования методом эквивалентных материалов) // Литосфера: вопросы геологии и охраны среды / Отв. ред. Н.А. Богданов. М.: Наука, 1985. С. 28–29.
20. Аникеев А.В. Влияние уровня напорных вод на устойчивость модели водонасыщенного массива // Проблемы эволюции литосферы / Отв. ред. Н.А. Богданов. М.: Наука, 1985. С. 32–33.
21. Аникеев А.В. Об условиях залегания покровной толщи закарстованных территорий в связи с современными процессами // Вопросы строения литосферы / Отв. ред. В.М. Моралев. М.: Наука, 1987. С. 41–44.
22. Аникеев А.В. Методика моделирования устойчивости покровной толщи закарстованных массивов с помощью эквивалентных материалов. М.: ЦП НТГО, 1987. 36 с.
23. Аникеев А.В. Моделирование провалообразования в песчаной покровной толще закарстованного массива // Геологические исследования литосферы / Отв. ред. В.М. Моралев. М.: Наука, 1988. С. 52–56.
24. Аникеев А.В. Механизм разрушения связных грунтов, перекрывающих закарстованные породы // Противокарстовая защита объектов строительства: Материалы Всесоюз. науч.-техн. совещания. Куйбышев, 1990. С. 80–82.
25.Anikeev A.V. Clay collapse over caves and caverns // Geological Hazards: Proc. of Beijing Int. Symposium (Beijing, China, October 1991). Beijing, 1991. P. 336–342.
26.Аникеев А.В. Закономерности деформирования несвязных грунтов над карстовой полостью // Инженерная геология карста: Доклады Междунар. симпозиума. Т.1. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1993. С. 67–72.
27. Аникеев А.В. Особенности разрушения влажных и водонасыщенных песков над отверстием // Тез. докладов Х Междунар. конф. по механике горных пород. М., 1993. С. 71–72.
28.Аникеев А.В. Изучение кинематики и морфологии провалообразования в песчаной покровной толще на физических моделях // Карстовые провалы: Доклады Всеросс. науч. конф. (28–29 сентября 1994, Кунгур). Екатеринбург, 1994. С. 39–42.
29.Кутепов В.М., Аникеев А.В., Толмачев В.В. Прикладная геология карста // Новые книги за рубежом. Серия А. 1994. № 10. С. 76–79.
30.Anikeev A.V., Fomenko I.K. Subsidence-sinkhole development in sand deposits above karst masses // Land Subsidence / F.B.J. Barends, F.J.J. Brouwer, F.H. Schröder (eds). Rotterdam: Balkema, 1995. P. 27–34.
31. Аникеев А.В. Изменение свойств и строения грунтовой толщи в результате техногенной активизации провально-суффозионных процессов // Эволюция инженерно- геологических условий Земли в эпоху техногенеза: Тр. Междунар. науч. конф. (Россия, Москва, 28–29 мая 1997) / Под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1997. С. 117–118.
32.Anikeev A.V. Casual hydrofracturing theory and its application for sinkhole development prediction in the area of Novovoronezh Nuclear Power House-2 (NV NPH-2), Russia // Hydrogeology and Engineering Geology of Sinkholes and Karst / B.F. Beck, A.J. Pettit, J.G. Herring (eds). Rotterdam: Balkema, 1999. P. 77–83.
33.Аникеев А.В., Калинин Э.В. Теория быстрых движений гранулированных сред в инженерной геологии // Теоретические проблемы инженерной геологии: Тр. Междунар. науч. конф. (Россия, Москва, МГУ, 25–26 мая, 1999) / Под ред. В.Т. Трофимова и В.А. Королева. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999. С. 76–77.
34.Шеко А.И., Аникеев А.В., Гулакян К.А. и др. Прогноз и моделирование экзогенных геологических процессов // Опасные экзогенные процессы / Под ред. В.И. Осипова. М.: ГЕОС, 1999. Глава 6. С. 194–231.
35.Аникеев А.В., Калинин Э.В. Определение напряженного состояния покровной толщи при истечении грунтов в подземные полости // Сергеевские чтения. Вып. 4. М.: ГЕОС, 2002. С. 488–492.
36. Аникеев А.В. Суффозия массы как истечение сыпучих грунтов в трещинно- карстовые коллекторы // Гидрогеология и карстоведение: Межвузовский сб. науч. тр. Вып. 15. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2004. С. 200–205.
37.Аникеев А.В. Провалы в районах покрытого карста как результат массовой суффозии песков и разрушения глин // Карстоведение – XXI век: теоретическое и практическое значение: Материалы Междунар. симпозиума. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 2004. С. 216– 220.
38.Аникеев А.В., Рагозин А.Л. Оценка геологического риска на территории Нагатинской поймы Москвы-реки // Оценка и управление природными рисками: Материалы Всеросс. науч.-практ. конф. “Риск–2006”. М.: Изд-во РУДН, 2006. С. 156–159.
39.Anikeev A.V. Destruction of aquitards, sinkhole development and land subsidence in Moscow // Engineering geology for tomorrow´s cities: Proc. of the 10th IAEG Int. Congress (Nottingham, United Kingdom, 6–10 September 2006). London, 2006. Paper No 247. Р. 1–9.
40.Аникеев А.В., Кондратьев А.В., Сулимова А.Ю., Чумаченко С.А. Карстовые воронки на востоке Республики Татарстан и некоторые особенности их формирования // Сергеевские чтения. Вып. 9. М: ГЕОС, 2007. С. 74–79.
41.Аникеев А.В., Чумаченко С.А. Карстовые формы Восточного Предкамья и Закамья и опасность их возникновения // Информационный бюллетень о состоянии недр на территории Республики Татарстан за 2006 год. Вып. 7 / Министерство природных ресурсов РФ. Казань, 2007. С. 375–398.
42. Аникеев А.В., Сулимова А. Ю., Чумаченко С.А. Инверсия свойств грунтов, слагающих молодые карстово-суффозионные воронки // Сергеевские чтения. Вып. 10. М.: ГЕОС, 2008. С. 6–11.
43.Рагозин А.Л., Бурова В.Н., Аникеев А.В., Чумаченко С.А. Закономерности развития природных катастроф на территории России // Изменение окружающей среды и климата, природные и связанные с ними техногенные катастрофы. Т. 3 / Отв. ред. В.М. Котляков. М.: ИГ РАН–ИФЗ РАН, 2008. С. 74–80.
44.Аникеев А.В. Об использовании модели Бирбаумера в инженерном карстоведении // Сергеевские чтения. Вып. 11. М.: ГЕОС, 2009. С.257–262.
45. Аникеев А.В., Калинин Э.В. Исследование напряжений при обрушении свода карстовой полости поляризационно-оптическим методом // Там же. С. 263–268.
46.Аникеев А.В. Некоторые вопросы оценки карстового риска // Проблемы снижения природных опасностей и рисков: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. “Геориск-2009”. Т.2. М.: Изд-во РУДН, 2009. С. 4–9.
47.Anikeev A.V. To the problem of local forecast of sinkhole development in covered karst areas // Geologically Active: Proc. of the 11th Congress of the IAEG (Auckland, New Zealand, September 5–10, 2010,). Theme 1: Geohazards at the leading edge. London, 2010. P. 11–18.
48.Anikeev A.V., Leonenko M.V. Predicting the sinkhole development in the zone of water intake influence near the city of Dzerzhinsk in the Nizhny Novgorod Region, Russia // EngeoPro-2011: Delegate Papers of the Int. Conf. under the aegis of IAEG (Moscow, Russia, September 6–8, 2011). Moscow, 2011. P. 160–165.
49.Аникеев А.В., Козлякова И.В. Риск развития суффозии на участке кабельного коллектора в Москве // Проблемы снижения природных опасностей и рисков: Материалы Междунар. науч.-практ. конф. “Геориск-2012”. Т.2. М.: Изд-во РУДН, 2012. С. 15–21.
50.Аникеев А.В., Леоненко М.В. Прогноз образования карстовых провалов в зоне влияния водозабора у города Дзержинск Нижегородской области // Великие реки 2011: Тр. конгресса Междунар. науч.-промышл. форума (Нижний Новгород, 17–20 мая 2011). Нижний Новгород: Изд-во ННГАСУ, 2012. С. 143–147.
51.Аникеев А.В. Геомеханические аспекты карстово-суффозионного процесса // Семинар по проблемам инженерного карстоведения (Дзержинск, 4–5 октября 2012). Дзержинск: ИГИС, 2012. С. 72–81.
52. Аникеев А.В., Леоненко М.В. Особенности антропогенного морфогенеза в карстовых районах // Антропогенная геоморфология / Отв. ред. Э.А. Лихачева, В.П. Палиенко, И.И. Спасская. М.: Медиа-ПРЕСС, 2013. С. 265–290.