Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі
Динамика склонов на территории Бытковского нефтепромысла в горноскладчатой области Карпат описана методами механики скальных пород. Рассмотрены также сейсмические воздействия на склоны, тектонические напряжения в присклоновых массивах, ползучесть осыпей и коллювиальных отложений, поверхностная ползу...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Інститут геологічних наук НАН України
2009
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/12455 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі / М.Г. Демчишин, В.Д. Сукновський // Геологічний журнал. — 2009. — № 3. — С. 92-96. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859991845453430784 |
|---|---|
| author | Демчишин, М.Г. Сукновський, В.Д. |
| author_facet | Демчишин, М.Г. Сукновський, В.Д. |
| citation_txt | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі / М.Г. Демчишин, В.Д. Сукновський // Геологічний журнал. — 2009. — № 3. — С. 92-96. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| description | Динамика склонов на территории Бытковского нефтепромысла в горноскладчатой области Карпат описана методами механики скальных пород. Рассмотрены также сейсмические воздействия на склоны, тектонические напряжения в присклоновых массивах, ползучесть осыпей и коллювиальных отложений, поверхностная ползучесть, глубинная ползучесть рыхлых и скальных пород, оползни, грязевые потоки.
Slope dynamics on the territory of Butkiv oil-field in Carpathian mountain-fold region are described by rock layer mechanic methods. Seismic action on slopes, tectonic intense in pre-slope massif, creeping of talus, superficial creeping, deep-laid creeping, friable and rock layers, heaves, mud streams are examined as well.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:31:57Z |
| format | Article |
| fulltext |
Перепади висот, градієнти схилів, конфігуC
рація поверхні, фізикоCмеханічні властиC
вості порід, які є складовими присхилового
масиву, внутрішні ослаблені поверхні і зони,
внутрішні та зовнішні впливи визначають в
цілому напруження стану масиву. Постійні
зміни морфометричних параметрів схилів,
стан порід присхилових масивів спричиняC
ються змінами стану речовини земної кори,
змінами внутрішніх та зовнішніх впливів, до
яких відносяться перш за все гравітаційні і
тектонічні процеси, вплив внутрішнього тепC
ла Землі, кліматичні впливи. Все це обумовC
лює процеси вивітрювання та денудації, які
протікають з різною інтенсивністю і поC
різному впливають на схили.
В загальних рисах динаміка схилів вираC
жається в постійному порушенні зовнішніми
і внутрішніми впливами відповідно напружеC
ного стану присхилових масивів міцності
порід, які залягають в цих масивах, та приC
ведення його у відповідність шляхом приC
родного саморегулювання. Розподіл напруг
в присхиловому масиві, їх співвідношення з
міцністю порід визначають стан схилу та йоC
го поведінку в природних умовах [1].
Битківський нафтопромисел – це перш
за все найскладніше поєднання поверхонь,
які характеризуються різноманітними кутаC
ми нахилу щодо рівня поверхні геоїда,
різноманітною експозицією, високим ступеC
нем розчленованості і порушень первинних
умов, високою динамічністю. Результатом
формувань проблемних умов є порушення
напруженого стану схилу, підрізка і переванC
таження його, зміна поверхневого і підземC
ного стоків, динамічні навантаження, клімаC
тичні і сейсмічні аномалії. Ступінь та інтенC
сивність взаємодії явищ, що впливають на
інженерні комунікації, наслідки, які виклиC
кані цією взаємодією, визначаються багатьC
ма факторами. По відношенню до схилу поC
ложення свердловини та качалки на ній
безпосередньо на схилі пов'язано із ствоC
ренням горизонтальних терас у вигляді
напівнасипів, забезпечення стійкості яких
ускладнюється із збільшенням крутості схиC
лу. Таке розміщення не гарантує безпеки і
надійності роботи на нафтопромисловому
об'єкті при розвитку масштабних процесів,
які охоплюють весь схил від свердловини до
русла струмка. Це все обумовило прояв
осипу та зсуву у районі св. 202 Битківського
нафтопромислу, які, в свою чергу, призвели
до розривів і порушень водопроводів і зуC
мовлюють руйнування схилу, який є фундаC
ментом для насосаCкачалки, незцементоваC
ної свердловини, нафтопроводів, і можуть
вивести з ладу експлуатацію свердловини
на тривалий час.
Для природних схилів на території УкC
раїни в межах гірськоскладчастих областей
основною силою, що визначає напружений
стан присхилових масивів, виступає сила
гравітації [5]. Характерним для такого напC
руженого стану є нерівномірні стикові напC
руги, які тим більші, чим більший перепад
висот і крутість схилів, що визначають їх
гравітаційний градієнт або гравітаційний поC
тенціал. Повна характеристика напруженого
92 ISSN 0367–4290. Геол. журн. 2009. № 2
УДК (551.311.235.2:551.24:624:131):622.276](477.86)
М. Г. Демчишин, В. Д. Сукновський
ОСНОВНІ ФАКТОРИ ДИНАМІКИ СХИЛІВ НА БИТКІВСЬКОМУ НАФТОПРОМИСЛІ
(Рекомендовано д&ром геол.&мінерал. наук А. Б. Ситніковим)
Динамика склонов на территории Бытковского нефтепромысла в горноскладчатой области Карпат
описана методами механики скальных пород. Рассмотрены также сейсмические воздействия на
склоны, тектонические напряжения в присклоновых массивах, ползучесть осыпей и коллювиальных
отложений, поверхностная ползучесть, глубинная ползучесть рыхлых и скальных пород, оползни,
грязевые потоки.
Slope dynamics on the territory of Butkiv oilCfield in Carpathian mountainCfold region are described by rock
layer mechanic methods. Seismic action on slopes, tectonic intense in preCslope massif, creeping of talus,
superficial creeping, deepClaid creeping, friable and rock layers, heaves, mud streams are examined as well.
© М. Г. Демчишин, В. Д. Сукновський, 2009
стану безкінечного напівпростору, обмежеC
ного похилою площиною, буде визначатись
нормальними і стиковими напругами. НапC
руга в будьCякій точці присхилового масиву
з врахуванням трьох координат простору
визначається тензором напруг, який опиC
сується матрицею такого вигляду:
де Рx, Рy, Рz – елементарні напруги на осях
координат; – нормальні напруги;
�xy, �xz, �yz – дотичні напруги.
При відсутності дотичних напруг, коли
тензор відноситься до головних осей, його
можна записати так:
Тензор середніх напруг при гідростатичC
них напругах в точці описується подібною
матрицею з позначенням нормальних напC
руг (шаровий тензор).
Відхилення напруженого стану від гідроC
статичного обумовлюються наявністю доC
тичних напруг і різниці між нормальними
напругами та їх середніми значеннями:
Тензор напруженого стану, який відC
різняється від гідростатичного, називається
девіатором напруг та записується в вигляді
Таким чином, напруга в окремій точці
присхилового масиву визначається сумою
шарового тензора і девіатора напруг:
Всі компоненти напруженого стану в
присхиловому масиві змінюються від точки
до точки від поверхні схилу до глибини присC
хилового масиву в основному внаслідок
зменшення девіатора напруг.
Дотичні напруги, які викликані граC
вітаційною силою, концентруються в зонах,
що прилягають до поверхні схилу та його осC
нови. У міру віддалення від місця перепаду
висот дотичні напруги зменшуються і теореC
тично девіатор напруг в однорідному масиві
зводиться до нуля. В масивах порід незаC
лежно від нерівності поверхні дотичні напруC
ги проявляються через неоднорідності геоC
логічної будови, варіації щільностей, наC
явність порушень цілісності, послаблених
зон та дій тектонічних сил.
На перший погляд можна вважати, що
просторова мінливість напруженого стану
порід у присхиловому масиві обмежена зоC
ною впливу гравітаційного градієнта. За меC
жами цієї зони мінливість визначається
лінійним збільшенням з глубиною головних
напруг та їх вирівнюванням до гідростатичC
них. Питання визначення напруженого стану
присхилового масиву в реальних умовах є
надзвичайно складним, до теперішнього чаC
су недостатньо дослідженим (!). Робились
спроби визначення напруги в масивах порід
безпосередньо шляхом замірів. Така задаC
ча, як зазначає Н. А. Цитович [6], технічно
дуже складна, так як занесення в ґрунт стоC
роннього тіла (вимірювача напруги) може
змінити напружений стан місця, яке розгляC
дають. Багато зусиль дослідниками було
витрачено для з'ясування картини напружеC
ного стану присхилового масиву за допомоC
гою побудов різноманітних фізичних модеC
лей. Однак здебільшого надзвичайно складC
но, а інколи практично неможливо при
моделюванні зберегти всі суттєві для приC
родних умов деталі [4], а саме: інженерноC
геологічні особливості геологічних тіл, просC
торовість (тривимірність) масиву і процесів
та ін. Тому вирішити задачу визначення напC
руженого стану присхилового масиву можна
тільки непрямим методом, вираховуючи маC
си порід, їх властивості, топографію поC
верхні масиву, топографію поверхонь та зон
послаблення в присхиловому масиві. При
цьому слід враховувати таке:
– розриви цілісності порід викликають
розриви цілісності поля напруг;
– напруги не передаються від частин
схилів, складених корінними породами, до
частин схилів, представлених пухкими пороC
93ISSN 0367–4290. Геол. журн. 2009. № 2
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
дами, тобто, коли щільність якоїсь частини поC
родного масиву, перевищує напруги, останні
не впливають на прилягаючий слабший маC
сив, якщо такий не залягає в основі схилу [3].
Для подальшого аналізу напруженого
стану присхилового масиву необхідно враC
ховувати зв'язок напруг і деформацій, матеC
матичну подібність між законами переходу
напруг і деформацій, те, що результати, отC
римані для напруг, можуть за аналогією легC
ко замінюватись для деформацій [2]. Варто
враховувати також, що всі визначення напC
руг практично виконуються тільки через
заміри деформацій.
Відомо, що при відсутності напруг нема і
деформацій. Для практичних цілей можна
мати і протилежне – при відсутності дефорC
мацій в певній частині масиву нема і напруг.
Приймаючи це положення, можна вважати,
що в однорідному ґрунтовому масиві напруC
га від особистої маси буде проявлятись тільC
ки на певній глибині, де величина нормальC
ної напруги буде викликати дефорC
мації. В випадку неоднорідної будови при
розривах цілісності породного масиву напC
руги повною мірою будуть концентруватись
в місцях його послаблення.
В присхиловому масиві поява тріщин,
послаблених поверхонь і зон обумовлює виC
никнення і концентрацію напруг, які призвоC
дять до розвитку пластичних зон, дефорC
мацій, порушень цілісності, переміщень.
Положення та орієнтація послаблених поC
верхонь і зон сильно впливають на розвиток
напруг і порушення схилу. При однакових
розмірах зон і величин послаблень
співвідношення утримуючих і рушійних сил
по поверхні ковзання буде різним залежно
від положення послабленої зони. Це полоC
ження підтверджується розрахунком
стійкості схилу з прийнятими зменшеними
значеннями показників щільності
і С, поC
чергово на кожній ділянці поверхні ковзання.
Схеми і результати таких розрахунків навеC
дені на рис. 1.
Розрахунки показують, що розміщення й
орієнтація послабленої поверхні значною
мірою впливають на значення коефіцієнта
стійкості, причому зменшення кута внутC
рішнього тертя відображається більше, ніж
зменшення щеплення. Більш складною буде
картина зміни стійкості схилу з врахуванням
об'ємного характеру деформацій схилів та
зміщення порід на схилах.
В елементарному випадку (рис. 2)
стійке розміщення маси порід на похилій
поверхні визначається системою різноC
манітних комбінацій її зв'язків з основним
94 ISSN 0367–4290. Геол. журн. 2009. № 2
Рис. 1. Зміна стійкості схилу залежно від розміщення послабленої зони щодо поверхні ковзання: а –
поверхня послаблення в присхиловому масиві (І – послаблена поверхня; ІІ, ІІІ – зони концентрації
напруг; 1–6 – номера розрахункових блоків клину, який зсунувся); б – графік залежності коефіцієнта
стійкості схилу від розміщення ділянки послаблення поверхні під розрахунковими блоками 1–6
масивом. Від переважання тих чи інших
зв'язків поCрізному будуть визначатися напC
руги, передаватися зусилля, які походять
від маси ґрунту.
В загальному випадку розвитку процесу
руйнування проходить декілька стадій, які
зіставляються зі стадіями зсувів:
– пластичні деформації в послабленому
об'ємі порід або на контурах послабленої
зони (поверхні), в місцях концентрації напC
руг (стадія підготовки зсуву);
– концентрація деформацій на контурах
послабленого масиву (послабленої зони),
відрив масиву та рух (стадія основного пеC
реміщення);
– руйнування (розчленування) маси, яка
відірвалась, та зупинка руху.
Добре відомим фактом, як запевняє А. Е.
Шейдеггер [7], є те, що при великих катастC
рофічних зсувах коефіцієнт внутрішнього
тертя зменшується зі збільшенням об'єму
порід, що зміщуються. На основі аналізу 33
катастрофічних зсувів виведена емпірична
залежність коефіцієнта тертя від об'єму мас,
що переміщуються:
95ISSN 0367–4290. Геол. журн. 2009. № 2
Рис. 2. Зв'язки, які утримують тіло на похилій поверхні: а – профіль; б – план; 1 – підпірка; 2 – підвіска;
3 – затискач; 4 – щеплення
(6)
де f – коефіцієнт тертя; V – об'єм порід, що
переміщуються; a = –0,15666; b = 0,62419.
Коефіцієнт кореляції в цій залежності
становить 0,82. Стандартні відхилення даC
них від кореляційної лінії – 0,14298.
Така формула при відомих об'ємах рухоC
мого матеріалу на схилах може орієнтовно
слугувати для оцінки швидкості та величини
зміщення. Можливість зменшення коC
ефіцієнта тертя зі збільшенням об'єму рухоC
мого матеріалу має прийматися в розрахуC
нок при запасах його, які перевищують 100
тис. м3. Звичайно, що така залежність застоC
совується тільки для гірських схилів зі значC
ною крутістю і протяжністю.
Контроль стану схилів, прогноз і передC
бачення зсувних явищ вимагають своєчасC
ного виявлення послаблених поверхонь і
зон у масивах порід, недопущення формуC
вання послаблених (перезволожених) порід
на схилах в об'ємах, які перевищують криC
тичні. Виходячи із значень критичних
об'ємів, можна розрахувати допустимі норC
ми зволоження присхилового масиву з поC
верхні в окремих частинах профілю схилу.
1. Демчишин М. Г. Современная динамика склоC
нов на территории Украины. – Киев: Наук. думC
ка, 1992. – 256 с.
2. Дидух Б. Н. Анализ развития упругоCпластиC
ческих деформаций в грунтовых массивах //
Тр. УнCта дружбы народов. – 1977. – Вып. 84. –
С. 32–57.
3. Емельянова Е. П. Основные закономерности
оползневых процессов. – М. : Недра, 1972. –
307 с.
4. Семь катастроф: (По материалам статьи Деля
Тая "Семь катастроф мира" из журнала
"Science et Vie") // Наука и жизнь. – 1977. –
№ 12. – С. 82–87.
5. Харр М. Е. Основы теоретической механики
грунтов. – М. : Стройиздат, 1971. – 320 с.
6. Цытович Н. А. Механика грунтов. – М. : Высш.
шк., 1973. – 274 с.
7. Шейдеггер А. Е. Физические аспекты природC
ных катастроф / Пер. с англ. – М. : Недра,
1981. – 232 с.
ІнCт геол. наук НАН України, Стаття надійшла
Київ 25.06.07
ЕCmail: evenCeser@bk.ru
96 ISSN 0367–4290. Геол. журн. 2009. № 2
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-12455 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0367-4290 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:31:57Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут геологічних наук НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Демчишин, М.Г. Сукновський, В.Д. 2010-10-08T20:55:35Z 2010-10-08T20:55:35Z 2009 Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі / М.Г. Демчишин, В.Д. Сукновський // Геологічний журнал. — 2009. — № 3. — С. 92-96. — Бібліогр.: 7 назв. — укр. 0367-4290 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/12455 (551.311.235.2:551.24:624:131):622.276](477.86) Динамика склонов на территории Бытковского нефтепромысла в горноскладчатой области Карпат описана методами механики скальных пород. Рассмотрены также сейсмические воздействия на склоны, тектонические напряжения в присклоновых массивах, ползучесть осыпей и коллювиальных отложений, поверхностная ползучесть, глубинная ползучесть рыхлых и скальных пород, оползни, грязевые потоки. Slope dynamics on the territory of Butkiv oil-field in Carpathian mountain-fold region are described by rock layer mechanic methods. Seismic action on slopes, tectonic intense in pre-slope massif, creeping of talus, superficial creeping, deep-laid creeping, friable and rock layers, heaves, mud streams are examined as well. uk Інститут геологічних наук НАН України Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі Article published earlier |
| spellingShingle | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі Демчишин, М.Г. Сукновський, В.Д. |
| title | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі |
| title_full | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі |
| title_fullStr | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі |
| title_full_unstemmed | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі |
| title_short | Основні фактори динаміки схилів на Битківському нафтопромислі |
| title_sort | основні фактори динаміки схилів на битківському нафтопромислі |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/12455 |
| work_keys_str_mv | AT demčišinmg osnovnífaktoridinamíkishilívnabitkívsʹkomunaftopromislí AT suknovsʹkiivd osnovnífaktoridinamíkishilívnabitkívsʹkomunaftopromislí |