Анотація до роботи:

Безсмертний А.Ф. Комплексні геофізичні дослідження зсувів і побудова прогнозних моделей їх активності (на прикладі Південного берегу Криму). -Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.22- геофізика. –Київський національний університет імені Тараса Шевченка, –Київ, 2004.

Дисертацію присвячено питанням комплексного геофізичного вивчення зсувів. Розроблені методичні основи аналізу геофізичних ознак напружено-деформаційного стану грунтів. У праці відображено новий напрямок у моделюванні зсувних процесів. Найвища достовірність геофізичного прогнозу може бути отримана на основі моделей авторегресії-регресії та статистичних характеристик динаміки геофізичних параметрів.

Наукові дослідження, виконані в дисертаційної роботі у відповідності з основною її метою – формування геофізичної моделі зсувних деформацій для моніторингу ГС на ділянках розвитку НГП, дозволили сформулювати ряд висновків, суттєвих для розуміння і розкриття механізму дії факторів зсувоутворювання, оцінити їх вплив на НДС ґрунтових мас у зонах глибинної повзучості і встановити взаємозв'язок цих явищ з поведінкою геофізичних ознак на поверхні.

1. Розв’язок задач об'єктивного прогнозу розвитку деформацій в межах окремих зсувних схилів неможливий без вивчення видів зв'язку факторів, що визначають перехід відкладів схилів у нестійкий граничний стан, і геофізичних індикаторів НДС ґрунтового масиву, що враховують його підготовленість до наступних зміщень. Моделювання зв'язку між індикаторами загального поля механічних напружень і деформаціями достатньо базувати на основі режимних спостережень в межах пологих ділянок зсувів-потоків або ділянок розташованих вище досліджуваного зсувного схилу. Математичне забезпечення при формуванні геофізичних моделей активності зсуву повинне включати широкий спектр ймовірнісно-статистичних методів та інструментів для характеристики розподілу випадкової величини всередині вибірки.

2. Основною ознакою будь-якої деформації на схилі є формування просторово-часових напружених неоднорідностей в стані ґрунтового масиву. З фізичної точки зору це явище виражається в періодичному стискуванні або розтягуванні смужки ґрунту, яке фіксується зміною густини ґрунтів в межах глибинних горизонтів. Динамічний хід густини ґрунтів на схилах (дисперсія) має регіональний і локальний цикли, а амплітуда прямо пропорційна активності зсуву

3. Всяка зміна стану ґрунтового масиву під дією факторів зсувоутворення приводить до відчутних змін рівня геофізичних індикаторів цього процесу. Згідно динаміки геофізичних параметрів в часі, їх можна розділити на дві групи. Перша група включає такі параметри як КА електричного опору горизонта і прискорення СТ. В рівні цих параметрів переважає регіональний тренд. До другої групи відносяться такі параметри, як ЕШ пружних хвиль та інтенсивність поля ПІЕМПЗ. Їх режим виражений зміною амплітуд сезонних коливань.

4. Наявність попереджувальної реакції геофізичних параметрів по відношенню до активності зсуву полягає в збільшенні їх рівня за 2–3 роки в багаторічному та за 3–4 місяці у внутрішньорічному розрізах до початку видимих зміщень, в сталості досягнутих значень параметрів на протязі, відповідно, 1–2 років та 1–2 місяців і наступному зниженні значень параметрів безпосередньо перед деформаціями (1-2 місяці). У кожному із розглянутих геофізичних параметрів окрім загальних, фіксуються індивідуальні закономірності їх режиму щодо умов залягання та літологічної будови зсуву.

5. При вирішенні оберненої задачі моделювання для прогнозу зміщення зсувів найприйнятнішою є модель авторегресії-регресії. Вона дозволила використати геофізичні параметри як самостійний інструмент при прогнозі часу і місця наступного переміщення. Побудована модель відповідає короткотерміновому прогнозу і дозволяє подовжити прогнозований період до 3 років. До обмежуючих умов даного методу моделювання відноситься необхідність тривалих стаціонарних спостережень за розподілом геофізичних полів синхронно спостереженню за динамікою зсуву.

6. Досвід застосування факторних моделей зсувної активності показав, що ймовірність збігу обчислених і дійсних зміщень не перевищує 0.6–0.7. Така характеристика прогнозу обумовлена різноманітністю дії природних явищ і недостатнім врахуванням підготовленості схилу до наступного зміщення. Для усунення цих недоліків розроблені ефективні індекси імовірності, які визначаються за розподілом геофізичних параметрів і які корегують ймовірність зміщень, оцінену за даними факторного аналізу.

7. Для тривимірного картування НДС ґрунтового масиву при дослідженні зсувонебезпечних територій достатньо використовувати комплекс геофізичних методів, який включає: ПІЕМПЗ, електрометрію та сейсмометрію. До основних методичних особливостей виконання польових робіт необхідно віднести їх етапність. На першому етапі досліджень, використовується метод ПІЕМПЗ, за даними якого згідно авторських розробок, виконаних в дисертації, отримують попередню інформацію щодо просторового закладення і геометрії осередків НДС гірських порід, які розглядаються як ділянки потенційної деформації ґрунтового масиву.

Спираючись на кількісні методи геофізики (електророзвідка, сейсморозвідка), на другому етапі досліджень, уточнюється інформація про глибинне закладення аномальних об'єктів напруженості в зсувному розрізі і простягання тріщинуватих зон.

Третій етап досліджень виконують з метою якісної оцінки фази зсуву. Для цієї оцінки використовують відхилення термінових вимірів від МО (D- дисперсія) за даними короткотермінових польових спостережень (до 1–2 місяців) в межах виділеного на попередніх етапах досліджень локального осередку деформацій. Величина цього показника дозволяє класифікувати досліджувані схили як такі, що знаходяться в стійкому стані (D < 30–40% від величини параметра), граничному стані до зміщення (50%<D<100%) і у фазі активізації (D>100%).

Публікації за темою дисертації:

1. Бессмертный А.Ф. Ритмичность гравитационных процессов и формирование непостоянных во времени геофизических аномалий. // Оползни Крыма в 2 ч. Министерство архитектуры и строительной политики АРК. Крымский институт природоохранного и курортного строительства. –Симферополь: Апостроф, 1999. –Ч. 2, Гл.7:–С.139-165.

2. Бессмертный А.Ф., Саломатин В.Н. Решение инженерно-геологических задач на основе результатов наблюдения естественного импульсного електромагнитного поля Земли // Геофизический журнал. –1999. -№1. –С.119-126. (автором виконані польові експериментальні дослідження, а також їх інтерпретація по розробленим алгоритмам).

3. Бессмертный А.Ф., Кулиш В.Н., Рыжий М.Н. Комплексные геофизические наблюдения для организации мониторинга инженерно-геологических процессов в районе гидротехнических сооружений // Вісник Українського будинку економічних і науково-технічних знань. –1999. -№3. –С.40-45. (авторові належить головна ідея досліджень).

4. Бессмертный А.Ф., Кулиш В.Н., Рыжий М.Н., Кулиш Э.В. Изучение инженерно-геологических процессов и фильтрационных явлений с использованием метода ЕИЭМПЗ на территориях в районе примыкания к гидротехническим сооружениям Днепровского каскада ГЭС // Вісник Українського будинку економічних і науково-технічних знань. –1999. -№3. –С.46-53. (автором виконано експериментальні спостереження, інтерпретація польових даних, а також йому належить головна ідея роботи).

5. Бессмертный А.Ф., Рыжий М.Н. Перспективы использования ГИС-технологий для мониторинга геологической среды в районе Ливадийского дворцово-паркового комплекса // Труды Нац. горной академии Украины. –1999. -№7. -Т.1. -С.104-106. (авторові належить головна ідея досліджень та створено принципову схему процесу моніторингу геологічного середовища).

6. Бессмертный А.Ф. Опыт и перспективы использования ГИС-технологий для визуализации геофизических наблюдений при инженерно-геологических изысканиях // Докл. II Междунар. научн.-практ. конф. “Проблемы и перспективы использования геоинформационных технологий в горной промышленности”. 15-17 мая 2000 г. -Днепропетровск: РИК НГА Украины, 2000. -С.185-189.

7. Безсмертний А.Ф. Геофізична інтерпретація схилових деформацій в межах розвитку зсувів на Південному березі Криму // Вісник Київського національного університету ім. Т.Г.Шевченко. Серія «Геологія» Випуск №19 -Київ: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2001. -С.37-41.

8. Бессмертный А.Ф., Демчишин М.Г., Саломатин В.Н. Оценка испарения на оползневых склонах Южного берега Крима // Геологічний журнал. -2002. -№1. –С.67-71. (автором виконано кореляційно-регресійні дослідження зв’язку між параметрами).

9. Bessmertny A., Rijhiy M. Monitoring processes of dangerous geologic in region seaside of Ukraine // Proceeding of the XII^th European conference on soil mechanics and geotechnical engineering “Geotechnical problems with man-mad and man influenced grounds”. –Prague, Czech republic, 2003. –P.465-470. (авторові належить головна ідея статті).

10. Спосіб визначення глибини залягання і геометричних параметрів осередків напружено-деформованого стану гірських порід: А. с. 97041750 Україна, КІПКБ G01 V3/08, G01 V3/12 / Саломатін В.М., Безсмертний А.Ф. –№28474А; Заявлене 15.04.97; Опубл.16.10.2000, Бюл. №5–II (автором виконано математичні дослідження по розкриттю інтегральних функцій і приведення їх до остаточних формул оберненої задачі геофізики).

11. Кулиш Э.В., Бессмертный А.Ф. Оползневой мониторинг склонов ЮБК, прогноз и управление геологической средой // Мат–лы Межд. научн.–практ. конф. «Геологические и медико-екологические проблемы промышленно-городских агломераций». -Симферополь: КИПКС, 1994. -С. 164 (автором виконано експериментальні польові спостереження за розподілом ПІЕМПЗ і інтерпретація геофізичних даних).

12. Бессмертный А.Ф., Кулиш В.Н., Кулиш Э.В. Использование метода ЕИЭМПЗ при изучении вертикальных стволов шахт на примере лифтоподъемника гостиницы «Ялта» // Мат–лы Межд. научн.–практ. конф. «Проблемы защиты прибрежных территорий от оползней и абразии, а также направления инженерных исследований для строительства». Ялта: ЦНТУ “Инжзащита”. -1997. –С.39. (автором виконано експериментальні польові спостереження за розподілом ПІЕМПЗ і інтерпретація геофізичних даних).

13. Бессмертный А.Ф. Режим реологических особенностей оползневых грунтов в зонах глубинной ползучести, установленный по глубинным тензометрическим наблюдениям на опорной оползневой территории // Мат–лы Межд. научн.–практ. конф. «Проблемы защиты прибрежных территорий от оползней и абразии, а также направления инженерных исследований для строительства». Ялта: ЦНТУ “Инжзащита”. -1997. -С.55-57.

14. Бессмертный А.Ф., Саломатин В.Н. Мониторинг оползневой среды в многолетнем и внутригодовом разрезе на примере опорных инженерно-геологических полигонов (по материалам ЯКГГ и ИГП) // Мат–лы научн.–практ. конф. -Симферополь: КИПКБ. -1998. –С.120. (автором побудовано багатофакторну модель активності зсуву та виконано порівняння величин обчислених і дійсних зміщень).

15. Бессмертный А.Ф., Саломатин В.Н. Комплексирование геофизических методов при распознавании напряженного состояния динамической склоновой системы (по материалам ЯКГГ и ИГП) // Мат–лы научн.–практ. конф. -Симферополь: КИПКБ. -1998. –С.120. (автором виконано обробку часових рядів геофізичних параметрів, побудовано фізико-геологічну модель зсувного середовища для спостережень за ним геофізичними методами).

16. Бессмертный А.Ф. Рациональный комплекс наблюдений для исследования режима оползневых процессов на Южном берегу Крыма // Мат-ли Міжн. наук.-практ. конф. “Инженерний захист територій і об’єктів у зв’язку з розвитком небезпечних геологічних процесів” 25-28 травня 1999р., м. Ялта. –К., 1999. –С.113-116.