Инженерная геодинамика. Понятие об ИГ процессах.

Инженерная геодинамика изучает все соврем. и др. геол. процессы и ИГ яв-я, которые влияют на возведение и эксплуатацию сооружений, на условия разработки МПИ, а так же решает вопросы прогноза изменений геодин. условий под возд-м инж. работ и сооружений.При разработке проектов крупных инж. сооружений возникают конкретные задачи: прогноз неблагопр. воздействия на проектируемый объект геол. процессов, развитых в р-не;прогноз должен быть дан во времени и в простр-ве;прогноз должен предусматривать возможную интенсивность сущ-х и вновь возникших геол. процессов. Дать такой прогноз с точным решением задачи чрезвычайно сложно. Но лишь при наличии такого прогноза и учета ИГ особенностей грунтов возможны правильное рацион. проектирование сооружений, их сохранность и нормальная эксплуатация, безопасность людей. Особого внимания заслуживают геол. процессы катастроф. хар-ра, возникающие неожиданно, быстро развивающиеся и вызывающие знач. разрушения (земл-я, оползни и обвалы, сели и др.). Ошибочно считать, что геол. процессы, медленно разв-ся во времени, не имеют практич. значения, что ими можно пренебречь (тектон. движения з.к., выветривание). Поэтому, при ИГ изысканиях необходимо изучать все геол. процессы, происходящие на исследуемой территории, независимо от того, катастроф. или некатастроф. хар-р развития они имеют. Идеальный случай - когда возводимое инж. сооружение так вписывается в природную обстановку, что не нарушает сложившееся в ней равновесие. Такие случаи бывают очень редко. Чаще всего любое стр-во или хоз. освоение территории (вырубка лесов, распахивание целинных земель, орошение в аридных областях и др.) порождает возникновение геол. процессов, которые раньше отсутствовали на данном участке. Процессы, возникшие в рез-те деят-ти человека, получили название ИГ(антропогенных) процессов. Совокупность геол. и ИГ процессов и порождаемых ими яв-й хар-т геодин. обстановку. Известно, что все геол. процессы изучаются одним из разделов геол. науки - динамической геологией. Геолог. процессы изучаются и ИГ, точнее, одним из ее разделов — инж. геодинамикой. Это ни в какой мере не противопоставляет инж. геодинамику динам. геологии. Каждая из этих дисциплин изучает геол. процессы в своем аспекте. Динам. геология изучает геол. процессы, протекающие в природе независимо от человека. ИГ изучает геол. процессы в связи с деят. человека, в связи с изменением природных условий под влиянием этой деят. с тем, чтобы дать рекомендации, как не допустить возникновение нежелательных для человека геол. процессов, изменить ход сущ-х геол. процессов в необходимом направлении, получить данные, нужные для проектирования различных инж. мероприятий. Динам. геол. и инж.геодинамику объединяет общий объект изучения — геолог. процессы. Поэтому между этими двумя разделами геол. науки не может быть противоречий. ИГ изучаются как эндогенные, так и экзогенные процессы. На начальном этапе развития ИГ больше внимания уделялось экз. процессам и знач. меньше — эндогенным. Сейчас энд. процессы привлекают к себе все большее внимание, так как стали ясны 3 обстоятельства. Во-1, энд. процессы в значит. степени могут обусловливать ИГ условия. В сейсмически активных областях оценка сейсмичности территории яв-ся важнейшей задачей при определении их ИГ условий. То же можно оказать и в отношении вулкан. деятельности применительно к районам действующих вулканов. Во-2, энд. процессы могут способствовать развитию экз. процессов. В-3, энд. процессы могут быть вызваны деят. человека, т. е. среди ИГ процессов могут быть процессы не только экз. хар-ра, но и процессы энд.. При оценке геодинам. обстановки отдельных регионов необходимо учитывать климат. условия, широтную и высотную зон-сть р-на, где протекают геол. процессы. Классическим примером широтной зон-сти геол. процессов яв-ся территория Западно-Сибирской низменности. В. Т. Трофимовым (1977) выделены 4 широтные ИГ зоны. Для оценки ИГ условий большое знач. имеет изучение не только соврем. геол. процессов, но и др. геол. процессов, создававших палеогеодинамическую обстановку, основные черты которой воплощены в геол. строении и рельефе той или иной территории. Без изучения древних геол. процессов невозможно принять рациональные решения при стр-ве тоннелей в горных областях, гидротехнических и др. сооружений на территориях древних долин, при застройке речных террас, сложенных просадочными лёссами. Изучение древних геол. процессов и палеогеодинам. обстановки яв-ся важной задачей инж. геодинамики. Исследования в области инж. геодинамики позволяют уменьшить ущерб, который наносят геол. процессы народному хоз-ву. не все геол. процессы сказываются отриц. при формировании и освоении человеком геол. среды. Многие геол. процессы противоположны друг другу, например денудационные и аккумулятивные процессы. Первые - нарушают целостность массива ГП, облегчают его разрушение при выветривании, ведут к снижению прочностных и деформационных свойств пород. Вторые, наоборот, способствуют повышению устойчивости массивов ГП, а в рез-те «залечивания» трещин и процесса литификации ГП происходит улучшение их прочностных и деформационных св-в. ИГ (антропогенные) процессы и яв-я- процессы и яв-я, возникшие в рез-те взаимодействия инж. сооружений с геол. средой. Яв-я, вызываемые инж. деятельностью человека — весьма разнообразны. Их классификация может быть построена на различных принципах. Один из них — это учет глубины, на которую действует человек, и сам хар-р воздействия при различных видах стр-ва. ИГ процессы, так же как и геол. процессы, могут стать опасными и угрожать сохр. сооружений, если они не были своевременно учтены или если их прогноз был дан неправильно. ИГ процессы тождественны природным геол. процессам. Но в большинстве случаев ИГ процессы отличаются от природных геол. процессов большей интенсивностью, более быстрым протеканием во времени и более огран. площадью своего прояв-я. Могут возникать ИГ процессы, для которых нет аналогов среди природных геол. процессов, хар-х для данной природной обстановки. ИГ процессы обычно приурочены к участку строит-ва или охватывают территорию в непосредственной близости от него. Они вызываются знач. изменениями в природ. обст-ке в связи со стр-м, но и сами интенсивно возд-т на нее, и в частности на состояние и св-ва пород. Рассмотрим некоторые из ИГ процессов. 1) При стр-ве зданий различного назначения важным ИГ процессом яв-ся уплотн. пород под действием их веса, особенно в том случае, если в качестве основания здания яв-ся осад. порода, слаболитифицированная и сильносжимаемая. При уплотн. пород происходит осадка сооружения. Величина и хар-р осадка зависят от ИГ условий, от веса сооружения, размера и заглубления фундамента. При оценке геол. условий на 1 место следует поставить тип породы, которая яв-ся основанием, и ее состояние. Породы со стр-ми крист. связями (магм., метаморф. и др.), не разрушенные геол. процессами, имеют предел упругости при сжатии знач.выше давления, которое оказывают на них возводимые

здания или какие-либо другие сооружения, и поэтому величина осадки этих пород будет min. Противоположностью им являются связные грунты, у которых преобл-т ионно-электрост., молекулярные и др. стр-е связи, обусловливающие высокую сжимаемость этих пород. Чтобы избежать знач. осадок сооружения, фундамент стараются заложить глубже, на более уплотненную породу, и выбирают такую его конструкцию, чтобы давление на грунт было сравнительно небольшим. 2) При дорожном стр-ве возникают ИГ процессы иного хар-ра - морозное пучение на шоссейных и ж/д; деформации искусственных откосов, которые слагаются породами, попавшими в иные условия, чем те, в которых они находились до начала дорожного стр-ва (возросла интенсивность выветривания, началось воздействие эрозионных процессов или суффозии и т. п.).Возникновение ИГ процессов требуется предусмотреть заранее, чтобы иметь возможность в процессе стр-ва дороги провести мероприятия, сводящие к min их вредное воздействие. 3) Наиболее сложным видом стр-ва яв-ся гидротехническое (особенно сооружение ГЭС). Гидротехн. сооружение резко меняет геол. обстановку и естественные гидрогеол. условия не только на месте, где производится стр-во, но и далеко за его пределами. Это может вызвать возникновение таких процессов, как карст, суффозия, переработка берегов водохранилищ, оползни, просадка лёссовых пород, заболачивание и ряд других. Когда, где и какие из перечисленных ИГ процессов будут возникать - все это зависит не только от хар-ра гидротехнического стр-ва, но и во многом от ИГ условий. Развитие ИГ процессов определяется совокупностью факторов, возникающих под влиянием деят. человека и сущ-х природных геол. процессов.