К вопросу о количественных критериях организованности элементов геологической среды Мокрицкая т.П. (дну им. О. Гончара, Украина)

Геологические системы, по мнению многих исследователей относятся к природным объектам с низкой степенью организации. При оценке состояний геологической среды (ГС) как подсистемы разноуровневых природно-технических систем (ПТС), необходимо руководствоваться количественными критериями. В качестве критериев оценок применяют: степень пораженности, измененности, нарушенности условий и др. Градации частных оценочных шкал не всегда строго обоснованы.

На территории г. Днепропетровска развиваются геологические и инженерно-геологические процессы: гравитационные, уплотнение в различных видах, подтопление. Традиционная оценка значимости процессов заключается в выполнении режимных наблюдений за состоянием отдельных компонентов геологической среды, расчете пораженности территории и разработке рекомендаций.

Изменение свойств горных пород в результате воздействий различной природы при таком подходе остается неизученной, что сказывается на качестве разработки прогнозов оптимального функционирования существующих и проектируемых природно-технических систем. Объем сфер взаимодействия отдельных новых сооружений существенно (в 4-5 раз) больше, чем у существующих объектов. Масштабное строительство зданий повышенной этажности и интенсивности нагрузок в зоне исторической застройки опирается, в соответствии с нормативами, на методы механики грунтов - моделирования процессов в основании как решений задач теории упругости в различных постановках. При таком подходе сложно учесть влияние фактора «время уплотнения» на изменение структуры грунтов в результате комплексных, и не во всех случаях ожидаемых, воздействий.

Анализ материалов о реальных изменениях геологической среды в результате техногенных воздействий затруднен в связи с объективными и субъективными обстоятельствами. К первым можно отнести неопределенности разного уровня и вида самого объекта (геологической среды); сложность достоверного описания поля техногенных воздействий. Ко вторым - влияние социоэкономических факторов, обуславливающих принципы природоохранной и хозяйственной деятельности в определенных исторических условиях.

Выборочный анализ результатов инженерно-геологических изысканий, выполненных в зоне городской застройки в разное время на одних и тех же площадках, доказывает следующее. Применение методов механики грунтов для оценки объемов сфер взаимодействия и их пространственного положения не всегда оправданно. Например, при отсутствии грунтовых вод и постоянных во времени механических воздействиях от существующей застройки, увеличивается вариативность свойств лессовых грунтов одинакового возраста и генезиса. Наблюдаются изменения гранулометрического состава песчаных отложений террас Днепра (увеличение содержания тонкодисперсных фракций) при практически неизменном положении уровня грунтовых вод. Такие процессы сопровождаются изменением деформируемости, прочности, не могут быть смоделированы в лабораторных условиях. Изменения свойств лессовых грунтов измененного состояния (водонасыщенных) практически не изучены, хотя существуют данные об изменениях пределов пластичности, гранулометрического состава, плотности и влажности во времени при техногенных воздействиях (охарактеризованных количественно) в других усло­виях.

Косвенным доказательством широкомасштабных изменений свойств лессовых грунтов является активизация суффозионно-просадочных явлений на площадках высоких террас. Анализ изменений в развитии оползневых процессов доказывает низкую эффективность активных локальных противооползневых мероприятий, так как массивы насыпных грунтов в реальных условиях являются средой для развития оползневых явлений нехарактерного, по региональным условиям, механизма. Строительство массивных присклоновых сооружений как укрепительных привело к деформациям отдельных сооружений в прибровочной части высоких террас.

Снижение коррелируемости показателей физических и физико-химических свойств горных пород во времени, увеличение вариативности распределения частных значений прямых показателей доказано для различных условий. Так как коррелируемость присуща грунтам в природных и слабонарушенных условиях и снижается при увеличении интенсивности техногенных воздействий, такое явление – один из возможных количественных признаков ухудшения «природной» организованности геологической среды и, одновременно, формирования новой организованности ГС как подсистемы ПТС.