7.4.2 Техногенные факторы

Техногенез оказывают большое влияние на развитие, ход и направленность геодинамических процессов, в той или иной мере воздействующих на устойчивость сооружений.

Количественные отличия техногенных процессов от природных состоят в том, что во времени они развиваются быстрее и с большей интенсивностью. Некоторые явления можно вызвать без всякой подготовки и практически мгновенно.

Качественные отличия их следующие: специфический генезис, связанный с деятельностью человека, формирование избирательное в зависимости от характера воздействия человека на природную среду, причем последний фактор является определяющим. Характер и направленность воздействия могут не соответствовать природным условиям местности.

Антропогенные (техногенные) геологические процессы имеют свои особенности, во многом обусловленные видом техногенного влияния на среду и его интенсивностью. Они, как и природные, имеют свой возраст, время проявления и существования. Формы проявления различны, причем отчетливость их во многом зависит от длительности и интенсивности техногенной нагрузки на среду. Изучение ее интенсивности проводится в процессе построения, совмещения и анализа ряда покомпонентных карт территории.

Антропогенные геологические процессы и явления можно классифицировать и типизировать по разным признакам: общим, частным, основным и вспомогательным. Различные принципы, подходы и аспекты могут быть положены в основу классификации: по признаку главных действующих сил и факторов, вызывающих процессы и явления, по признаку региональных и зональных обстановок и условий, в которых развиваются и существуют процессы и явления, по видам строительства и инженерной деятельности человека и т.д. Группы объединяют совокупности генетических комплексов антропогенных (техногенных) геологических процессов и явлений, связанные с главными направлениями антропогенных изменений литосферы, подземной и поверхностной гидросферы. Классы объединяют процессы и явления, выделенные в генетические комплексы по характеру изменения грунтов, подземных и поверхностных вод. Виды как элементарная классификационная единица - это сами процессы и явления (Ф.В.Котлов, 1977).

Таблица 7.3

Систематика техногенных геологических процессов

(по Ф.В. Котлову, 1977)

Группа	Класс	Вид	Искусственные факторы, вызывающие процессы и явления и способствующие их развитию
1.Антропогенный литогенез	1.Наземный (субаэральный) литогенез	1.Стихийное накопление антропогенных отложений на поверхности Земли 2.Регулируемое накопление насыпных антропогенных отложений на поверхности Земли	Существование города и связанное с ним накопление строительных, промышленных, горных и хозяйственно-бытовых отходов Устройство земляных сооружений (строительных, дорожных насыпей, дамб и т.д.), грунтовые отвалы из выработок, складирование производственных отходов
	2.Подземный (субтерральный) литогенез	3.Искусственный намыв грунтов 4.Привнос в грунтовые массивы инородных тел, конструкций и сооружений	Намыв искусственных террас, стройплощадок, земляных сооружений и т.д. Закладка и тампонаж подземных выработок, засыпка шахт. Накопление остатков фундаментов, свай, дренажей и т.д.

Продолжение табл. 7.3

Группа	Класс	Вид	Искусственные факторы, вызывающие процессы и явления и способствующие их развитию
2.Геотермические процессы и явления	3.Вызванные замерзанием грунтов и подземных вод 4.Вызванные протаиванием мерзлых грунтов и льдов	5.Морозное пучение 6.Морозное выветривание 7.Солифлюкция	Спуск в грунт горячих и теплых сточных вод
3.Процессы и явления, вызванные изменением режима подземных вод, обводненности и влажности грунтов	5.Вызванные понижением уровня подземных вод и осушением грунтов 6.Вызванные повышением уровня подземных вод, обводнением и увлажнением грунтов	8.Образование депрессий подземных вод 9.Гидростатическое обжатие грунтов и оседание поверхности 10.Дегидратацион-но-транспирацион-ное оседание поверхности 11.Деструкционное проседание поверхности 12.Появление новых водоносных горизонтов, верховодки 13.Подтопление территории, затопление подвалов и выработок 14.Заболачивание (за счет грунтовых вод) 15.Просадки лессовых грунтов	Осушение грунтов средствами технической мелиорации Откачки подземных вод при строительстве и производстве горных работ Уменьшение инфильтрации атмосферных осадков, вызванное застройкой территории, применением водонепроницаемых покрытий и пр. Инфильтрация воды из искусственных водоемов Уничтожение естественных дрен, спуск сточных вод Утечки воды из подземных сетей и резервуаров

Продолжение табл. 7.3

Группа	Класс	Вид	Искусственные факторы, вызывающие процессы и явления и способствующие их развитию
4.Процессы и явления, вызванные изменением напряженного состояния массива грунтов	7.Вызванные изменением фильтрационно-гидродина-мического режима	16.Развитие склоновых процессов (оползней, оплывин и т.д.) 17.Антропогенная механическая суффозия 18.Прорыв подземных вод и плывунов в выработки 19.Суффозионно-механическое проседание поверхности и провалы 20.Суффозионные и гидродинамические оползни	Напорная фильтрация из искусственных источников и т.д. Откачки подземных вод Образование градиентов напоров и фильтрации при устройстве подземных и поверхностных выработок и возникновение депрессий
	8.Геостатические (вызванные статическими нагрузками) 9.Вызванные вскрытием массива грунтов открытыми выработками	21.Гравитационное сжатие грунтов и оседание поверхности 22.Гравитационные оползни и обвалы 23.Сдвиговые явления в откосах выемок (оползни, обвалы, осыпи и т.д.) 24.Эрозионный размыв откосов	Давление веса зданий, сооружений и пр. Нагрузки, превышающие сопротивление грунтов сжатию и сдвигу в основании зданий и сооружений

Окончание табл. 7.3

Группа	Класс	Вид	Искусственные факторы, вызывающие процессы и явления и способствующие их развитию
5.Процессы и явления, вызванные изменением поверхностной гидросферы	10.Вызванные созданием антропогенной гидрографической сети (водохранилищ, каналов, озер, прудов, болот) 11.Вызванные нарушением естественного стока атмосферных вод	25.Затопление, подтопление и заболачивание местности 26.Переработка берегов 27.Береговые оползни и обвалы 28.Антропогенная эрозия (овраги, рытвины, промоины и др.) 29.Заболачивание (за счет поверхностных вод)	Подпор рек и ручьев плотинами, создание каналов, прудов и озер Ветровые и седовые волны и течения Дефекты вертикальной планировки местности и регулирования стока поверхностных вод Сброс снега и вод в овраги, балки, на склоны и откосы

Степень влияния техногенных факторов на инженерно-геологические условия (в том числе физико-механические свойства грунтов и соответственно устойчивость проектируемого сооружения) определяется, в первую очередь, естественными условиями (литологический состав пород, геоморфология и рельеф, гидрогеологические условия и т.д.), интенсивностью и временной характеристикой техногенного влияния на геологическую среду, обусловленную спецификой сооружения (величины статических и динамических нагрузок, их площадная характеристика, возможность утечек из коммуникаций и т.д.).

При этом выделение ведущих факторов применительно к разным видам проектируемых сооружений производится на основании оценки конкретных инженерно-геологических условий (природных и техногенных), характерных для района исследований. На начальных стадиях инженерно-геологических исследований и проектирования, с использованием схем районирования (геоморфологическое, структурно-тектоническое, инженерно-геологическое, гидрогеологическое и т.д.) возможно проведение районирования территории по критериям, отражающим техногенную загруженность территории (количество сооружений, коммуникаций на единицу площади, структура водопотребления, степень пораженности природно-техногенными и техногенными процессами и т.д.).

Важную роль при проведении инженерно-геологических исследованиях играет:

1. Сопоставление и анализ поведения сооружений в разных природно-техногенных условиях (аналоговое моделирование).

2. Разработка критериев качественной и количественной оценки изменения свойств геологической среды под действием техногенных факторов во времени и пространстве.

3. Разработка и опробация методик проведения исследований изменения свойств грунтов при специфических природно-техногенных условиях (поведение грунтов при замачивании их насыщенными растворами, нефтепродуктами и т.д) для пространственно-временного прогноза. Тем более, что в настоящее время достаточно представительных методик не существует.

В этой связи перспективным может быть проведение полевых и лабораторных исследований направленных на разработку и обоснование методик лабораторного определения изменения свойств грунтов при замачивании нефтепродуктами, насыщенными растворами и т.д. Важным моментом при этом является качественная статистическая обработка результатов испытаний.

При проведении исследований, направленных на изучение изменения свойств грунтов как оснований, их поведения под нагрузкой при насыщении нефтепродуктами или насыщенными растворами необходимо:

1. Разработать и обосновать программу исследований с выделением перспективных направлений.

2. Выбрать и обосновать методику проведения лабораторных исследований (в соответствии с ГОСТами).

3. Разработать критерии оценки идентичности состояний грунтов при лабораторном анализе и в природном состоянии.

4. Накопить необходимый объем фактических данных испытаний, позволяющих рассматривать установленные зависимости между различными факторами и явлениями с достаточной достоверностью: