количественных изменений, происходящих под влиянием геологических процессов и явлений, которые приводят к деформа­циям, разрушениям, загрязнениям и т. д.

Механико-математические методы разрабатываются в науках, непосредственно связанных с количественными оценками и про­гнозами изменения геологической среды под влиянием внешних и внутренних воздействий (механика грунтов и горных пород, геоме­ханика, математическое и физическое моделирование и др.). В на­стоящее время эти методы получили большое развитие примени­тельно к специфике процессов геологической природы, к пробле­мам контроля над ними и управления ими.

Принимая во внимание объект, предмет и характер методов ис­следований техногенно-геологических процессов и явлений, сфор­мулируем окончательно определение инженерной (экологической) геодинамики. Это научно-прикладное направление (раздел) инже­нерной геологии, изучающее геологические процессы и явления как результат взаимодействия геологической среды с другими сре­дами, находящимися или формирующимися под воздействием че­ловеческой деятельности, с целью обеспечения экологической без­опасности жизнедеятельности на осваиваемых территориях.

Структура инженерной (экологической) геодинамики может быть представлена в следующем виде. Первый раздел содержит ос-

Горное

дело

ной геодинамики, по мнению В. Д. Ломтадзе (1987), «являются за­коны связей между процессами и явлениями, существующие в объ­ективном материальном мире, или конкретнее, законы предельных равновесий, предельных состояний горных пород земной коры». Именно наличие этих законов предполагает неизбежность возни­кновения геологических процессов, характерных для конкретной геологической обстановки при определенном сочетании действую­щих факторов (природных и техногенных). Разнообразие геологи­ческих процессов и явлений обусловлено комплексом признаков природных условий: геологическим состоянием, тектоническими особенностями и неотектонической (сейсмической) активностью, гидрогеологической обстановкой, физическим и напряженным со­стоянием горных пород, орогидрографией местности, ее климатом и т. д.

Эти особенности (закономерности) геологических и инженер­но-геологических процессов и явлений подчеркивает и Г. С. Золо­тарев (1983). В качестве разнохарактерных воздействий на геоло­гическую среду, в результате которых возникают и развиваются эти процессы и явления, он приводит глубинные тектонические процессы, физическое и напряженное деформированное состоя­ние массива горных пород, гидрогеологические и гидрологические условия, климат местности.

Таким образом, все исследователи единодушны в том, что раз­витие теории геодинамических процессов проходит через изуче­ние состояния геологической среды, изменение которого во време­ни и представляет собой ее эволюцию, или, иначе говоря, геологи­ческий процесс.

ТЕХНОГЕННЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ЯВЛЕНИЯ

Геологический процесс следует рассматривать как движение (изменение) геологической среды во времени в результате ее взаи­модействия с внешними средами или между элементами (компо­нентами) самой геологической среды. Иначе говоря, геологичес­кий процесс — это последовательная смена состояний геосреды, характеризующих ее структуру и свойства в определенный момент

времени. Если этот процесс возникает и развивается под влиянием человеческой деятельности, то он называется техногенно-геологи­ческим (или, по Г. Н. Каменскому, инженерно-геологическим, а по Ф. В. Котлову и С. П. Горшкову, соответственно, антропогенным и природно-антропогенным). К антропогенным процессам и явлени­ям Ф. В. Котлов (1978) относит совершенно самостоятельную и обособленную категорию геологических процессов и явлений, воз­никновение, проявления и развитие которых связано с инженерно­хозяйственной и культурно-бытовой деятельностью человека. Если учесть, что в современных условиях интенсивного техногенеза роль человека в прямом и косвенном виде определяет ход разви­тия практически всех геологических процессов, особенно экзоди­намических, то можно считать название «техногенно-геологичес­кие процессы» наиболее правильным. Здесь уместно привести со­временное определение техносферы как «области в пределах земной коры, гидросферы, атмосферы и космоса, в которой на­ходятся, функционируют или применяются принадлежащие чело­веку конструкции, аппараты, орудия и вещества» (Горшков, 1982). Отметим далее, что биосфера, по мнению С. П. Горшкова, являет­ся пространством в земной коре, атмосфере и гидросфере и слу­жит важнейшим фактором экзодинамики. К необходимости де­тального изучения техногенных геологических процессов и явлений с целью постановки и решения задач рационального использова­ния геологической среды и ее охраны приходит и В. Д. Ломтадзе. В подкрепление этой необходимости он приводит перечень из 14 примеров возникновения техногенных геологических процес­сов при строительстве и эксплуатации промышленных и граждан­ских зданий и сооружений, а именно осадки, просадки, провалы, морозное Пучение, потеря устойчивости зданий и сооружений в связи с проявлением гравитационных процессов и т. п. (Ломтадзе, 1987). В табл. 2.1 приведены данные, которые в большой степени подтверждают это.

Возбудитель

процесса

В инженерной геологии термины «процесс» и «явление» часто используются как синонимы. Правильнее под термином «явление» понимать состояние системы, т. е. проявление процесса в опреде­ленный момент времени. Таким образом, геологический про­цесс — это последовательная смена геологических явлений. На этом фоне движения геосистемы необходимо определить содержа­ние понятия «стадия процесса», которое будет встречаться в даль­нейшем при описании различных процессов и явлений. Обычно под стадией понимают некоторый период развития процесса, ко­торый характеризуется определенной скоростью процесса, меха­низмом движения, стационарностью режима и т. д. Часто говорят о подготовительной и завершающей стадиях. Разрушение горных пород, как известно, проходит через несколько стадий: упругих деформаций, пеустановившейся и установившейся ползучести, те­кучести. Процесс оврагообразования имеет четыре стадии — про­моины, растущие и нерастущие овраги, балки. В общем виде под стадией процесса необходимо понимать определенный период времени, в течение которого режим процесса (его механизм и ско­рость), а также его интенсивность сохраняются практически неиз­менными (постоянными). Переходы из одной стадии в другую, как правило, являются плавными, за исключением завершающих ста­дий (оползень, карстовый провал, водный прорыв и т. п.), а также стадий, на которых резко меняется интенсивность и направлен­ность техногенных воздействий или природных стихий.

При решении вопросов ограничения интенсивности геологи­ческих процессов и масштабов их проявлений важное значение приобретает вопрос их последовательности и взаимообусловлен­ности, о которых уже шла речь ранее. Если проанализировать гео­логические процессы, протекающие в земной коре, среди них можно выделить две самостоятельные категории Но критерию пос­ледовательности их возникновения и взаимообусловленности друг другом. К одной категории относятся процессы, которые своим развитием подготавливают подходящую обстановку для возникно­вения других процессов больших масштабов и большего значения при формировании общей геодинамической картины конкретной территории. Такие процессы следовало бы назвать процессами- подготовителями (или, по Г. К. Бондарику, первичными), среди которых выделяются в первую очередь процессы изменения соста­ва, состояния и свойств горных пород (выветривание, разуплотне­ние, набухание, растворение воднорастворимых соединений, тре- щинообразование и др.). Подготовительную роль играют также так называемые рельефообразующие тектонические, литогенетичес­кие и техногенные процессы, которые формируют и прообразуют рельефные структуры, транспортируют и слагают породный мате­риал. При этом процессы-подготовители могут быть как природ­ными, так и техногенными. К этой же категории можно отнести эрозию, абразию, заболачивание и другие, которые подготавлива­ют почву для гравитационных процессов на морских и речных бе­

регах и на подтапливаемых территориях. Для них в свою очередь подготовителями являются перечисленные выше рельефообразую­щие процессы и выветривание. Все эти процессы выступают в роли главных факторов (причин) более масштабных процессов и явлений, таких как оползни, обвалы, сели, оседание поверхности и другие, которые можно назвать определяющими, поскольку они действительно определяют геодипамическую обстановку террито­рии (табл. 2.2).

В чем же состоит принципиальное отличие между этими двумя категориями процессов? При всей сложности и многофакторности геологических процессов для категории подготовительных процес­сов можно выделить следующие специфические черты:

• приуроченность к определенным типам горных пород;

монофакторность (развитие под влиянием определенного набора природных и техногенных факторов);

приуроченность к определенным рельефным структурам и ограниченным объемам горных пород;

продолжительное целенаправленное воздействие на геоло­гическую среду (за исключением сейсмических воздействий);