Горные породы

В процессе инженерно-хозяйственной деятельности чело­века горные породы, слагающие верхнюю часть земной коры в той или иной степени, претерпевают сжатие, растяжение, сдвижение, водонасыщение, осушение, вибрации и другие воздей­ствия.

Изменения, происходящие в породах при различных воз­действиях, детально изучают. Это необходимо для прогноза возможного развития опасных геологических процессов, нега­тивно влияющих на экологическую обстановку.

К числу основных антропогенных воздействий на породы относятся: статические и динамические нагрузки, тепловое воз­действие, электрические воздействия и др.

Статические нагрузки. Это наиболее распространенный вид антропогенного воздействия на горные породы. Под действи­ем статических нагрузок от зданий и сооружений, достигаю­щих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения гор­ных пород, достигающая глубин 70—100 м. При этом наиболь­шие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых по­родах, на участках залегания которых часто наблюдаются от­таивание, пучение и другие процессы; 2) в сильносжимаемых породах, например, заторфованных, илистых и др.

Динамические нагрузки. Вибрации, удары, толчки и другие динамические нагрузки типичны при работе транспорта, удар­ных и вибрационных строительных машин, заводских меха­низмов и т. д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф и др). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотня­ются (равномерно или неравномерно), структурные связи на­рушаются, возможно внезапное разжижение и образование оползней, обвалов, плывунных выбросов и других неблагопри­ятных процессов.

Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, дей­ствие которых сходно с сейсмическими воздействиями. Горные породы разрушают взрывным способом при строительстве авто­мобильных и железных дорог, гидротехнических плотин, добы­че полезных ископаемых и т. д. Очень часто взрывы сопровож­даются нарушением природного равновесия — возникают ополз­ни, обвалы, осовы и т. п. Так, по данным А. А. Махорина (1985), в результате взрыва многотонного заряда в одном из районов Кыргызстана при строительстве каменно-набросной плотины на склонах образовалась зона нарушенных пород с трещинами от 0,2 до 1 м в ширину и до 200 м в длину. По ним произошли смещения горных пород объемом до 30 тыс. м³.

Тепловое воздействие. Повышение температуры горных по­род наблюдается при подземной газификации углей, в основа­нии доменных и мартеновских печей и др. В ряде случаев тем­пература пород повышается до 40—50°С, а иногда и до 100 °С и более (в основании доменных печей). В зоне подземной гази­фикации углей при температуре 1000—1600 "С породы спека­ются, «каменеют», теряют свои первоначальные свойства.

Как и другие виды воздействия, тепловой антропогенный поток влияет не только на состояние горных пород, но и на другие компоненты окружающей среды. Изменяются почвы, подземные воды, растительность.

Электрическое воздействие. Создаваемое в горных поро­дах искусственное электрическое поле (электрифицированный транспорт, ЛЭП и др.) порождает блуждающие токи и поля. Наиболее заметно они проявляются на городских территориях, где имеется наибольшая плотность источников электроэнергии. При этом изменяются электропроводность, электросопротив­ляемость и другие электрические свойства пород.

Динамическое, тепловое и электрическое воздействие на горные породы создают физическое загрязнение окружающей среды.