Воздействия на горные породы и их массивы
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 воздей-1 ствия.
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 t 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, достигаю-i щих 2 МПа и более, образуется зона активного изменения горных пород, достигающая глубин 70—100 м. При этом наибольшие изменения наблюдаются: 1) в вечномерзлых льдистых по-| родах, 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 меха-| низмов и т. д. Наиболее чувствительны к сотрясению рыхлые | недоуплотненные породы (пески, водонасыщенные лессы, торф I и др). Прочность этих пород заметно снижается, они уплотняются (равномерно или неравномерно), структурные связи нарушаются, возможно внезапное разжижение и образование f оползней, обвалов, плывунных выбросов и других неблагоприятных процессов.
Другим видом динамических нагрузок являются взрывы, дей-I ствие которых сходно с сейсмическими воздействиями. Горные J породы разрушают взрывным способом при строительстве авто-I мобильных и железных дорог, гидротехнических плотин, добы-| че полезных ископаемых и т. д. Очень часто взрывы сопровож-I даются нарушением природного равновесия — возникают ополз-J ни, обвалы, осовы и т. п. Так, по данным А. А. Махорина (1985), | в результате взрыва многотонного заряда в одном из районов J 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.
