Человеческая деятельность по словам Вернадского является крупнейшей геологической силой. В результате НТР зафиксировано активизация экзогенных геологических процессов (оползневых, эрозионных, карстовых) и за техногенных воздействий. Возникший геологический кризис может быт преодолен при условии получения новых данных о закономерностях техногенной активизации геологических процессов. Под закономерностями понимают условия и факторы.

Условия – это состав, структура, состояние геологической среды, сочетании которых приводит при определенном техногенном воздействии к ускорению процессов. Под факторами понимают конкретные особенности вещественного состава, строения массива, которые влияют на интенсивность (скорость) процессов. В результате инженерной деятельности человека развиваются реактивные процессы, которые называют инженерно геологическими. К ним относят: уплотнения, в основании сооружений, изменение компонентов напряженно-деформированого состояния (НДС) массива. А также активизацию гравитационных, эрозионных, суфозионных, карстовых процессов. На интенсивность процессов уплотнения и вероятность потери несущей способности оказывает влияние состав горных пород в основании. Плывунность, набухаемость, засолённость, просадочность также является предметом инженерно-геологических исследований.

Инженерно-геологические процессы являются техногенным аналогом природных, но отличаются скоростью и локализованностью. Инженерно геологические процессы по катлоу:

1. Антропогенный литогенез – образование и изменение горных пород в результате человеческой деятельности.

2. Процессы вызванные изменением состава горных пород.

3. Процессы вызванные изменением термического режима.

4. Процессы вызванные изменением состоянием по влажности.

5. Процессы вызванные изменением НДС.

6. Процессы вызванные изменением поверхностной гидросферы.

Инженерно-геологические условия

ИГО – условия которые определяют устойчивость ПТС.

ПТС – природно-техногенная система. Состоит из 2х подсистем: Геологическая среда и инженерное сооружение.

Устойчивость – способность противостоять внешним воздействиям без существенного изменения состава, структуры и состояния.

Характеристика Инженерно геологических условий включает характеристику геологической среды в объеме достаточном для разработки прогноза оптимального функционирования ПТС. Эта характеристика включает:

1. изучение вещественного состава, особенностей строения, оценку состояния горных пород в зоне влияния сооружения.

2. Изучение гидрогеологических условий. (Тоесть буренного водоносных сооружений и компоексов в зоне влияния сооружения.) ?

3. Изучается геоморфологическое строение местности, ДЛЯ ОЦЕНКИ ОПАСНОСТЕЙ И ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОБ ИНТЕРПАЛЯЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4. Изучается вероятность влияния геологических и инженерно-геологических процессов на устойчивость проектируемой ПТС.

В практике проектирования предерживаются двух главных принципов:

1. Проектирование ПТС необходимо выполнить так что бы суммарная деформация грунтового основания не превысила предельную величину для данной конструкции.

2. Нагрузка не должна приводить к потере несущей способности ( разрушению грунтового основания) поэтому характеристика ИГУ – это анализ условий и факторов, процессов, которые приводят к разрушению или деформациям.

Например: если основание скальное, оно считается недеформируемым, но характеристика ИГУ должна включать оценку тектонических, неотектонических, геоморфологических условий, а также трещиноватости, выветренности, прочности горных пород и закономерностей пространственной изменчивости этих характеристик. Если в основании присутствуют аллювиальные отложения то необходимо не только привести данные о составе о физико-механических свойствах грунтов, но построить модель адекватно отрожащую изменчивость гран. Состава, палеогеоморфологических условий в зоне влияния проектируемого сооружения. Результатом изучения ИГУ всегда является модель геологической среды.

Геологическая среда и её фундаментальное свойство.

К построению модели геологической среды можно подходить двумя способами:

1. В качестве элементов рассматривают: горные породы, подземные воды, геоморфологические условия, геологические процессы.

2. Геосистемы и природно-техногенные системы.

Геосистема – это массив, территориальная единица или таксон определенного уровня который выделяется по схеме инженерно геологического районирования.

Фундаментальные свойства:

1. Изменчивость

2. Дискретность

3. Симметричность

4. Организованность

Эти св-ва проявляются на всех уровнях организации и изучения геологической среды.

Изменчивость – это общее свойство материи изменятся в пространстве и времени, которое отражает общую тенденцию. Изменение литосферы (по Бондареку) это – геологический процесс, особая форма движения материи. Свойства объекта сформированного в результате геологического процесса отражает его закономерности. Поэтому между генезисом (условием образования минералов и горных пород) их комплексом и свойствами существует связь.

В зависимости от типа прикладной задачи математическая модель объекта отражает неоднородность на определенном уровне изучения геологической среды. Полагают что уровни организации геологической среды следующие: атомарный, молекулярный, минеральный, горнопородный, формации или массивов. Также при выборе модели используют классификацию Раца, которая связывает уровень неоднородности среды и неоднородности зоны воздействия. Так по Рацу неоднородности массива в пределах формации создаются присутствием горизонтов разных о составу, структуре, состоянию, из за выветренности, трещеноватости, влияния зон тектонических нарушений. НА породном уровне неоднородность создается присутствием пор, составом и формой минералов и отдельных зерен. На уровне кристалла неоднородности дефектов создаются кристаллические решетки. Также выделяется неоднородность на уровне слоя. Факторы неоднородности, мелкие линзы и прослои.

По соотношению между размерами елемента неоднородности геологической среды и елемента неоднородности внешнего источника выделяются три типа: ультра, микро и макро – неоднородность.

Ультра в том случае если ленейные размеры елемента неоднородности среды меньше елемента неоднородности источника на несколько порядков. В этом случае объект рассматривается как однородная сплошная среда.

Во втором случае – если размер неоднородности среды на 1-2 порядка меньше, чем елемент неоднородности источника то среда рассматривается как статистически однородная. Тип изменчивости не закономерный, случайный. Используется математический аппарат статистики для описания объекта. (объект случайная величина)

3 случай – если елемент неоднородности больше или равен елементу неоднородности источнику. Среда является макроскопически неоднородна. Изменчивость свойств – закономерна. Аппарат для описания - теория случайных функций.

С теорией Раца связана представление о масштабах эфекта разного рода. Например: масштабным эфектом называют зависимость среднего показателя от размера пробы. Пространственная изменчивость свойств может быть разного типа. Считают что можно выделить следующие типы:

1. Незакономерный или случайный.

2. Закономерный.

3. Квазифункциональный.

Тип пространственной изменчивости случайный используют как правило при выполнении инженерно-геологический исследований в крупном масштабе. Т.е. предполагается что тип неоднородности ультра или микро. В этом случае рассчитывают обобщенные показатели свойств и не связывают значение свойств с пространственными координатами. Если исследования выполняются в мелкомасштабе или установлена зависимость значений показателя свойств от пространственных координат то используют аппарат теории случайных функций. Находят модель отражающую зависимость свойств от координат. Если объект или тип изменчивости является сложным то как правило выполняется операция деления на однородные области при решении практических задач.