ГЛАВА 2
МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ
2.1. Специфика оценки инженерно-геологических условий
Научно-обоснованная оценка инженерно-геологических условий урбанизированных территорий в настоящее время становится одним из важнейших показателей для эколого-экономического обоснования хозяйственной деятельности [8, 9, 26, 116, 138, 153176 и др.]. Особенности ИГУ УТ определяют их функциональное зонирование, специфику строительства и эксплуатации инженерных сооружений и т.д. Достоверная их оценка необходима для решения следующих задач:
- составления схематизированного и обобщенного представления о той сложной природной системе, в которую будут вписаны инженерные сооружения [13, 27, 88 и др.];
- обоснованного прогнозирования тех процессов, которые произойдут в этой системе под воздействием строительства сооружений или осуществления инженерных мероприятий, и влияния этих процессов на окружающую природную среду [37, 39, 71, 86, 99, 120, 257 и др.];
- оценки технической возможности, экономической целесообразности, а также для обоснования мероприятий по коренному улучшению ИГУ УТ в соответствии с требованиями и перспективами их развития [55, 58, 115 и др.].
Важнейшими чертами такой оценки следует считать ее относительность, специальный характер и конкретность. Относительность обусловлена неполнотой знаний об объекте хозяйственной деятельности, об исследуемом объеме ГС, ее структуре, свойствах, процессах управляющих ее движением. Как бы тщательно не были проведены инженерно-геологические исследования, всегда существует вероятность обнаружить при осуществлении планируемой деятельности неучтенные свойства литосферы или процессы, оказывающие существенное влияние на нее. Специальный характер и конкретность оценки вытекает из того обстоятельства, что оценивание всегда проводят с фиксированной целью. Одна и та же область ГС оценивается по-разному в зависимости от ее целевого назначения. Оценка ИГУ всегда учитывает два аспекта: объективный, отражающий заключенные в инженерно-геологической информации сведения об исследуемой области ГС и процессах ее движения; субъективный, предопределяемый характером ее хозяйственного использования. По целевому назначению она может быть общей и специальной. Общая оценка дается по результатам обработки и анализа накопленной информации, полученной в ходе исследования регионального характера. Ее цель - определить возможность и порядок разнообразного хозяйственного использования крупных территорий и необходимость проектирования и реализации мероприятий по рациональному использованию и охране ГС. Специальная оценка предусматривает отношение к конкретному виду хозяйственного использования территории. Необходимость в ней возникает при планировании и на разных стадиях проектирования того или иного сооружения, или комплекса сооружений. Оценку можно представить в количественной или качественной форме. По мере детализации роль количественных оценочных показателей - возрастает.
Так как при инженерном освоении территории достоверная информация об ИГУ необходима для: выбора типа оснований и фундаментов, определения глубины их заложения с учетом возможных изменений в процессе строительства и эксплуатации; все критерии оценки должны быть органически связаны с особенностями свойств компонентов ГС и учитывать соответствующие функциональные зависимости между ними. Для этого необходимо учитывать состав, состояние пород в массиве, энергию рельефа, степень влажности и обводненности пород, пораженность геологическими процессами. Эта информация содержится в картах инженерно-геологического содержания.
Основное требование к геологической основе, по которой производится оценка ИГУ - отображение на ней показателей, на базе которых возможна площадная оценка для обоснованного выделения территорий, однородных по своему строению и с близкой ответной реакцией на техногенные воздействия.
2.2. Изменчивость показателей инженерно-геологических условий и особенности их математического моделирования
Показатели ИГУ представляют собой количественную меру любого качества, характеризующую структуру ГС и связи между ее компонентами.
При отборе показателей для оценки ИГУ целесообразно применять концепцию лимитирующих условий и факторов (закон толерантности) [166, 217]. Это дает возможность значительно сократить объем работ путем определения показателей и параметров только тех факторов, которые лимитируют функционирование ГС при воздействии на нее. При определении лимитирующих условий используются следующие принципы: принцип цели (приоритет долгосрочных последствий для ГС и общества над сиюминутными экономическими выгодами); принцип опережения (организация исследования должна предшествовать началу воздействия); принцип порога (установление лимитирующих ограничений обеспечивает безопасность жизнедеятельности); принцип саморегуляции (учет как положительных, так и отрицательных обратных связей, соблюдение баланса положительного и отрицательного эффектов); принцип "слабого звена" (разрыв цепочки взаимодействия компонентов ГС происходит в наиболее ослабленном звене взаимодействия системы); принцип "джиу-джитсу" (максимальный учет и использование внутрисистемных сил, способных воздействовать в нужном направлении и компенсировать отрицательное антропогенное воздействие).
Исходя из того, что основания зданий и сооружений рассчитываются по двум группам предельных состояний: по деформациям во всех случаях и по несущей способности, целесообразно производить отбор показателей, характеризующих инженерно-геологические условия, по отдельным компонентам, основываясь на приоритетности использования нормированных показателей. Для анализа выбраны следующие компоненты: рельеф, состояние грунтов, подземные воды, геологические процессы [66].
В качестве основных расчетных комплексов, характеризующих состояние рельефа, автор считает целесообразным