Рейтинг
Порталус

Проблемы. Поиск. Решения. ВИБРАЦИОННАЯ ЭРОЗИЯ ЗЕМЛИ - ПЛАТА ЗА ПРОГРЕСС

Дата публикации: 13 декабря 2013
Автор(ы): Кандидат физико-математических наук Н.К. КАПУСТЯН, Объединенный институт физики ЗЕМЛИ им. О.Ю. Шмидта РАН
Публикатор: Научная библиотека Порталус
Рубрика: ИНТЕРЕСНО ОБО ВСЁМ
Источник: (c) http://portalus.ru
Номер публикации: №1386945732


Кандидат физико-математических наук Н.К. КАПУСТЯН, Объединенный институт физики ЗЕМЛИ им. О.Ю. Шмидта РАН, (c)

Академик В.И. Вернадский в 1944 г. писал: "Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой... Меняется лик Земли, исчезает девственная природа". Аллегория этих слов - колпак, оберегающий памятник ученому от агрессивной городской среды.

"БИОГРАФИЯ" ТЕХНОГЕННОЙ ЭРОЗИИ

Роль эрозии, в частности техногенной, в формировании лика Земли известна давно. "Рождение" и "смерть" горных пород и минералов, их метаморфозы волновали умы и требовали объяснения. Но довольно примитивная экспериментальная база прошлого, с одной стороны, а с другой - представление о мире как акте Творения и антропоцентризм науки Возрождения не позволяли оперировать геологическими масштабами времени: от природы требовали быстрых и "сильных" действий. Подтверждений правильности такого подхода было достаточно: землетрясения, ураганы, извержения вулканов и т.п. Тем не менее необходимость в строительном камне, угле, рудах и самоцветах заставляла искать закономерности в устройстве геологической среды. Но медленные процессы тогда понимали с трудом, "слабые" воздействия на горные породы (атмосферы и перепада температур) вообще не рассматривались. Теории эволюции литосферы были умозрительными или опирались на результаты химических опытов, что давало простор фантазии: наличие песков, например, трактовали как результат выпадения солей из морской воды, руды представлялись "живыми" и "прораставшими" сквозь породу, драгоценные камни - мужскими и женскими, при смачивании водой "порождавшими" маленькие камешки.

Для понимания размаха геологических процессов и их длительности нужна была личность соответствующего масштаба - впервые роль эрозии отметил Леонардо да Винчи (1452-1519) при исследовании долин рек. В середине XVI в. также по натурным наблюдениям сходные идеи высказывали немецкий ученый Георг Агрикола (Бауэр) и французский естествоиспытатель Бернар Палисси. Последний в диалогах "Теории" и "Практики" указал, что камни постепенно разрушают вода, ветер и человек.

Это был рубеж, начиная с которого деятельность людей стали понимать как геологическую силу. Позднее, с ростом потребностей и появлением новых технических возможностей антропогенное воздействие стало возрастать как по величине, так и по площади. А в последнем столетии помимо традиционных объектов - шахт и карьеров, городов и дорог, дамб и искусственных водохранилищ - значительные территории заняли технологические комплексы с мощными электрическими машинами, излучающими в грунт механическую вибрацию (ГЭС, насосы АЭС и др.). Существенно изменились плотность и нагрузки автомобильных и железных дорог, условия эксплуатации городских земель.

Разрушительная роль механических вибраций (от типографий, ткацких фабрик, машиностроительных заводов и др.) хорошо известна. Это - "сильные" колебания, которые конструкторы учитывают и в своих решениях соответствующих зданий, и для анализа грунтов рядом с возводимым объектом. Слабые же механические вибрации, неотделимые от техносферы XX в., по первому впечатлению, не "портят" среду, во всяком случае литосферу на глубинах в несколько километров. Но они действуют постоянно на протяжении десятков лет. Однако "капля камень точит", а техногенному вибрационному "ка- панию" исполнилось минимум полвека.

Один из показателей масштабов воздействия - площади, "освоенные" техникой. Сейчас общая протяженность железных дорог мира достигла 1,5 млн. км, а объем пород, положенных в насыпи под ними и испытывающих прямое влияние вибрации, соизмерим с современными отложениями рек.

Считается, что города - точки роста цивилизации. Рост их действительно стремителен. Академик В.И. Осипов приводит ряд впечатляющих цифр: первым городом с населением более 1 млн. человек в начале XIX в. стал Шанхай, к концу же XX в. в Мехико-Сити насчитывалось уже 22 млн. жителей. В России скорость роста городов превышает рост населения, в них ныне проживает 70- 80% ее граждан. Крупнейший мегаполис страны - Москва - занимает площадь около 1000 км2, но территория, на которую оказывает воздействие ее агломерация, существенно больше.

Итак, сегодня значительная часть суши покрыта линейными (дороги) и площадными (города) творениями человека, являющимися по сути гигантскими вибраторами, постоянно закачивающими механическую энергию в земную кору. Соотношение этого ноосферного воздействия с естественным зависит от свойств и активности литосферы: тут может быть "бурная реакция" в виде наведенной сейсмичности или "тихая" деградация среды, т.е. ее эрозия.

ВНИМАНИЕ: СЛАБЫЕ СИГНАЛЫ

Естественную и антропогенную эрозию верхней части литосферы традиционно изучают инженерно-геологические дисциплины. Процессы в ее внутренних областях рассматривают в горном деле: при выемке породы, фильтрации воды и газов, механических воздействиях (ударных и вибрационных). При строительстве гидротехнических сооружений исследуют соотношения статистических и динамических нагрузок. Таким образом, в настоящее время накоплен огромный пласт теоретических и практических знаний о результатах влияния человека на литосферу: силе, процессах, глубинности.

Тем не менее, есть вид воздействий, чей вклад в необратимые изменения структуры горных пород на глубине изучен еще недостаточно. Это слабые, долговременные механические вибрации среднечастотного диапазона (1-20 Гц). Если высокочастотные колебания сильно поглощаются в верхних частях земной коры, то сейсмические волны большей длины (в частности, на указанных частотах) проникают глубже; кстати, поэтому их используют для зондирований коры и верхов мантии.

Пристальное внимание на слабые сигналы (сравнимые или намного меньшие, чем собственные шумы планеты) как на возможный инструмент сейсмических исследований впервые обратили в проекте "Вибрационное просвечивание Земли", начатом в 70-х годах. Была создана научно-техническая кооперация во главе с Институтом физики Земли АН СССР и начались разнообразные эксперименты, которые до сих пор продолжают под руководством члена- корреспондента РАН А. В. Николаева. Основная идея состояла в том, что традиционные для соответствующих работ взрывы можно заменить невзрывными маломощными источниками, экологически безвредными и излучающими легко управляемый сигнал. С их помощью в среду "посылали" либо длительный вибросигнал, либо серию излучений. На больших расстояниях пришедший отклик "вылавливали" из сейсмических шумов.

Какова же предельная дальность регистрации, т.е. возможность передачи и приема сигналов с амплитудой меньше собственных шумов планеты? В поисках ответа в 1983 г. был поставлен опыт: на удалении 600 км от вибратора зарегистрировали монохроматические сигналы на частотах 2 и 4 Гц (амплитуды смещений почвы в точках наблюдений составляли 2*10е-10 и 5*10е-11 м соответственно). Сейчас в одном из крупнейших центров вибросейсмических исследований в нашей стране (в Новосибирске) "ловят" вибросигналы на расстоянии 1500 км. Академик А. С. Алексеев указывает на возможность получения на вибропрофилях протяженностью 200-300 км данных высокой точности, в том числе от глубинных границ к коре.

Вопрос о дальности регистрации слабых вибросигналов поставлен не случайно. Дело в том, что техногенные источники по амплитудам и частотам излучаемых сигналов подобны вибраторам. По аналогии с их излучениями техногенные сигналы должны присутствовать не только в самой верхней части литосферы, но и проникать на всю ее толщу

ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ СРЕДА: НОВАЯ МОДЕЛЬ

Один из важных результатов экспериментов со слабыми сейсмическими сигналами - создание нового метода исследования планеты. Но главное состоит в том, что кардинально изменились представления о свойствах горных пород. Слабые зондирующие сигналы определенной формы позволили увидеть "тонкие" особенности геологической среды: ее нелинейные свойства, эффекты взаимодействия внутренних полей с сейсмическим излучением. Управление длительностью сигнала и ритмом его посылок позволило наблюдать процессы установления сейсмического поля в литосфере и его хаотизации при изменении естественных напряжений (геодинамических, приливных). Горные породы в верхней части коры инженерная геология давно рассматривает как многокомпонентную систему, состоящую из твердой, жидкой, газообразной фаз и микроорганизмов. Сейчас эти представления можно распространить и на более глубокие этажи твердой оболочки земли.

Обобщение результатов структурных исследований литосферы в XX в. и данных о сейсмическом режиме позволило создать новую модель геофизической среды. Работы академика М.А. Садовского и его коллег показали: твердое вещество Земли представлено иерархией размеров отдельностей, причем на каждом уровне есть разнообразные виды контакта частей. Поле внутренних напряжений тут является сложным и мозаичным, меняющимся при изменениях в системе, концентраторами напряжений служат неоднородности (например, границы зерен минералов, трещин и поры). Так, на концах микротрещин размером в несколько миллиметров амплитуда сейсмического сигнала может усиливаться в десятки, а при определенном взаимном расположении трещин, и в сотни раз. Даже при незначительной вариации полей напряжений среда ведет себя по-разному: либо "сбрасывает" энергию с небольшим изменением иерархии внутреннего строения (в виде специфического слабого излучения - сейсмической эмиссии), либо в ней происходит рост трещин, что сопровождается заметным выделением энергии. Кроме того, на динамическое воздействие (в том числе вибрацию) твердые, жидкие и газообразные компоненты среды "отвечают" по-разному - как по скоростям реакции, так и по направлениям. Может происходить перенос вещества, растворение солей или выпадение осадка и т.д.

Таким образом, современная модель литосферы предлагает набор возможных механизмов "переработки" ею сейсмической энергии, закачиваемой от техногенных источников. При этом сложная иерархическая система необратимо меняет свои свойства: тут могут быть как "залечивание" дефектов среды, так и ее разрушение.

ТЕХНОГЕННЫЕ СИГНАЛЫ: ШТРИХИ К ПОРТРЕТУ

Работающие устройства генерируют механические колебания трех основных типов: импульсные, случайные и близкие к монохроматическим (так называемые "тонкие линии" или "пики" в спектрах микросейсм). Последние связаны главным образом с действием мощных электрических машин. Частоту основного тона пиков (кроме него регистрируются гармоники удвоенной, утроенной и т.д. частоты) можно рассчитать, разделив частоту электрической сети (50 Гц) на число, равное количеству пар полюсов машины. Поскольку первый показатель "гуляет" во времени, то сейсмические пики "отслеживают" эти изменения.

Первые наблюдения "тонких линий" и последовавший в 60-70-х годах "бум" их поиска в разных точках планеты выявил набор соответствующих сигналов. Оказалось: пики той или иной частоты присутствуют не только практически везде на суше, но и на дне океанов, на поверхности и во внутренних областях литосферы (на глубине 3 км). Это наглядная иллюстрация "дальнодействия" их источников.

Техногенные сейсмические шумы являются составной частью поля микросейсм планеты, преобладают в высокочастотных (более 20 Гц) и среднечастотных (1- 20 Гц) диапазонах. Другую - естественную - компоненту тех же шумов образуют поверхностные - экзогенные (ветер, прибой, циклоны) и внутренние - эндогенные (сейсмическая и акустическая эмиссии) источники.

Обобщение данных по мощности сейсмических шумов на суше, сделанное в 50- х годах Дж. Брюном и Дж. Оливером из Ламонтской обсерватории (США), выявило "тихие", "средние" и "шумные" места. Наши наблюдения последних лет, выполненные в существенно разных геолого-геофизических и техногенных ситуациях, показали: мощность микросейсм в "шумных" местах сохранилась на прежнем уровне, а там, где нет явных источников помех, она выросла и приближается к максимальному уровню 50-х годов. Так что за полвека "тихих" мест на Земле стало значительно меньше. Возможно, это следствие "расползания" техносферы по поверхности планеты и "дальнодействия" источников в выбросе энергии, переработанной средой.

Вернемся к техногенным пикам. Измерения амплитуд сейсмических сигналов вблизи разного рода объектов - мощной помпы Ленинградской АЭС, агрегатов Нурекской ГЭС - дали небольшие величины смещения почвы, равные 0,5*10-6 м; это - слабые сигналы, подобные монохроматическим излучениям сейсмических вибраторов. Изменения амплитуды во времени при стационарной работе упомянутых объектов - менее 10%, что несколько хуже, чем у специальных сейсмических вибраторов, но значительно лучше, чем у прочих невзрывных источников.

Значит, техногенные пики можно использовать для тех же задач, что и вибраторы в монохроматическом режиме: структурных исследований и мониторинга геологической среды. Для последнего монохром очень удобен, так как при приеме сигнала векторно суммируются все волны и накапливается информация о временных изменениях в среде.

Вообще говоря, источники техногенных пиков являются прототипами сейсмических вибраторов (даже в смысле конструктивного решения). И хотя последние - специализированный инструмент исследований (их "настраивают" и перемещают), но некоторые задачи возможно решать с помощью источников техногенных пиков.

Преимущества последних - непрерывность действия, кроме того, они размещены на площадках со сложными коммуникациями и специальными требованиями к объектам (АЭС). Немаловажно, что не нужно дополнительно устанавливать источник излучения - техногенный сейсмический сигнал достается даром.

Но, пожалуй, самое интересное - техногенный источник "освещает" те же участки среды, на которые он и воздействует.

ТЕХНОГЕННАЯ ВИБРАЦИЯ - ОТКЛИК В ЛИТОСФЕРЕ

В продолжение разговора о техногенных пиках рассмотрим наш опыт работ на площадке Ленинградской АЭС. Здесь в разных точках были взяты "пробы" микросейсм, выделены пики, определены амплитуды смещений почвы. Затем строились карты в изолиниях равных амплитуд пиков. По ним в левом крыле блока АЭС был выявлен источник, излучавший сейсмические сигналы одновременно на частотах 8,3, 12,5 и 16,6 Гц. Когда карты амплитуд мы сопоставили с картой грунтов, то увидели: "язык" частичного подтопления площадки "обошел" источник вибрации почти по кругу (с радиусом примерно 300 м).

Объяснение может быть следующим. Известно, что вибраторы в процессе работы сначала уплотняют грунт, а затем создают под собой зону растягивающих напряжений. Наличие такой зоны (как показывают, например, исследования в угольных шахтах) приводит к миграции флюидов с пылевидными частицами по трещиновато-пористой среде. Часть пылинок при этом оседает, закупоривая транспортные каналы, и фильтрационная проницаемость понижается. Таким образом, на определенных грунтах техногенный виброисточник осушает грунт под собой.

Сходные явления наблюдаются и при случайном сейсмическом сигнале, "излучаемом", например, автодорогами. На слабых грунтах, как показали наблюдения в Архангельске, вблизи дорог устойчиво понижается уровень подземных вод.

Приведенные примеры касались вибровоздействия на небольшой территории и лишь на самую верхнюю часть литосферы. Но есть и другие - один из них демонстрирует изменения геодинамического режима на площади около 5000 км2 и на глубинах до 30 км. Речь идет о Нурекской ГЭС в Таджикистане - тут возведена плотина высотой около 300 м и создано искусственное водохранилище объемом 10,5 км3 воды, все это - в районе с яркой сейсмичностью. Особенностью эксплуатации ГЭС является сезонный сброс воды (с понижением ее уровня на 70 м) для полива полей. Строительство ГЭС и заполнение водохранилища привело к появлению в районе возбужденной сейсмичности: увеличилось число землетрясений при некотором снижении их силы, изменилось местоположение очагов.

Академик М.А. Садовский и его таджикские коллеги выяснили, что падающий с плотины поток воды создает механические "встряски", которые снимают часть напряжений, накапливающихся в упруго-пластичном материале (солевых отложениях до глубины 5 км). Наши исследования существенно расширили картину происходящих здесь процессов. Для нижнего этажа сейсмичности (от 5 до 30 км) по исследованиям сейсмического режима коры района и ее мониторинга с помощью удаленных взрывов удалось построить геодинамическую модель среды. Согласно ей, кора в этом районе разбита на несколько структур, различающихся по типу происходящих в них процессов и энерговыделению - величине землетрясений и их последовательности.

Наиболее активная структура - узкая вертикальная зона непосредственно под плотиной ГЭС - своеобразный "гвоздь", забитый в кору; "шляпкой" его служит веер мелких разрывных нарушений. По ножке "гвоздя" сейсмичность "ходит" вверх-вниз - в такт спуска и подъема воды. Тут в основном "перерабатывается" энергия воздействия водохранилища. Но при высоком уровне воды или его быстром изменении вертикальная структура не справляется с этим воздействием - тогда активизируются разрывные нарушения в "шляпке", возбуждающие серию толчков в блоках-"клавишах" под ложем водохранилища.

Таким образом, режим структуры-"гвоздя" под плотиной "толкает" сейсмичность и передает ее в верховья водохранилища. Далее воздействие распространяется на мощное разрывное нарушение, которое "уводит" сейсмичность в сторону - на расстояние 50-70 км от ГЭС, где напряжения разряжаются окончательно.

Упомянутые сейсмогенные структуры возникли после возведения Нурекской ГЭС (конец 70-х годов) и сформировались примерно за три года. Затем район стал "жить" по уже описанной схеме, кардинально отличающейся от хода геодинамических процессов до строительства. Так антропогенное вмешательство - появление водохранилища и механическая вибрация, связанная с плотиной, - изменило естественный ход событий. И в последующее десятилетие именно вибрация стала "управлять" местным геодинамическим сценарием. Конечно, основная причина геодинамических изменений - колебания уровня воды. Однако механические вибрации послужили тем "довеском", который определил пространственную картину происходящих там процессов.

Вот еще один пример, показывающий воздействие слабых механических колебаний на "жизнь" геологических нарушений, но не в сейсмоактивном, а в спокойном районе. На границе Московской и Калужской областей, где довольно густая сеть автодорог, мы нашли подходящую развилку, от которой отходят пять трасс с различной интенсивностью движения, но сходных по устройству дорожного покрытия. Вдоль них измеряли уровень микросейсм при отсутствии движения в тихую безветренную погоду. И выяснилось: дороги "запоминают", как по ним ездят, - уровни шумов на трассах сильно различались.

Интересно, что дороги с интенсивным движением - не самые сейсмически "шумные". Все дело здесь в строении верхней части земной коры. Известно, что в отсутствие внешних факторов по микросейсмам "слышен" шум среды - из-за изменения напряжений на разрывных нарушениях в коре. Картину последних отражает сеть линеаментов (элементов рельефа, видных на космических снимках и связанных с разрывными нарушениями). Наложение на нее карты автомобильных дорог помогло прояснить результаты наших измерений: плотности и направления линеаментов под трассами существенно различаются. При сравнении сходных ситуаций видно, что уровни микросейсм выше там, где меньше интенсивность дорожного движения.

По-видимому, как и в районе Нурекской ГЭС, здесь механические вибрации (в данном случае от автотранспорта) снимают напряжения, накапливающиеся на геологических нарушениях, и уровень сейсмических шумов становится ниже. Подобное явление наблюдали и наши иркутские коллеги из Института земной коры СО РАН в Прибайкалье: при искусственной механической "встряске" (малыми взрывами, вибро- и техногенными сигналами) они снимали напряжения вдоль Ангарского разлома земной коры вплоть до остановки подвижек по нему(*).

Приведенные примеры - лишь первые результаты изучения соответствующих воздействий. Тем не менее, техногенную вибрационную эрозию литосферы можно рассматривать как новое планетарное явление. Сейчас развиваются следующие направления ее исследований. Новосибирские ученые разработали методику оценки состояния зданий и крупных сооружений (в том числе Саяно- Шушенской ГЭС) под воздействием микросейсм. Подобные объекты "перерабатывают" поступающие из литосферы сигналы и усиливают их собственными колебаниями, причем становятся видны ослабленные участки изучаемого объекта (воздействие микросейсм на здания можно уподобить процессам в горных породах).

Аналогичные исследования ведут и на территории Москвы. Сотрудники Института геоэкологии РАН выполнили огромную работу по установлению взаимосвязи геологической среды со сложной технической системой столичного мегаполиса, составили крупномасштабную карту структурно- геоморфологического районирования территории города, детально исследуют гидрогеологическую ситуацию, в том числе геодинамику погребенных

--------------------------------------------------------------------------------
* Подробнее см: С.Н. Пширков. Оплот науки в Восточной Сибири. - Наука в России, 1998, N 6 (прим. ред.).
--------------------------------------------------------------------------------
речных долин. Центр "Геон" (Министерства природных ресурсов РФ) анализирует в Москве сейсмологическую обстановку, включая уровень микросейсм в разных ее районах. Все это создает геолого-геофизическую основу, без которой невозможно выявлять тонкие эффекты, в частности, тех- ногенной вибрационной эрозии.

Еще одно направление - изучение эндогенных сейсмических шумов. В Институте динамики геосфер РАН картируют участки активизации геологической среды с помощью сейсмических шумов и микроземлетрясений. Сотрудники физического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова исследуют изменения параметров микросейсм во времени; они показали, что "сейсмология микромасштаба" отражает геодинамический режим литосферы.

Последние 25 лет в Объединенном институте физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН много внимания уделяют изучению воздействия слабых вибросигналов на горные породы, и за это время накоплен огромный опыт - теоретический, модельный, натурный (приведенные примеры являются частью этих работ).

Сейчас достаточно ясен метод исследования воздействия техногенных сигналов на литосферу. Это режимные "просвечивания" (т.е. наблюдения через определенные временные интервалы) с использованием либо "собственных" техногенных источников (мощных электрических машин, работающих на площадке), либо внешних излучателей - агрегатов удаленных ГЭС или специальной геофизической техники (вибраторов, пневмоисточников). Уже проработаны вопросы, связанные с регистрирующей аппаратурой, обработкой и интерпретацией данных, построена гибкая схема наблюдений на различных объектах и в разных геодинамических ситуациях. Словом, готов "макетный вариант" метода.

ГЕОЭКОЛОГИЯ-ХХI

Что же в обсуждаемой проблеме представляется сейчас наиболее интересным и сложным? Во-первых, нужно выявить, какие элементы литосферы больше всего подвержены слабым воздействиям и какова скорость происходящих там изменений. Тут возможны несколько вариантов. Один из них: среди многообразия дефектов среды, облучаемых вибросигналом, выбирают "резонансные" элементы. Наибольшему воздействию подвергаются трещины и особенно их концы - появление там добавочных напряжений может привести к росту этих образований до тех пор, пока они не станут больше "резонансного" размера. Тогда нарушается баланс в иерархии дефектов в среде; для его сохранения либо часть трещин должна "залечиваться", либо пойдет дальнейшее разрушение среды вплоть до увеличения в ней самых крупных разрывов. Место в иерархии, которое занимали разросшиеся трещины, заполнят более мелкие или вновь возникшие. Чтобы до конца понять механизм двух этих противоположных процессов, основной упор в исследованиях надо сделать на опыты с образцами пород и натурные наблюдения на разрывных нарушениях.

Следующий существенный вопрос - выяснение природы "дальнодействия" источника вибрации. Член-корреспондент РАН С.В. Крылов предложил интересную гипотезу, развитую его последователями. Слой пониженной скорости упругих волн в коре (волновод) рассматривается как некая "ловушка"; в ней накапливается сейсмическая энергия, которая выходит оттуда по разрывным нарушениям. Эту идею можно применить и к техногенным сигналам. Видимо, глубинные каналы в коре, а также приповерхностный волновод "освоены" ими: там аккумулируется энергия, которая передается к ослабленной зоне. Один из фактов, подтверждающих этот механизм, - резкое усиление подземного звука с глубиной.

Другая - геомеханическая - гипотеза передачи слабых сигналов оперирует понятием "месторождение энергии". Суть ее: в земной коре есть энергонасыщенные и мигрирующие участки, которые могут переизлучать даже слабые сейсмические сигналы. Для прояснения этого вопроса необходимы полевые наблюдения техногенных сейсмических полей в различных геолого- геофизических ситуациях и сопоставление их результатов с данными по глубинному строению.

Важно также выяснить практический вопрос: как техногенные сигналы взаимодействуют с элементами рельефа или поверхностными геологическими телами (например, оползнями). Еще в начале XX в. подобную задачу рассматривал академик Б.Б. Голицын: он полагал, что взаимодействие ветра и скал - одна из причин возникновения микросейсм. В последние десятилетия на планете значительно "вырос" искусственный рельеф (к нему относятся многоэтажные здания, крупные городские комплексы, инженерные сооружения). Поскольку постройки имеют собственные резонансные частоты, в том числе и сейсмического диапазона, то при воздействии микросейсм (в том числе техногенных) колебания определенных частот могут усиливаться зданиями. Хорошее сцепление с почвой по фундаменту превращает сооружение в своеобразный вибратор, который и действует на среду под ним, и становится ретранслятором сейсмической энергии.

Итак, мы видим, как важно изучать слабые техногенные сигналы. Их пока не учитывают ни при разработке градостроительных концепций, ни при проектировании зданий и инженерных сооружений. Иногда это ведет к печальным последствиям. Вот один пример: установка светофора только на одном из съездов с автодорожного моста через реку Иня в Новосибирске (что создало повышенный режим вибрации при торможении машин) через 35 лет после возведения моста привела к аварийному состоянию его конструкций.

Техногенная вибрационная эрозия литосферы проявилась в XX в. Изучение ее - новая геоэкологическая проблема, решать которую предстоит в веке наступающем.

Опубликовано на Порталусе 13 декабря 2013 года

Новинки на Порталусе:

Сегодня в трендах top-5


Ваше мнение?



Искали что-то другое? Поиск по Порталусу:


О Порталусе Рейтинг Каталог Авторам Реклама