Управляющие взаимодействия
Агентами инженерно-геологических процессов являются элементы подсистемы «сооружение», а входами подсистемы СВ — компоненты геологической среды, с которыми непосредственно взаимодействует сооружение. Управляющие взаимодействия реализуются в ходе преобразования человеком геологической среды при строительстве сооружений, добыче полезных ископаемых, мелиорации земель.
Во всех этих видах деятельности осуществляются следующие процессы:
- разработка масс геологической среды на поверхности земли или на некоторой глубине (при устройстве строительных котлованов и выемок, строительстве карьеров, шахт, рудников, выемок подземных сооружений);
- добыча жидких и газообразных полезных ископаемых, в том числе извлечение полезных компонентов геотехнологическим способом;
- понижение (повышение) уровня грунтовых вод или пьезометрического напора;
- нагружение геологической среды в результате строительства сооружений и водохранилищ;
- увлажнение или осушение почв и пород зоны аэрации при сельскохозяйственной мелиорациии;
- механическое уплотнение и введение различных компонентов в геологическую среду с целью изменить ее свойства (техническая мелиорация грунтов);
- теплообмен, обусловленный градиентом температур на границе подсистем «сооружение» и «геологическая среда» (учитывается при строительстве сооружений на многолетнемерзлых породах);
- колебательные движения геологической среды, вызванные работающими механизмами и взрывами.
Перечисленные процессы реализуются в виде физических, механических, физико-химических, химических взаимодействий, результатом которых являются инженерно-геологические процессы.
Главные процессы хозяйственной деятельности и взаимодействия представлены в табл. 1.4.
Таблица 1.4 Процессы хозяйственной деятельности и соответствующие им взаимодействия
| Процесс | Взаимодействие |
| Механическая разработка масс геологической среды | Механическое, гравитационное |
| Добыча жидких и газообразных полезных ископаемых | Механическое |
| Извлечение полезных ископаемых геотехнологическим способом | Химическое (биохимическое), механическое |
| Повышение (понижение) УГВ или пьезометрического напора | Механическое |
| Нагружение (разгрузка) геологической среды | Механическое, гравитационное |
| Увлажнение или осушение горных пород и почв | Физико-химическое |
| Введение в геологическую среду добавок, изменяющих ее свойства | Химическое, физико-химическое, механическое |
Управляющие взаимодействия вызывают локализованные пределами СВ изменения в структуре естественных физических полей, прежде всего полей напряжений, температурного, гидродинамического, гидрогеохимического и др. В полях возникают положительные или отрицательные аномалии или даже локальные разрывы непрерывности. При этом градиенты полей резко возрастают и в областях максимальных градиентов идут процессы — компоненты инженерно-геологических процессов. Так как управляющие взаимодействия по существу идентичны возмущающим, то практически каждому природному экзогенно-геологическому процессу (ЭГП) можно найти искусственный аналог — инженерно-геологический процесс. Инженерно-геологические процессы принципиально ничем не отличаются от природных ЭГП, отличие только во внешних причинах. Инженерно-геологические процессы вызваны искусственно, ЭГП развиваются во внешней среде естественным образом.
В последние годы при технической мелиорации в ряде случаев используются искусственные материалы, не встречающиеся в природе. Это обусловливает формирование элементов СВ с существенно иными свойствами, нежели свойства естественных, элементов геологической среды. Соответственно, процессы функционирования таких элементов геологической среды не имеют аналогов среди природных процессов.
Управляющие взаимодействия по отношению к пространству и времени подобны возмущающим. Они также делятся на сосредоточенные (таких подавляющее большинство) и распределенные, импульсные, периодические и непрерывные. Управляющие взаимодействия реализуются в виде процессов преобразования геологической среды, которые являются внешней причиной инженерно-геологических процессов. Энергия, затрачиваемая человеком на эти процессы, в итоге представляет собой энергию солнца или внутреннюю энергию земли (ядерная энергия).
