Насколько прочна поверхность Земли. Нужен инженер-геолог!

Как проверить прочность Земли? Несомненно, в детстве вы слышали сказки, в которых повествовалось о волшебных замках и крепостях, парящих над землей. Кто не увлекался фантастическими путешествиями Гулливера, встретившего целый летающий город — Лапуту?

Сегодня человек, выйдя в космос, претворяет в жизнь самые дерзновенные фантазии. Однако его домом всегда была и останется Земля. На ее поверхности протекает жизнь и основная инженерная деятельность людей. Жилые дома и заводы, мачты и башни, аэродромы и ракетодромы, мосты и плотины располагаются на земной поверхности. Как говорят строители, она призвана служить основанием для построек.

Возникает законный вопрос: всегда ли поверхность Земли является надежной основой для зданий? С первого взгляда может показаться, что она достаточно прочна и нерушима. Однако многовековой опыт строителей опровергает это.

 Нередко «матушка»-земля ведет себя по отношению к сооружениям, возводимым человеком, как злая мачеха. Достаточно вспомнить трагедии в Чили и Скопле, землетрясения в Ашхабаде и Ташкенте. Не проходит и недели, чтобы газеты и радио не принесли нам известий о неожиданных оползнях, провалах поверхности и других явлениях.

История сохраняет память о катастрофических погружениях целых островов на дно океана. А гибель загадочной Атлантиды? Можно продолжить и далее список подобных катастроф, происходящих на поверхности Земли и долго сохраняющихся в памяти человечества, но и сказанное свидетельствует о том, что земля не всегда оказывается надежным основанием. Еще в древности люди пытались разгадать причины грозных явлений. Не находя ответа на эти вопросы, они создали в своем представлении всемогущих богов, гнев которых порождал катастрофы и изменения поверхности Земли. Прошло время, и развитие геологической науки позволило ответить на многие недоуменные вопросы.

Оказалось, что поверхность Земли постоянно находится под воздействием внешней космической и солнечной энергии и внутренней энергии нашей планеты. Последняя связана главным образом с радиоактивными процессами, гравитационными силами и магнитно-электрическими полями. Все эти могучие силы природы, воздействуя на поверхность Земли, и порождают грандиозные геологические процессы, воздвигающие горы и образующие морские впадины.

В наше время появился третий источник изменений поверхности Земли, вызывающий многие нежелательные явления, — инженерная деятельность человека. Она ведет к обрушению поверхностей над шахтными полями, обвалам и оползням на.склонах, подсекаемых дорожными выемками, заболачиванию или засолению обширных территорий и многим другим катастрофическим явлениям. Ученым стали известны причины явлений, но возникли новые проблемы. Как предсказать неожиданные изменения поверхности? Как оценить их размеры и интенсивность? Наконец, что необходимо сделать для обеспечения прочности сооружений, создаваемых строителями? Поисками ответов на эти вопросы занимается одна из молодых отраслей геологии — инженерная геология. Но этим не исчерпываются ее задачи. Инженерная геология помогает строителям определить прочность горных пород, слагающих поверхность Земли. Кто из нас не любовался красивыми высотными зданиями Москвы, телевизионными башнями и другими величественными сооружениями!

Сколько знания и искусства приходится вкладывать в создание подобных инженерных произведений. Стремясь сделать их прочными и надежными, строители изобрели много разнообразных искусственных материалов (рис. 1). Среди них главное место занимает король материалов — железобетон. Каждый квадратный метр его поверхности способен выдержать давление в 5 и даже 10 тысяч тонн. Это равносильно массе 250—500 груженых вагонов. Используя подобные материалы, строители создают монолитные и высокопрочные постройки. Задумывались ли вы над тем, сколько весит такая постройка? Если мы вооружимся карандашом и сделаем подсчеты, то обнаружим, что масса даже сравнительно небольших жилых зданий высотой в 3—5 этажей оценивается довольно внушительной цифрой —в 4—15 тысяч тонн. Если сделать такой же подсчет для высотных зданий Москвы, то масса возрастет до 200—300 тысяч тонн. 10 Вот какой груз должна держать на себе Земля на участке застройки! Теперь посмотрим, что собой представляет поверхность Земли. Прежде всего обнаруживаем, что она сложена самыми различными горными породами (называемыми строителями также грунтами).

В сравнительно редких случаях это очень прочные природные образования: гранит, песчаник, известняк,— часто во много раз превосходящие по прочности железобетон. Зачастую, однако, встречаются рыхлые породы, такие, как песок, глина, суглинок. Свойства этих грунтов зависят от происхождения и природных условий, в которых им приходит- ся существовать. Прочность их незначительна. Примером могут служить сильно увлажненные глины, которые не выдерживают давления в 5—10 тонн на квадратный метр, т. е. их прочность оказывается в тысячу раз меньше железобетона.

Из рис. 1 видно, насколько велика разница между прочностью рыхлых грунтов, слагающих поверхность Земли, и строительными материалами, из которых сооружаются постройки.

И что же? Породы основания разрушились, а железобетонная надземная часть осталась прочной и нерушимой. Сохранение монолитности надземной части позволило строителям успешно выпрямить сооружение. Однако не всегда такие аварии кончаются благополучно.

На рис. 3 изображен момент неожиданного падения стометровой колокольни собора св. Марка в Венеции. Катастрофа произошла в 1902 г. вследствие разрушения грунтов, слагающих основание.

По свидетельству древнеримского историка Корнелия Тацита (55—120 гг.): «Некто Отилий, вольноотпущенник, решившись выстроить в Фиденах амфитеатр для гладиаторских представлений, с одной стороны, не положил фундамента на прочном грунте, с другой, не скрепил прочными союзами деревянных стропил... ...Переполненное здание пришло в сотрясение и, обрушиваясь внутри или рассыпаясь наружу, стремглав увлекло с собой и покрыло огромную массу смертных, как смотревших на зрелище, так и стоящих кругом амфитеатра...».

Посмотрите на рис. 2. Вы видите аварию, которая произошла с железобетонным элеватором в Канаде. Слабые рыхлые породы, оказавшиеся в одной из частей его основания, во время постройки сильно уплотнились, вызвав одностороннюю осадку в 8,8 метра. Элеватор наклонился на 27 градусов.

Оказывается, породы, слагающие поверхность Земли, но многих случаях настолько непрочны, что возведение на них построек является опасным делом. Возникает ряд вопросов. Почему одни породы надежны для строительства, а другие опасны? Как отличить прочные участки от ненадежных? Можно ли все же строить здания на слабых грунтах? Бесспорно, вопросы сложны, однако жизнь требует четких и обоснованных ответов на них.

Инженерная геология и ее важнейшая составная часть — грунтоведение, изучающие разнообразные свойства грунтов (горных пород), успешно приходят на помощь строителям в решении самых сложных задач. Знакомство с инженерной геологией полезно каждому.

Разделы этой науки, раскрывающие причины катастрофических явлений, помогают борьбе с суевериями. Мы живем в чудесное время построения светлого коммунистического будущего, когда самая смелая фантазия претворяется в действительность.

Человек строит гигантские электростанции, проводит каналы, создает искусственные моря, пересекает тысячекилометровые пространства высоковольтными линиями и газопроводами, завоевывает Космос. И везде рядом со строителем шагает инженер-геолог, помогающий разобраться в сложной природной обстановке земной поверхности и найти правильные решения для обуздания мощных сил природы.

1 комментарий к “Насколько прочна поверхность Земли. Нужен инженер-геолог!

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Вы можете использовать это HTMLтеги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>