АККУМУЛЯЦИОННАЯ ЕМКОСТЬ РАСТВОРИМЫХ ПОРОД
КАК ОСНОВНОЙ ПОКАЗАТЕЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ РАЙОНОВ
ПОКРЫТОГО КАРСТА

© 2019 г. А. В. Аникеев
Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН,
Уланский пер., 13, стр. 2, Москва, 101000 Россия
e-mail: anikeev_alex@mail.ru
Поступила в редакцию 7.06.2019 г.

В инженерной геологии районов покрытого карста наиболее актуальной и сложной про­блемой является локальный прогноз провалообразования. Особенно остро она стоит там, где воронки провала и оседания отсутствуют, не зарегистрированы или плохо выражены в рельефе, т.е. в районах нереализованной (потенциальной, ожидаемой) провальной опасно­сти. В статье обсуждается один из возможных подходов к решению этой проблемы. Он ба­зируется на сравнении объема удаленных из покровной толщи несвязных и раздробленных связных грунтов с аккумуляционной емкостью закарстованного массива — объемом полого карстового пространства, способного принимать и накапливать обломочный материал. Са­мый общий результат выноса грунтов в трещинно-карстовые коллекторы - их разуплотне­ние в области деформирования-разрушения покровной толщи. Для трех канонических схем строения этой области из уравнения баланса массы грунтов до и после разрыхления полу­чены критические значения объема обломочного материала, дальнейший вынос которого приведет к провалу земной поверхности. Рассмотрены некоторые приемы и способы оценки аккумуляционной емкости растворимых пород и показаны серьезные отличия в прогнози­ровании устойчивости закарстованных и подработанных территорий с помощью обсуждае­мого расчетного метода. Полученные результаты и процедура оценки устойчивости массива пород раскрываются на примере площадки строительства основных сооружений Нижего­родской АЭС, которая оказалась первой в мире атомной электростанцией, расположенной на территории интенсивного развития сульфатно-карбонатного карста.

Ключевые слова: аккумуляционная емкость растворимых пород, воронки провала и оседания, закарстованная территория, карст, разуплотнение грунтов, суффозия, устойчивость.

DOI: https://doi.org/10.31857/S0869-7809201953-14

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Авершин С.Г. Сдвижение горных пород при под­земных разработках. М.: Углетехиздат, 1947. 245 с.

2. Адерхолд Г. Классификация провалов и мульд оседаний в карстоопасных районах Гессена. Ре­комендации по оценке геотехнических рисков при проведении строительных мероприятий // Пер. с нем. В.В. Толмачева. Под ред. Е.В. Копосова. Нижний Новгород: ННГАСУ, 2010. 112 с.

3. Андрейчук В.Н. Провалы над гипсовыми пеще­рами-лабиринтами и оценка устойчивости закарстованных территорий. Черновцы: Изд-во “Прут”, 1999. 52 с.

4. Андрейчук В.Н., Дорофеев Е.П., Лукин В.С. Ор­ганные трубы в карбонатно-сульфатной кровле пещер // Пещеры. Проблемы изучения. Пермь, 1990. С. 16-23.

5. Аникеев А.В. Моделирование провалообразования в песчаной покровной толще закарстованного массива // Геологические исследования литосферы / Отв. ред. В.М. Моралев. М.: Наука, 1988. С. 52-56.

6. Аникеев А.В. Закономерности деформирования не­связных грунтов над карстовой полостью // Инже­нерная геология карста: докл.Междунар.симп. Т.1. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1993. С. 67-72.

7. Аникеев А.В. Особенности разрушения влажных и водонасыщенных песков покровной толщи в карстовых районах // Геоэкология. 1995. № 1. С. 72-79.

8. Аникеев А.В. Суффозия. Механизм и кинемати­ка свободной суффозии // Геоэкология. 2006. № С. 544-553.

9. Барановский В.И. Влияние природных факторов на выбор способов разработки угольных пла­стов на глубоких горизонтах. М.: Госгортехиздат, 1963. 179 с.

10. Глинский М.Л., Егорова В.А., Чертков Л.Г. Осо­бенности геологического строения участка раз­мещения Нижегородской АЭС и их учет в про­ектных решениях ее строительства // Разведка и охрана недр. 2012. № 10. С. 49-52.

11. Глушко В.Т., Широков А.З. Механика горных по­род и охрана выработок. Киев: Наукова думка, 1967. 153 с.

12. Грунтоведение. 6-е изд., перераб. и доп. // Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А. и др. / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 2005. 1024 с.

13. Дорофеев Е.П. Взаимосвязь подземных и поверх­ностных карстовых форм на примере Кунгур­ской пещеры // Проектирование, строительство и эксплуатация земляного полотна. Вып. 8 (Тр. совещания в г. Горький в октябре 1965 г.). М.: Изд-во “Транспорт”, 1968. С. 147-151.

14. Зверев В.П. Подземные воды земной коры и геоло­гические процессы. М.: Научный мир, 2006. 256 с.

15. Казикаев Д.М. Геомеханические процессы при совместной и повторной разработке руд. М.: Не­дра, 1981. 288 с.

16. Котлов Ф.В. Изменение природных условий тер­ритории Москвы под влиянием деятельности человека и их инженерно-геологическое значе­ние. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 264 с.

17. Крамаджян А.А., Линдквист П.-А., Мансон А. и др. О формах областей течения в сыпучих материа­лах при выпуске// ФТПРПИ. 1994. № 2. С. 34-46.

18. Куликов В.В. Совместная и повторная разработка рудных месторождений. М.: Недра, 1972. 328 с.

19. Мулюков Э.И., Колесник Г.С., Мартин В.И., Арасла­нов Р.Я. Ликвидация аварии здания в г. Уфе, вы­званной активизацией карстового процесса // Строительство на закарстованных территориях. Тез. докладов Всесоюзного совещания (Подольск, 22-23 ноября 1983) // М.: НИИОСП, 1983. С. 115-117.

20. Петухов И.М., Линьков А.М., Фельдман И.А. и др. Защитные пласты. Л.: Недра, 1972. 424 с.

21. Порцевский А.К. Геомеханическое обоснование выбора технологии подземной добычи руды с последующим использованием пустот: авто-реф. дисс. ... д.т.н. М.: МГОУ, 2006. 58 с.

22. Ревуженко А.Ф., Стажевский С.Б. Об учете дила­тансии в основных справочных формулах механи­ки сыпучих сред // ФТПРПИ. 1986. № 4. С. 13-16.

23. Соколов Д.С. Основные условия развития карста. М.: Госгеолтехиздат, 1962. 322 с.

24. Стажевский С.Б. К выбору формы и креплению выработок // ФТПРПИ. 1986. № 5. С. 27-32.

25. Турчанинов И.А., Иофис М.А., Каспарьян Э.В. Осно­вы механики горных пород. Л.: Недра, 1977. 503 с.

26. Хоменко В.П. Карстово-обвальные процессы “простого” типа: полевые исследования // Ин­женерная геология. 2009. № 4. С. 40-48.

27. Шахунянц Г.М. Земляное полотно железных до­рог. Вопросы проектирования и расчета. М.: Трансжелдориздат, 1953. 827 с.

28. Южанин И.А., Терлецкий А.М. К вопросу определе­ния высоты зоны обрушения пород // Науковi працi УкрНДМI НАН Украiни. 2008. № 3. С. 122-127.