Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Эволюция инженерно-геологических условий исторических территорий на примере памятников русской архитектуры XV - XVIII вв.

ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации по теме "Эволюция инженерно-геологических условий исторических территорий на примере памятников русской архитектуры XV - XVIII вв."

На правах рукописи

БОНДАРЕВ МИХАИЛ ВИКТОРОВИЧ

Эволюция инженерно-геологических условий исторических территорий на примере памятников русской архитектуры XV-XVШ вв.

Специальность 25.00.08. инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на кафедре инженерной геологии Московского государственного геологоразведочного университета им. С. Орджоникидзе

Научный руководитель -

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук кандидат технических наук, профессор

Евгений Меркурьевич Пашкин

Анатолий Абрамович Каган Игорь Владиславович Дудлер

Ведущая организация - Институт геоэкологии Российской академии наук (ИГЭ РАН)

Защита диссертации состоится 24 марта 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.121.01 в Московском государственном геологоразведочном университете им. С. Орджоникидзе по адресу: 117997, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 23, ауд. 5-49

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Московского государственного геологоразведочного университета им. С. Орджоникидзе

Автореферат разослан 24 февраля 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук, доцент "^/ф^д и/Е.В Попов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Актуальность темы заключается в необходимости выработки целенаправленного подхода к изучению инженерно-геологических условий памятников русской средневековой архитектуры В настоящее время большая часть памятников ХУ-ХУШ вв. испытывает серьезные деформации, связанные со спецификой эволюции структуры и свойств грунтов основания Лишь в исключительных случаях подобные кризисы преодолеваются памятником архитектуры без нарушения конструктивной целостности и не требуют внешнего управляющего воздействия.

Актуальность темы диссертации усиливается тем, что в настоящее время уже разработаны методы щадящего управляющего воздействия, способные предотвратить негативное, с позиции сохранения памятника, протекание неизбежного переходного кризиса. Эти методы прошли большую апробацию, и их применение способствовало сохранению многих памятников архитектуры русского средневековья Однако проблема управления состоит еще и в том, что к моменту подключения управляющих средств сами исторические природно-технические системы (ИПТС) -«памятник архитектуры - геологическая среда» могут находиться в состоянии, отражающем разные этапы эволюции системы. Поэтому целесообразность и своевременность применения методов упреждающего воздействия в значительной степени обусловливается определением возможных сценариев (путей эволюции) в каждом конкретном случае Эффективность этих действий в значительной степени зависит от оценки инженерно-геологических изменений структуры сферы взаимодействия памятника в ходе ее эволюции.

Упреждающее воздействие не исключает и не должно исключать важность адекватности принимаемых решений, которые, как и все технические решения, включают неопределенность Именно поэтому, несмотря на ряд общих признаков существующих сценариев, комплексам усиливающих мероприятий должны предшествовать специализированные исследования, выявляющие специфику кризисной ситуации каждого памятника архитектуры и снижающие тем самым степень неопределенности Одновременно такой подход оправдан при необходимости первоочередного проведения инженерной реставрации памятников архитектуры

Эволюция инженерно-геологических условий исторических территорий определяется четко фиксированным периодом времени (с начала постройки памятника до года его обследования), в течение которого развитие сферы взаимодействия памятника архитектуры свайного типа сопровождается серьезным изменением ее структуры или значительной ее деструкцией

ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ РАБОТЫ

Основными целями данной диссертационной работы являются

- анализ результатов изыскательских и усиливающих мероприятий, проведенных на ряде памятников средневековой архитектуры Москвы, Ярославля, а также Московской, Ярославской, Владимирской, Тверской, Калужской и Костромской областей;

- обоснование правомерности и необходимости таких мероприятий на других объектах, находящихся в подобном критическом состоянии;

- обоснование применения эволюционного подхода к изучению исторических ПТС в условиях техногенеза для принятия адекватных технических решений.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Научная новизна исследования определяется тем, что впервые при сохранении памятников архитектуры как элемента исторической ПТС применен эволюционный подход к изучению инженерно-геологических условий. Предметом исследования является реальная историческая природно-техническая система «памятник архитектуры - геологическая среда», которая рассматривается как открытая динамическая система, прошедшая за время существования определенные эволюционные этапы. Эти этапы представляют собой периоды длительного квазистационарного состояния системы, сменяющиеся периодами неустойчивости, которые завершаются резкими изменениями ее структуры и свойств.

Наличие данных этапов, а также специфика их протекания определяется эволюционными процессами на контакте фундаментов зданий и сооружений свайного периода с грунтами основания.

НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. Применение эволюционного подхода к изучению состояния памятников архитектуры является одним из необходимых условий для раскрытия их адаптационных возможностей и для принятия адекватных технических решений по их сохранению.

2. Формирование нового инженерно-геологического элемента на контакте фундамент-грунт является результатом эволюционных изменений структуры оснований памятников свайного периода.

3. Сценарии эволюции исторических ПТС необходимо учитывать в целевом подходе к инженерной реставрации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ

В работе рассматриваются особенности процессов эволюции исторических природно-технических систем «памятник архитектуры -геологическая среда» на примере анализа данных, полученных при изучении ряда памятников архитектуры, расположенных на исторических территориях европейской части России. Показана необходимость применения упреждающих управляющих воздействий. На ряде примеров продемонстрировано, что эволюционные преобразования ИПТС ускоряются при интенсивных техногенных нагрузках на исторических территориях.

Подобный подход позволяет эффективно использовать существующий арсенал управляющих мероприятий, и в будущем разрабатывать их более адресно в направлении заданного алгоритма действий

АПРОБАЦИЯ

Результаты исследований, проведенных автором, докладывались на

— II международной конференции «Новые достижения в науках о Земле» профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов и студентов МГГА (Москва, 1996),

— III международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 1997),

— Межрегиональной конференции «Исторический город в контексте современности» (Нижний Новгород, 1998),

— IV международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 1999),

— Первом Международном научно-практическом симпозиуме «Природные условия строительства и сохранения храмов православной Руси» (Сергиев Посад, 2000),

— Молодежной конференции 3-й Яншинские чтения «Современные вопросы геологии» (Москва, 2003)

ПУБЛИКАЦИИ

По теме диссертации опубликовано 10 работ

ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА

Фактическим материалом для обоснования научных положений и выводов послужили собственные экспериментальные и полевые исследования автора, полученные в течение последних восьми лет в составе специализированной изыскательской и научно-проектной организации «Инженерная геология исторических территорий» /«ИГИТ»/, проводившей работы на территориях различных городов и регионов европейской части России Кроме того, в процессе работы над диссертацией использованы многочисленные литературные источники, публикации по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии, реставрации памятников архитектуры, инженерно-геологической диагностики деформаций памятников архитектуры и др

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы Основное содержание изложено на 136 страницах. Диссертация содержит 43 рисунка, 4 таблицы. Список использованной литературы включает 116 наименований.

Работа выполнена под научным руководством заслуженного деятетя искусств РФ, профессора, доктора геолого-минералогических наук Ь М Пашкина, которому автор выражает свою искреннюю благодарность Признательность автор выражает также заведующему кафедрой инженерной геологии, д.г-м.н. , профессору В В Пендину, заслуженному деятелю науки РФ, д.г-м.н. , профессору Г К Бондарику, лауреату Государственной премии РФ, д.г-мн, профессора В В Дмитриеву, д г-м н , профессору Л.А.Ярг, д г-м н , профессору А Б Лисенкову, д т н , профессору А.В.Панкратову, к г-м н , профессору А А Ануфриеву, к г-м н , доцентам В.М.Кувшинникову, О Е Вязковой, А.Г.Купцову, Е.В. Попову, к г-м н И.А.Демкину, В Ю Котову, сотрудникам ИГИТа главному инженеру В В Пономареву, инженерам А.С. Тихоненко, Л.В. Тихомировой, а также сотрудникам кафедры инженерной геологии, высказавшим ценные советы и рекомендации в процессе работы над диссертацией

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ГЛАВА 1

РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ПОДХОДА К ИЗУЧЕНИЮ ЭВОЛЮЦИИ ИСТОРИЧЕСКИХ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ /ИПТС/

Разрабатывая концепцию подхода к изучению эволюции ИПТС, автор указывает на необходимость выбора из имеющихся теоретических положений и методологии самого исследовательского процесса необходимых теоретических и методологических подходов, которые в наибольшей степени помогут решить комплекс проблем действенного и упреждающего вмешательства в структуру ИПТС для поддержания ее устойчивости Разработанные в диссертации концептуальные положения базируются, прежде всего, на системном и эволюционном подходах, а также используют эволюционные компоненты развивающегося в последнее время в рамках системного анализа синергетического направления в исследовании сложных процессов

Обращение в работе к системному подходу обусловлено рассмотрением одной из самых длительно функционирующих природно-технических систем - исторической ПТС - адаптивной и достаточно сложной даже в сравнении с некоторыми современными природно-техническими системами. Сами памятники архитектуры как элементы ИПТС выступают своеобразным фиксатором ее динамического развития, по состоянию которых оценивается в целом латентное поведение элемента контактной зоны фундамент-грунт. Поэтому важнейшей характеристикой качества структуры ИПТС является баланс взаимодействий элементов системы, что проявляется в течение ее длительного функционирования.

Системный подход является частью методологического направления в науке, основная задача которого состоит в разработке методов исследования и конструирования сложноорганизованных объектов - систем разных типов и классов. Автор рассматривает научный вклад в развитие системного

подхода Л Ф Берталанфи, В И Вернадского, Е С Федорова, а также era разработку в гидрогеологии и инженерной геологии Г.К.Бондариком, Е М Пашкиным, И К Гавич, В М Швецом, А Б Лисенковым, В Т Трофимовым, А А Каганом, В М Кувшинниковым, О.Е.Вязковой, В.О.Подборской и др. Впервые проблему изучения ИПТС в рамках инженерно-геологического диагностирования с использованием системного подхода и синергетики поставил и вывел ее решение на профессиональный уровень Е.М.Пашкин.

Автор указывает, что в проведенных с его участием работах системный анализ, служащий методическим средством реализации системного подхода к решению конкретных проблем, использован применительно к решению проблемы сохранения памятников архитектуры в рамках существенных взаимосвязей их с окружающей средой и к установлению определяющих сущность проблемы связей. Основным методическим средством в системном анализе предложен эволюционный подход как наиболее логически обоснованный при исследовании проблемы сохранения исторических природно-технических систем.

С точки зрения метода системного анализа памятник архитектуры как объект исследования представляет собой сложную многокомпонентную систему, включающую техническую (надземные и подземные конструкции памятника) и природную (грунты, грунтовые воды) подсистемы. Техническую подсистему ИПТС как агломерат функциональных блоков целесообразно подразделить на два основных компонента надземный и подземный Природную подсистему автор понимает как область геологической среды в пределах сферы взаимодействия последней с конструкциями памятника, определяемую компонентами инженерно-геологических условий и сохраняющую функциональные связи между ними.

Рассматривая возможности применения эволюционного подхода к изучению исторических ПТС, автор подчеркивает, что любую систему можно рассматривать либо как готовый, статический продукт, сложившийся к моменту исследования, либо в процессе ее становления и развития, те с точки зрения эволюции этой системы Исторические природно-технические системы можно рассматривать только во втором ракурсе Автор придерживается понятия эволюции как необратимого, непрерывного, направленного изменения состояния и свойств изучаемых систем, как прогрессивного, так и регрессивного характера, включающего на определенных этапах скачкообразные переходы систем в качественно иное состояние

Рассматривая эволюционные компоненты синергетического направления в изучении исторических территорий, автор подчеркивает роль Г.Хакена, И.Пригожина, Г.Патти, М. Эйгена, И.Стенгерс в разработке данного научного направления, выделяет исследования А.А. Андронова, Ю.Л. Климонтовича, M.B. Волькенштейна, Е.Е. Селькова, Е.Н. Князевой, С.П.Курдюмова В инженерной геологии первые шаги в области развития

синергетического направления были предприняты в 1992 г. Е.М. Пашкиным, а позже в совместных работах А.В. Панкратова, Е.М. Пашкина и др.

Одним из основных синергетических терминов является понятие «аттрактор» (от латинского attractю - притяжение) - т.е. финальное состояние эволюционного процесса. Для описания эволюционных преобразований в структуре ИПТС автор считает целесообразным использовать введенный Е.Н. Князевой и СП. Курдюмовым термин «структура-аттрактор эволюции» - т.е. реальная структура, приобретаемая системой в результате переходных эволюционных процессов, поскольку если система попадает в поле притяжения определенного аттрактора, то она неизбежно эволюционирует к этому относительно устойчивому состоянию (структуре). При изучении ИПТС исследователям приходится встречаться с разными типами их адаптационного поведения. Поскольку ИПТС являются открытыми динамическими системами, реально существующими в течение длительного времени, исчисляющегося несколькими сотнями лет, они испытывали воздействие множества факторов как природного, так и техногенного характера. В процессе эволюции ИПТС в целом и их отдельные подсистемы переживали ряд кризисных ситуаций, реакции на которые либо обеспечивали сохранение системе динамического равновесия, как правило, с переходом в качественно иное, но целостное состояние, либо приводили к полному разрушению системообразующих связей. В сущности, эволюция ИПТС представляет собой направленное необратимое изменение их структуры и свойств, в ходе которого длительные периоды квазистационарного состояния сменяются периодами неустойчивости (кризисами), разрешающимися, как было сказано выше, переходом системы в качественно иное состояние. Периоды неустойчивости могут привести систему к одному из нескольких альтернативных сценариев эволюции. Однако не все сценарии эволюции ИПТС являются позитивными с точки зрения сохранения памятников. К сожалению, существуют примеры негативных путей развития, приведших к серьезным деформациям и даже к утрате многих памятников. Поскольку риск подобных утрат слишком велик, а сохранение памятника является главной целью изучения ИПТС, необходимо применение упреждающих управляющих воздействий, которые не противоречили бы позитивным тенденциям в эволюции ИПТС.

ГЛАВА 2

ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В СТРУКТУРЕ ИПТС.

Во второй главе рассматриваются структурные элементы ИПТС и их участие в эволюционных преобразованиях памятников русской архитектуры; изменение структуры фундаментов; изменение структуры геологической среды в основаниях памятников; особенности грунтового основания и устройства фундаментов; специфика эволюционных преобразований контакта фундамент-грунт памятников свайного периода.

Применение метода системного анализа к изучению эволюционных преобразований на исторических территориях предполагает рассмотрение находящихся в их пределах памятников архитектуры как составляющей реальных исторических ПТС При этом необходимо выделить в качестве объектов исследования отдельные подсистемы общей системы, основными из которых в структуре ПТС являются техническая и природная составляющие.

При изучении ИПТС целесообразно прибегнуть к декомпозированию структуры изучаемого элемента системы При этом выявление иерархического уровня в структуре элементов системы, выбор его (уровня) масштаба определяется конкретно решаемой задачей

В работе автор придерживается подхода Е.М.Пашкина, который в структуре технической подсистемы ИПТС выделил три иерархических уровня, декомпозируя ее на

I уровень - элементарный блок в виде плинфы, кирпича, штуфа известняка, валуна,

II уровень - функциональный блок. На этом уровне подсистема рассматривается как единство взаимосвязанных элементарных блоков, группирующихся в функциональные блоки, несущие конкретные функциональные нагрузки, как некоторые целостности, например, стена, колонна, свод, фундамент,

III уровень - агломерат функциональных блоков На этом уровне взаимодействие функциональных блоков обусловливает подсистему «памятник», а их отношения - ее структуру.

Практика проведения многочисленных исследований ИПТС показывает, что состояние надземных конструкций памятников архитектуры во многом определяется изменениями в структуре подземных конструкций -фундаментов, непосредственно взаимодействующих с геологической средой Вплоть до настоящего времени наблюдается парадоксальное противоречие между подходами к реставрации памятников архитектуры и к строительству современных зданий и сооружений В современном строительстве, в силу необходимости, сформировался целостный подход, включающий, прежде всего, комплекс инженерно-геологических изыскании и подразумевающий особую важность совместной работы фундаментов зданий и сооружений с грунтами основания В то же время, методология реставрационных работ не отличается подобной целостностью подхода. Наряду с разработанным и постоянно совершенствуемым комплексом высокотехнологичных мероприятий, направленных на реставрацию надземной части памятников архитектуры, состоянию подземных конструкций, а тем более грунтов основания, в течение длительного периода времени не уделяется должного внимания. Даже широкое применение в последние десятилетия методов инженерной реставрации, включающих мероприятия по усилению оснований памятников архитектуры, во многих случаях оказывается малоэффективным Такие ситуации складываются, в основном, из-за элементарного незнания конструктивных особенностей древних фундаментов. Для многих

специалистов, работающих в области реставрации памятников русской средневековой архитектуры, существование такого элемента структуры ИПТС, как деревянные конструкции в основании зданий и сооружений, представляется либо мифом, либо, в лучшем случае, гипотезой, не имеющей практического значения.

Анализ эволюции строительных технологий показывает, что наличие деревянных конструкций в основаниях памятников архитектуры повсеместно связано с определенным временным интервалом, когда их применение являлось традиционным и обязательным. Об этом свидетельствует применение деревянных свай не только для уплотнения слабых грунтов с целью повышения их несущей способности, но и случаи забивки свай в грунты, изначально обладавшие весьма высокой несущей способностью (твердые моренные суглинки, плотные аллювиальные пески). Наличие деревянных уплотнительных конструкций непосредственно в зоне контакта фундаментов зданий названного выше периода с грунтами основания подтверждается материалами инженерно-геологических исследований более чем ста памятников архитектуры Федерального значения. При определенном разнообразии материалов и конструктивных схем каменных фундаментов, в области применения свайных конструкций наблюдается следование общей традиции. Это, прежде всего, четкая рядность, выдержанный шаг забивки, незначительные отличия длин и диаметров (табл. 1). С течением времени древесина свай подвергалась деструкции, и происходило формирование пустот-«стаканов». Подобные процессы всегда приводят к ослаблению грунтов основания памятника архитектуры. Большинство обследованных автором памятников русской архитектуры ХУ-ХУШ вв. испытывают прогрессирующие неравномерные осадки основания, связанные с разрушением стенок полостей-«стаканов». Таким образом, контакт фундамент-грунт, состоянию которого древние зодчие придавали огромное значение, в процессе эволюции ИПТС превратился в наиболее слабое ее звено именно из-за эволюционных преобразований, связанных с процессами деструкции деревянных конструкций фундаментов.

В целях исследования изменений несущей способности грунтов межсвайного пространства при гниении деревянных свай, на учебном полигоне МГГРУ проведен опыт, заключавшийся в следующем: на опытном участке был смоделирован фундаментный ров; в дно рва были забиты деревянные сваи. Вмещающими грунтами являлись покровные суглинки. После подготовки на массив «сваи-грунт» посредством штампа была передана нагрузка ступенями 0,1, 0,2 и 0,3 МПа. Далее была проведена разгрузка теми же ступенями (рис. 1). На втором этапе опыта, для имитирования пустот от сгнивших оголовков, сваи были забиты в грунт еще на 20 см, и массив был снова испытан аналогичным образом (рис. 2).

Результаты обработки материалов штамповых испытаний показали, что уже на этапе деструкции оголовков модуль общей деформации массива сваи-грунт снижается более чем в два раза.

При исследовании памятников русской средневековой архитектуры выделены фазы эволюции грунтового основания (табл. 2). В зависимости от этапа разрушения свай на момент их обследования введен коэффициент утраты свай - показатель, оценивающий степень сохранности деструктированных деревянных свай за истекший период их эксплуатации, который соответствует отношению объема сохранившейся древесины к первоначальному объему сваи (табл. 3).

Таблица 1.

Исходные параметры свайных оснований, полученные по результатам прямых исследований.

№ п/ п объект исследования количество инженерно-геоло-гичес-ких шурфов количество вскрытых свай количество вскрытых рвдов свай среднее расстояние | между боковыми поверхностями свай в пределах ряда, см среднее расстояние между рядами свай, см средняя длина свай, м средний диаметр свай,см

1 Храм Вознесения в Коломенском XVI в. 4 11 5 30 35 1,1 14

2 Храм Усекновения Главы Иоанна Предтечи в Коломенском XVI в. 7 28 12 27 30 1,2 10

3 Ограда Государева двора в Коломенском XVII в. 3 6 2 32 30 1,0 9

4 Спасский собор Андроникова монастыря XV в. 2 4 2 29 30 0,9 8

5 Палаты в Среднем Овчинниковском пер. в Москве XVII в. 4 17 4 27 25 1Д 10

6 Храм Архангела Михаила в Ярославле XVII в. 2 6 3 26 29 1,2 10

7 Никитский собор в Переславле-Залесском XVI в. 6 18 12 25 30 1,4 15

Рис 1. Первый этап опыта (моделирование передачи нагрузки от сооружения на свайно-грунтовое основание).

Рис. 2 Второй этап опыта (моделирование передачи нагрузки от сооружения на грунтовое основание, ослабленное полостями-«стаканами»).

Таблица 2

Таблица 3

Памятник архитектуры Год постройки Год обследования Время эволю-ши инженер ■ю-геологиче жих условий | Сост ояние деревянных сваи 1

Первоначальное 1 Современное

Церковь Вознесения в Колсменском 1532 2000 468 лет 1 1 - 110 см 1 Э-14 см В V-16924 ш' ,——~-. Ь ост - 50 см 1—Х- 1 1_ии"60см ( ' Б ост " 10 см й СГИ - 4 см | Я V ост-3925см3 К уфаш - 23 % |

Ограда Государева двора в Коломенском 1685 | 2003 1 318 лет 1 1 - 100 см В Ц-9 см ? У-6217 см3 Locт - 55 СМ Ьс™ "45см 1 П Бои -6СМ ^ й сгн - 3 см \'оя= ¡554..М11 К утраты -25 % ,

Церковь Архангела Михаила в Ярославле 1657 2004 347 лет ! 1 __ | ____ Ь ост - 50 см ' / ; ( ) I. сп! 70 см , 1 ь- 120 см I 1 ИЯ-7Я Ш \ Й сгн - 3 см ■ О - 10 см 1 л 1 Я '1 V ОО. -1923 см" V V 9420 см' 1 Ш | | Кутрта1-20%

ГЛАВА 3

СЦЕНАРИИ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ОСНОВАНИИ ПАМЯТНИКОВ РУССКОЙ АРХИТЕКТУРЫ СВАЙНОГО ПЕРИОДА

В главе обсуждаются эволюционные процессы в рамках сценария развития кризисного состояния. Предметом специального рассмотрения являются индивидуальные для каждого памятника особенности прохождения этапов деструкции деревянных свай, которые в основном и определяют сценарии поведения ИПТС в целом. Вслед за Е.М.Пашкиным, автор исходит из того, что эволюция реальных ИПТС и особенно их структур предусматривает внутреннее непрерывное перестроение и количественное изменение состояния их элементов в связи с протекающими в них процессами. Изменения в ходе эволюции носят разнонаправленный характер, но в процессе эволюции они остаются взаимосвязанными, что и определяет в дальнейшем условия адаптации рассматриваемых ИПТС.

В результате анализа инженерно-геологических изысканий, проведенных на ряде памятников русской архитектуры, выявлены существенные деформации в надземных несущих конструкциях, которые имеют прогрессирующий, незатухающий характер. Выделены три основные группы причин, влияющих на современное состояние надземных несущих конструкций сооружений.

К первой группе причин отнесены конструктивные особенности сооружений, которыми обусловлено распределение напряжений в несущих конструкциях, наличие распорных усилий, нагруженных и ненагруженных

элементов конструкций, что в свою очередь проявляется в характерных разрывных и пластических деформациях надземной части сооружений.

Ко второй группе относятся причины, связанные с техногенной нагрузкой на историческую территорию, на которой расположен памятник архитектуры: неконтролируемое увеличение мощности культурного слоя, приводящее к нарушению первоначальной вертикальной планировки территории и затруднению эвакуации поверхностного стока; утечки из канализационных и водонесущих коммуникаций, попадающие в фундаменты и грунты основания, нарушение целостности фундаментов в результате врезки подземных коммуникаций; грубое нарушение температурно-влажностного режима эксплуатации памятника архитектуры, уничтожение важных конструктивных элементов (например, удаление или разрыв металлических «воздушных» связей).

Третьей группой причин деформаций надземных несущих конструкций являются особенности инженерно-геологических условий, а главным образом особенности функционирования контакта фундамент-грунт. Причем для памятников русской средневековой архитектуры основным фактором деформаций является, как правило, именно эта группа причин.

Весь период существования памятников можно разбить на три этапа: 1 этап - этап благополучного состояния; 2 этап - этап начала деструкции свай, образования «стаканов» и неравномерных осадок; 3 этап - этап завершения гниения свай и либо завершение осадок, либо их медленное развитие в квазистационарном режиме. Процессы второго и третьего этапов и определяют состояние кризисного переходного периода, составляющего для разных памятников полтора-три столетия.

В приведенных в главе примерах описаны разные типы переходных процессов от возвращения системы в состояние равновесия, близкое к исходному (Спасский собор Андроникова монастыря), до разрушения системообразующих связей, приведшего к потере памятника (Никольский собор Антониева монастыря, колокольня Благовещенского собора Макариево-Унженского монастыря). Примерами хорошей сохранности подземных деревянных конструкций служат свайные основания памятников архитектуры Ростова Великого (табл. 4).

В фундаментах этих памятников накопились так называемые «фундаментные» воды, выполняющие роль защитного буфера, а вмещающие сваи грунты культурного слоя являются слабопроницаемыми, и в них развита восстановительная обстановка.

Серьезные деформации возникали в ряде случаев уже на этапе сгнивания оголовков свай, потому что часто деревянные сваи использовались для передачи нагрузок от сооружений на нижезалегающие грунты, например когда непосредственным основанием фундаментов являлись накопления культурного слоя (рис. 3).

Таблица 4

Рис. 3 Схематический разрез контакта фундамент-грунт апсидной части церкви Царевича Димитрия в Угличе

А — стадия полной сохранности деревянных свай; Б — стадия уплотнения грунтов культурного слоя под подошвой фундамента и перемещение блоков фундамента после деструкции верхних частей деревянных свай. 1- валунная кладка фундамента, межвалунный заполнитель представлен суглинком; 2- древесина свай; 3- грунты культурного слоя; 4-аллювиальные пески.

Рис. 4. Микрозернистый кальцит с псевдоморфной микротекстурой клеточного строения древесины (увеличение х20):

1 - зимние годовые кольца древесины, выполненные микрозернистым кальцитом,

2 - инкрустация стенки поры- клетки древесины кристаллами кальцита.

Рис. 5. Алеврито-глинистый материал, заполняющий поры-клетки древесины (увеличение х20). Стрелкой показано направление перемещения привнесенного алеврито-глинистого материала в поре-клетке древесины.

Рис. 6. Метасоматическое замещение глинистого и мелкоалевритового компонентов микрозернистым кальцитом (увеличение х20). 1- мелкозернистый кальцит, 2 - песчаные зерна кварца и полевого шпата.

Рис. 7. Флюидальная микроструктура глинистого алеврита (увеличение х20). Стрелкой показана обшая ориентировка удлиненных частиц слюд и гидрослюд.

Примерами уникальной организации состояния подсистемы свайного основания и сохранения при этом относительной устойчивости памятника являются основания храма Вознесения Господня в Коломенском, а также некоторых памятников архитектуры Ярославской области Изучение особенностей эволюционных изменений контакта фундамент-грунт храма Вознесения показало феноменальное поведение системы «памятник архитектуры - геологическая среда», когда в результате разнонаправленного эволюционного процесса - выщелачивания известкового раствора в кладке фундамента и метасоматического замещения кальцитом разложившейся древесины свай с одновременной литификацией грунтов (рис 4-7) - были созданы условия для адаптирования системы. Явления подобного метасоматоза наблюдались также при изучении контакта фундамент-грунт Никитского собора в Переславле-Залесском и Успенской церкви в Александровской слободе

ГЛАВА 4

ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕНЕЗА НА ЭВОЛЮЦИЮ ИПТС

В главе рассматривается диалектика позитивного и негативного воздействия техногенеза на эволюцию ИПТС в разные периоды их эволюции Уже с момента постройки памятников архитектуры начинается развитие процесса изменения заложенной структуры под влиянием процессов, спровоцированных возведением памятника архитектуры (изменение состояния и свойств грунтов в основании, изменение температурного поля возникновение наведенных температурных градиентов, проявление барражного эффекта и направленное изменение влажности грунтов) и воздействием на него факторов внешней среды (накопление техногенных грунтов, годовые циклические знакопеременные колебания температуры, влажности и т.п.).

Одним из наиболее действенных в настоящее время негативных факторов, пагубно сказывающихся на состоянии исторических территорий, является техногенез в различных его проявлениях Опасность негативных, с точки зрения сохранения памятника, сценариев эволюции ИПТС реальна и более чем вероятна даже при отсутствии активного техногенного воздействия Яркими примерами таких путей эволюции служат колокольня церкви Благовещения Макарьево-Унженского монастыря и Никольский собор Антониева монастыря. Здесь негативные сценарии, повлекшие полное разрушение надземных конструкций технической подсистемы, определялись спецификой прохождения этапов эволюционных преобразований контакта фундамент-грунт. Вместе с тем, большое количество памятников русской средневековой архитектуры, проходящих те же эволюционные этапы, в настоящее время испытывают все более интенсивную техногенную нагрузку

Автор считает необходимым подчеркнуть, что рассмотренный во второй главе работы процесс резкой конвергенции («схлопывания») стенок «стаканов» в настоящее время все чаще провоцируется возрастающей техногенной нагрузкой на исторические территории Это проявляется, в

частности, в изменении гидрогеологических условий памятника вследствие утечек из водонесущих коммуникаций, а также в интенсивной вибрационной нагрузке на зону контакта фундамент-грунт из-за динамического воздействия, создаваемого транспортом, строительной техникой и пр.

Техногенез выступает как «катализатор» процессов, уже протекающих в структуре ИПТС, что проявляется, например, в активизации криогенных процессов (морозного пучения грунтов основания вследствие изменения температурно-влажностного режима), искусственном изменении уровня подземных вод. Кроме того, техногенез является причиной возникновения качественно новых процессов в структуре ИПТС. Известно, что воздействие одних и тех же факторов на различные подсистемы одной системы может быть разнонаправленным Подобная ситуация, характерная для природных комплексов, часто складывается в процессе функционирования ИПТС. При анализе современного состояния памятников архитектуры и разработке индивидуализированных методов усиления необходимо учитывать, что отдельные подсистемы ИПТС в процессе эволюции по-разному реагировали на одни и те же внешние воздействия. В некоторых случаях эти реакции могут быть прямо противоположны общей тенденции эволюции системы. Особенно показательны в данном отношении сценарии поведения подсистемы грунтов основания. Рассмотрены примеры массопереноса продуктов выщелачивания карбонатной составляющей материала кладочного раствора фундаментов в результате прямого попадания в фундаменты и грунты основания атмосферных вод, вызванного нарушением вертикальной планировки. В результате техногенное воздействие, в целом негативно отразившееся на состоянии материалов и несущих конструкций памятников, вместо того, чтобы ослабить основания, послужило их усилению на локальных участках.

Важным фактором, негативно воздействующим на ИПТС, являются случаи некомпетентного подхода к «улучшению» условий их функционирования. Сюда можно отнести, например, повсеместную замену паропроницаемых покрытий асфальтовыми и бетонными покрытиями (Троице-Сергиева Лавра, Ростов Великий, Суздаль, Переславль-Залесский и др.). Также негативно влияют на ИПТС вновь появляющиеся техногенные нагрузки, связанные с процессами урбанизации. Проведение трамвайных путей, введение в действие магистральных водопроводов, строительство многоэтажных зданий в непосредственной близости от ИПТС, строительство линий метро под ними - все это неизбежно приводит к необратимым изменениям структуры ИПТС.

ГЛАВА 5

ПРИМЕНЕНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ИПТС.

В главе рассматриваются проблемы управления устойчивостью памятников на основе принципа адаптивного приспособления, а также

активные управляющие воздействия со щадящими изменениями структуры основания.

Эффективность управляющих воздействий во многом зависит от адекватности принимаемых технологических решений, связанной с упреждением развития событий по негативному сценарию. Анализ приведенных примеров показывает, что в подавляющем большинстве случаев положительный сценарий эволюции ИПТС без управляющего воздействия маловероятен, управляющее же воздействие способно привести к замене аттракторного тяготения, т.е. к воссозданию структуры основания, близкой первоначальной.

Одним из примеров упреждающего управляющего воздействия является комплекс мероприятий по выведению из кризисного состояния палат XVII в. в Среднем Овчинниковском переулке в Москве. Рассчитанный суммарный объем полостей-«стаканов», вскрытых под подошвой фундамента составлял около 10 м3, т.е. ~ 15% от общего объема грунтов основания в пределах объема свайного поля. Состояние контакта фундамент-грунт было оценено как аварийное. Для предотвращения разрушения памятника были проведены работы по заполнительной цементации фундаментов и контакта фундамент-грунт. Анализ данных о поглощениях цементационных скважин выявил практически полную сопоставимость объема закачанного раствора с предполагаемым объемом пустот в теле фундамента, что составило 3600 л. Поглощение инъекционного раствора на контакте фундамент-грунт, что превысило рассчитанный суммарный объем полостей под подошвой фундамента и составило 14800 л (рис. 8). Полученные данные вполне сопоставимы, поскольку диаметры отпечатков оголовков свай на нижней поверхности фундамента свидетельствуют об их большем первоначальном диаметре (в среднем около 15 см). Кроме того, объем полостей-«стаканов» увеличивался в ходе заполнительной цементации, т.к. давление иньектируемого раствора достигало 0,3 МПа.

Управление системами на рассматриваемых сложных этапах их существования должно выражаться, прежде всего, в усилении фундаментов и особенно контакта фундамент-грунт, т.е. в реабилитации первоначальной функции этого важнейшего элемента ИПТС «памятник - геологическая среда». Важным действием в обеспечении устойчивости памятников архитектуры является назначение принципа управления устойчивостью, основанного на упреждении негативного сценария эволюции. Использование этого принципа в условиях априорной неопределенности позволит применять наиболее надежные и эффективные методы обеспечения длительной устойчивости памятников архитектуры.

Риск утраты памятников архитектуры, переживающих кризисные эволюционные этапы, достаточно велик и существенно возрастает при возникновении техногенных нагрузок. Принимая во внимание интенсивность процессов урбанизации в последние десятилетия, уже на этапе проведения проектно-изыскательских работ под любое капитальное строительство необходимо в обязательном порядке привлекать компетентных

специалистов, рекомендации которых позволят сохранить уникальные исторические объекты в зоне влияния предполагаемого строительства.

Рис 8 Схема фрагмента фундамента и контакта фундамент-грунт

палат XVII в до и после проведения работ по заполнительной цементации

1 - белокаменная кладка фундамента,

2 - грунты основания, представленные аллювиальными песками,

3 - полости-«стаканы», образовавшиеся под подошвой фундамента в

результате полного разложения уплотнительных деревянных свай,

4 - твердеющий известково-цементный инъекционный раствор

Проведение комплекса мероприятий, усиливающих основания памятников средневековой архитектуры, обязательно должно предшествовать реставрационным работам на памятнике и строительным работам на возводимых объектах. В противном случае усиливающие мероприятия носят характер «скорой помощи», что допускает большую степень вероятности разрушения памятника, если в структуре ИПТС в результате продолжающегося действия накладывающейся техногенной нагрузки успели произойти необратимые деструктивные процессы

Итак, в настоящее время деятельность человека становится одним из наиболее важных факторов функционирования ИПТС и может привести к различным типам нового динамического равновесия. Правильная оценка направленности эволюции ПТС конкретного памятника архитектуры дает возможность как усилить действие положительного с точки зрения сохранения памятника аттрактора, так и замены одного аттрактора другим

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты исследований, определяющие научную и практическую значимость работы, заключаются в следующем

1. Введено понятие кризисного переходного периода состояния структуры исторической природно-технической системы (ИПТС) «памятник - геологическая среда». Кризисность переходного периода к новому равновесию связана, прежде всего, с состоянием контакта фундамент-грунт и в первую очередь с особенностями деструкции деревянных конструкций в основании каждого отдельного памятника. Лишь в исключительных случаях подобные кризисы преодолеваются памятником архитектуры без разрушения его конструктивной целостности и не требуют управляющего воздействия (Спасский собор Андроникова монастыря). Однако в большинстве случаев прохождение кризисного рубежа приводит к значительным деформациям или полной потере памятника архитектуры (Никольский собор Антониева монастыря, колокольня церкви Благовещения Макариево-Унженского монастыря).

2. Показано, что реальная ИПТС развивается как открытая динамическая система, прошедшая за время существования определенные эволюционные этапы. Эти этапы представляют собой периоды длительного квазистационарного состояния системы, сменяющиеся периодами неустойчивости, которые завершаются резкими изменениями ее структуры и свойств.

3. Подтверждается необходимость комплексного методологического подхода к изучению функционирования ИПТС. Показано, что эти системы необходимо рассматривать в рамках системно-синергетического подхода.

С точки зрения метода системного анализа памятник архитектуры как объект исследования представляет собой сложную многокомпонентную систему, включающую техническую (надземные и подземные конструкции памятника) и природную подсистемы. Под природной подсистемой подразумевается область геологической среды в пределах сферы взаимодействия последней с конструкциями памятника, определяемая компонентами инженерно-геологических условий.

Понятие эволюция трактуется как необратимое, непрерывное, направленное изменение состояния и свойств систем, как прогрессивного, так и регрессивного характера, включающее на определенных этапах скачкообразные переходы систем в качественно иное состояние.

При изучении эволюции реальных ИПТС, основной задачей которого является внедрение адекватного управляющего воздействия с целью максимального сохранения структуры памятника архитектуры, показана правомерность применения синергетического метода. Поскольку основным направлением аттракторной организации ИПТС является стремление к состоянию нового динамического равновесия, таковыми направлениями в равной мере могут быть эволюционные переходы как с сохранением конструктивной целостности памятника на новом этапе, так и со значительными деформациями памятника или даже с полным его разрушением.

4. Традиционным методом усиления оснований для культовых сооружений Х1-ХУП (до середины XVIII) вв. являлась забивка в грунты деревянных свай, при которой происходило уплотнение грунтового массива в основании сооружения. Наличие деревянных уплотнительных конструкций непосредственно в зоне контакта фундаментов зданий памятников архитектуры свайного периода с грунтами основания подтверждается материалами многочисленных инженерно-геологических исследований, проведенных по разработанной специальной методике на многочисленных памятниках русской средневековой архитектуры. Эволюция ИПТС памятников свайного периода во многом определяется характером эволюционных преобразований свайно-грунтового основания.

5. Отмечается, что конвергенция («схлопывание») стенок полостей-стаканов» от сгнивших свай представляет собой достаточно сложный процесс, механизм которого на настоящий момент еще недостаточно изучен. Вместе с тем, можно с уверенностью утверждать, что на протекание процесса конвергенции стенок полостей непосредственное влияние оказывают инженерно-геологические условия участка размещения памятника, включающие большое количество факторов, таких как влажность грунтов основания сооружения, их минеральный состав и генезис, прочностные и деформационные свойства, инженерно-геологические процессы, протекающие в сфере взаимодействия памятника архитектуры с геологической средой. В частности, процесс конвергенции стенок «стаканов» часто провоцируется возрастающей техногенной нагрузкой на исторические территории. Это проявляется в изменении гидрогеологических условий памятника вследствие утечек из водонесущих коммуникаций, в интенсивной вибрационной нагрузке на зону контакта фундамент-грунт из-за динамического воздействия, создаваемого транспортом, строительной техникой и пр.

6. Анализ приведенных примеров эволюционных преобразований показывает, что в большинстве случаев положительный, с точки зрения сохранения памятника архитектуры, сценарий эволюции ИПТС без управляющего воздействия маловероятен. Управление историческими системами на рассматриваемых сложных этапах их существования должно выражаться, прежде всего, в опережающем усилении фундаментов и особенно контакта фундамент-грунт.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Эволюция инженерно-геологических условий Воскресенского (Ново-Иерусалимского) монастыря в процессе техногенеза. / Тезисы международной конференции «Новые достижения в науках о Земле», М., МГГА 1996, с. 89 (соавторы ИА Демкин, В.Ю. Котов).

2. Оценка инженерно-геологических условий церкви Спаса на Сенях Ростовского кремля при анализе причин и механизма деформаций памятника. / Тезисы международной конференции «Новые достижения в науках о Земле», М., МГГА, 1996, с.87 (соавторы И.А Демкин, В.Ю. Котов).

3 Некоторые закономерности парагенетических ассоциаций процессов на исторических территориях / Труды Международной научной конференции «Эволюция инженерно-геологических условий Земли в эпоху техногенеза», М, МГУ, 1997, с. 139 (соавторы И А Дсмкин, В.Ю. Котов)

4 Специфика развития опасных инженерно-геологических процессов в основании памятников русской архитектуры XVII в / Изв вузов Геология и разведка 1997, № 6, с 105-112 (соавторы И.А. Демкин, В.Ю. Котов, О.В.Телин)

5 Инженерно-геологический аспект проблемы сохранения памятников архитектуры г. Ростов Великий / Тезисы докладов Межрегиональной конференции «Исторический город в контексте современности» - Нижний Новгород, НПГУ, 1998, с 92-94 (соавторы И А Демкин, В.Ю.Котов)

6 Эволюционные преобразования в сфере взаимодействия памятников архитектуры с геологической средой (на примере храмов Костромской области) / Сб «Природные условия строительства и сохранения храмов Православной Руси» - Сергиев Посад, 2000, с. 51 -54 (соавторы И А Демкин, В.Ю.Котов)

7 Применение синергетического подхода к изучению эволюции реальных исторических природно-технических систем / Труды V международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» М, МГГА, 2001, с.81

8 Анализ причин деформаций несущих конструкций памятников архитектуры Ярославской области XVII-XVШ вв / Сб Современные вопросы геологии М., Научный мир, 2003, с 384-386 (соавторы И.А. Демкин, В.Ю.Котов)

9 Особенности эволюционных изменений контакта фундамент-грунт церкви Вознесения в Коломенском / Геоэкология, 2003, № 4, с 328 334 (соавторы Е.М. Пашкин, А.В. Панкратов, В.М. Кувшинников, А.А. Ануфриев).

10 Эволюция исторических природно-технических систем и управляющие воздействия на процессы их адаптации (на примере исторических памятников Москвы) / Геоэкология, 2004, № 5, с 422-426

00

Принято к исполнению 17/02/2005 Исполнено 18/02/2005

Заказ № 607 Тираж 100 экз.

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095) 747-64-70 (095)318-40-68 www.autoreferat.ru

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Бондарев, Михаил Викторович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПЦИИ ПОДХОДА К ИЗУЧЕНИЮ ЭВОЛЮЦИИ ИСТОРИЧЕСКИХ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ /ИПТС/.

1.1. Применение системного подхода к изучению исторических территорий.

1.2. Применение эволюционного подхода к изучению исторических территорий.

1.3. Эволюционные компоненты синергетического направления в изучении исторических территорий.

Выводы.

ГЛАВА 2. ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В СТРУКТУРЕ ИПТС.

2.1. Структурные элементы ИПТС.

2.2. Виды строительных материалов, использовавшихся при сооружении фундаментов.

2.3. Особенности геологической среды в основаниях памятников русской архитектуры

2.4. Особенности подготовки грунтового основания и устройства фундаментов

2.5. Специфика эволюционных преобразований контакта фундамент-грунт памятников свайного периода.

Выводы.

ГЛАВА 3. СЦЕНАРИИ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ОСНОВАНИИ ПАМЯТНИКОВ РУССКОЙ АРХИТЕКТУРЫ СВАЙНОГО ПЕРИОДА.

3.1. Эволюционные процессы, связанные с адаптацией структуры ИПТС.

3.2. Эволюционные процессы в рамках сценария развития кризисного состояния.

3.3. Гомеостазисное развитие эволюционных процессов. 81 Выводы

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ТЕХНОГЕНЕЗА НА ЭВОЛЮЦИЮ ИПТС.

4.1. Особенности негативного влияния техногенеза на современное состояние ИПТС.

4.2. Диалектика негативного и позитивного воздействия техногенеза на эволюцию ИПТС. 103 Выводы.

ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ УПРАВЛЯЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ИПТС.

5.1. Управление устойчивостью памятников на основе принципа адаптивного приспособления.

5.2. Активные управляющие воздействия с щадящими изменениями структуры основания. 121 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Эволюция инженерно-геологических условий исторических территорий на примере памятников русской архитектуры XV - XVIII вв."

1. Актуальность.

Актуальность темы заключается в необходимости выработки целенаправленного подхода к изучению инженерно-геологических условий памятников русской средневековой архитектуры. В настоящее время большая часть памятников XV-XVIII вв. испытывает серьезные деформации, связанные со спецификой эволюции структуры и свойств грунтов основания. Лишь в исключительных случаях подобные кризисы преодолеваются памятником архитектуры без нарушения конструктивной целостности и не требуют внешнего управляющего воздействия.

Актуальность темы диссертации усиливается тем, что в настоящее время уже разработаны методы щадящего управляющего воздействия, способные предотвратить негативное, с точки зрения сохранения памятника, протекание неизбежного переходного кризиса [62]. Эти методы прошли большую апробацию, и их применение способствовало сохранению многих памятников архитектуры русского средневековья. Однако проблема управления состоит еще и в том, что к моменту подключения управляющих средств сами исторические природно-технические системы (ИПТС) могут находиться в состоянии, отражающем разные этапы эволюционного развития системы. Поэтому целесообразность и своевременность применения методов упреждающего воздействия в значительной степени обусловливается определением возможных сценариев (путей эволюции) в каждом конкретном случае. Эффективность этих действий в значительной степени будет зависеть от оценки инженерно-геологических изменений структуры сферы взаимодействия памятника в ходе ее эволюции.

Упреждающее воздействие не исключает и не должно исключать важность адекватности принимаемых решений, в том числе и упреждающих, которые, как и все технические решения, включают неопределенность. Именно поэтому, несмотря на ряд общих признаков существующих сценариев, комплексам усиливающих мероприятий должны предшествовать специализированные исследования, выявляющие специфику кризисной ситуации каждого памятника архитектуры и снижающие тем самым степень неопределенности. Одновременно такой подход оправдан при необходимости первоочередного проведения инженерной реставрации памятников архитектуры.

Эволюция инженерно-геологических условий исторических территорий определяется четко фиксированным периодом времени (с начала постройки памятника до года его обследования), в течение которого развитие сферы взаимодействия памятника архитектуры свайного типа сопровождается серьезным изменением ее структуры или значительной ее деструкцией.

В настоящее время одна из важных проблем заключается в том, чтобы от поставленных вопросов перейти к изучению эволюции внутренней структуры сферы взаимодействия памятников архитектуры с тем, чтобы ее внутренний мир стал носителем наиболее ценной информации, позволяющей при отсутствии и несовершенстве инженерно-геологических исследований исторических территорий решать задачи поддержания и восстановления устойчивости памятников архитектуры.

2. Научная новизна.

Научная новизна исследования определяется тем, что впервые при сохранении памятников архитектуры как элемента исторической ПТС применен эволюционный подход к изучению инженерно-геологических условий. Предметом исследования является реальная историческая природно-техническая система «памятник архитектуры - геологическая среда», которая рассматривается как открытая динамическая система, прошедшая за время существования определенные эволюционные этапы. Эти этапы представляют собой периоды длительного квазистационарного состояния системы, сменяющиеся периодами неустойчивости, которые завершаются резкими изменениями ее структуры и свойств. Наличие данных этапов, а также специфика их протекания определяется эволюционными процессами на контакте фундаментов зданий и сооружений свайного периода с грунтами основания.

3. Практическая значимость.

В диссертационной работе рассматриваются особенности влияния управляющих воздействий на процессы эволюции исторических природно-технических систем «памятник архитектуры — геологическая среда» на примере анализа данных, полученных при изучении ряда памятников архитектуры, расположенных на исторических территориях европейской части России. Необходимость применения упреждающих управляющих воздействий, совпадающих с позитивными, с точки зрения сохранения памятников архитектуры, тенденциями самоорганизации ИПТС, особенно возрастает при возникновении интенсивных техногенных нагрузок на исторические территории.

Подобный подход позволяет не только эффективно использовать существующий арсенал управляющих мероприятий, но в будущем разрабатывать их более адресно в направлении заданного алгоритма действий.

4. Основные цели работы.

Основными целями данной диссертационной работы являются:

- обобщение результатов изыскательских и усиливающих мероприятий, проведенных на ряде памятников средневековой архитектуры Москвы, Ярославля, а также Московской, Ярославской, Владимирской, Тверской, Калужской и Костромской областей;

- обоснование правомерности и необходимости таких мероприятий на других объектах, находящихся в подобном критическом состоянии; обоснование применения эволюционного подхода к изучению исторических ПТС в условиях техногенеза для принятия адекватных технических решений

5. Апробация.

Результаты исследований, проведенных автором, докладывались на:

II международной конференции «Новые достижения в науках о Земле» профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников, аспирантов и студентов МГГА (Москва, 1996);

III международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 1997);

Межрегиональной конференции «Исторический город в контексте современности» (Нижний Новгород, 1998);

IV международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 1999);

Первом Международном научно-практическом симпозиуме «Природные условия строительства и сохранения храмов православной Руси» (Сергиев Посад, 2000);

V международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2001);

Молодежной конференции 3-й Яншинские чтения «Современные вопросы геологии» (Москва, 2003).

6. Публикации.

Материалы исследований отражены в статьях: «Специфика развития опасных инженерно-геологических процессов в основании памятников русской архитектуры XVII века» (М., Изв. ВУЗов «Геология и разведка», 1997, № 6, с. 105-112);

Особенности эволюционных изменений контакта фундамент-грунт церкви Вознесения в Коломенском», (М., РАН, «Геоэкология», 2003, № 4, с. 328-334);

Эволюция исторических природно-технических систем и управляющие воздействия на процессы их адаптации (на примере исторических памятников Москвы)» (М., РАН, «Геоэкология», 2004, № 5, с. 422-426);

Анализ причин деформаций несущих конструкций памятников архитектуры Ярославской области XVII-XVIII вв.» (в сб. Современные вопросы геологии, М., Научный мир, 2003, с.384-386); основные положения диссертации изложены в сборниках тезисов конференций, в которых автор принимал участие.

7. На защиту выносятся следующие положения:

Применение эволюционного подхода к изучению исторических ПТС является одним из необходимых условий для принятия адекватных технических решений, направленных на сохранение памятников русской средневековой архитектуры.

Формирование нового инженерно-геологического элемента на контакте фундамент-грунт является причиной изменений структуры оснований памятников свайного периода.

Сценарии эволюции исторических ПТС необходимо учитывать в комплексном подходе к инженерной реставрации.

Фактическим материалом для обоснования научных положений и выводов послужили собственные экспериментальные и полевые исследования автора в течение последних восьми лет в составе специализированной изыскательской и научно-проектной организации «Инженерная геология исторических территорий» /«ИГИТ»/ на исторических территориях различных городов и регионов европейской части России.

Кроме того, в процессе работы над диссертацией использованы многочисленные литературные источники, публикации по вопросам гидрогеологии и инженерной геологии, реставрации памятников архитектуры, инженерно-геологической диагностики деформаций памятников архитектуры и др.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованной литературы.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Бондарев, Михаил Викторович

Основные результаты исследований, определяющие научную и практическую значимость работы, заключаются в следующем:

1. Введено понятие кризисного переходного периода состояния структуры исторической природно-технической системы (ИПТС) «памятник - геологическая среда». Кризисность переходного периода к новому равновесию связана, прежде всего, с состоянием контакта фундамент-грунт и в первую очередь с особенностями деструкции деревянных конструкций в основании каждого отдельного памятника. Лишь в исключительных случаях подобные кризисы преодолеваются памятником архитектуры без разрушения его конструктивной целостности и не требуют управляющего воздействия (Спасский собор Андроникова монастыря). Однако в большинстве случаев прохождение кризисного рубежа приводит к значительным деформациям или полной потере памятника архитектуры (Никольский собор Антониева монастыря, колокольня церкви Благовещения Макариево-Унженского монастыря).

2. Показано, что реальная ИПТС развивается как открытая динамическая система, прошедшая за время существования определенные эволюционные этапы. Эти этапы представляют собой периоды длительного квазистационарного состояния системы, сменяющиеся периодами неустойчивости, которые завершаются резкими изменениями ее структуры и свойств.

3. Подтверждается необходимость комплексного методологического подхода к изучению функционирования ИПТС. Показано, что эти системы необходимо рассматривать в рамках системно-синергетического подхода.

С точки зрения метода системного анализа памятник архитектуры как объект исследования представляет собой сложную многокомпонентную систему, включающую техническую (надземные и подземные конструкции памятника) и природную подсистемы. Под природной подсистемой подразумевается область геологической среды в пределах сферы взаимодействия последней с конструкциями памятника, определяемая компонентами инженерно-геологических условий.

Понятие эволюция трактуется как необратимое, непрерывное, направленное изменение состояния и свойств систем, как прогрессивного, так и регрессивного характера, включающее на определенных этапах скачкообразные переходы систем в качественно иное состояние.

При изучении эволюции реальных ИПТС, основной задачей которого является внедрение адекватного управляющего воздействия с целью максимального сохранения структуры памятника архитектуры, показана правомерность применения синергетического метода. Поскольку основным направлением аттракторной организации ИПТС является стремление к состоянию нового динамического равновесия, таковыми направлениями в равной мере могут быть эволюционные переходы как с сохранением конструктивной целостности памятника на новом этапе, так и со значительными деформациями памятника или даже с полным его разрушением.

4. Традиционным методом усиления оснований для культовых сооружений XI-XVII (до середины XVIII) вв. являлась забивка в грунты деревянных свай, при которой происходило уплотнение фунтового массива в основании сооружения. Наличие деревянных уплотнительных конструкций непосредственно в зоне контакта фундаментов зданий памятников архитектуры свайного периода с грунтами основания подтверждается материалами многочисленных инженерно-геологических исследований, проведенных по разработанной специальной методике на многочисленных памятниках русской средневековой архитектуры. Эволюция ИПТС памятников свайного периода во многом определяется характером эволюционных преобразований свайно-грунтового основания.

5. Отмечается, что конвергенция («схлопывание») стенок полостей-стаканов» от сгнивших свай представляет собой достаточно сложный процесс, механизм которого на настоящий момент еще недостаточно изучен. Вместе с тем, можно с уверенностью утверждать, что на протекание процесса конвергенции стенок полостей непосредственное влияние оказывают инженерно-геологические условия участка размещения памятника, включающие большое количество факторов, таких как влажность грунтов основания сооружения, их минералогический состав и генезис, прочностные и деформационные свойства, инженерно-геологические процессы, протекающие в сфере взаимодействия памятника архитектуры с геологической средой. В частности, процесс конвергенции стенок «стаканов» часто провоцируется возрастающей техногенной нагрузкой на исторические территории. Это проявляется в изменении гидрогеологических условий памятника вследствие утечек из водонесущих коммуникаций, в интенсивной вибрационной нагрузке на зону контакта фундамент-грунт из-за динамического воздействия, создаваемого транспортом, строительной техникой и пр.

6. Анализ приведенных примеров эволюционных преобразований показывает, что в большинстве случаев положительный, с точки зрения сохранения памятника архитектуры, сценарий эволюции ИПТС без управляющего воздействия маловероятен. Управление историческими системами на рассматриваемых сложных этапах их существования должно выражаться, прежде всего, в опережающем усилении фундаментов и особенно контакта фундамент-грунт.

Заключение

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Бондарев, Михаил Викторович, Москва

1. Арманд А.Д. Природные комплексы как саморегулируемые природные системы. Изв. АН СССР. Сер. геогр., 1976, № 2, с. 85-94.

2. Афонин А.П., Дудлер И.В., Зиангиров Р.С, Лычко Ю.М., Огородникова Е.Н., Спиридонов Д.В., Черняк Э.Р., Дроздов Д.С. Классификация техногенных грунтов. Инженерная геология, № 1, 1990, с. 115.

3. Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Системные исследования и общая теория систем. В. кн.: Системные исследования. М., 1969, с. 7-29.

4. Бондарев М.В. Применение синергетического подхода к изучению эволюции реальных исторических природно-технических систем. Труды V международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» М., МГГА, 2001.

5. Бондарев М.В. Эволюция исторических природно-технических систем и управляющие воздействия на процессы их адаптации (на примере исторических памятников Москвы). М., РАН, «Геоэкология», 2004, № 5.

6. Бондарев М.В., Демкин И.А., Котов В.Ю. Эволюция инженерно-геологических условий Воскресенского (Ново-Иерусалимского) монастыря в процессе техногенеза. / В сб. Труды международной конференции «Новые достижения в науках о Земле», М., МГГА, 1996.

7. Бондарев М.В., Демкин И.А., Котов В.Ю. Анализ причин деформаций несущих конструкций памятников архитектуры Ярославской области XVII-XVIII вв. / Сб. Современные вопросы геологии. М., Научный мир, 2003, с. 384-386.

8. Бондарев М.В., Демкин И.А., Котов В.Ю., Телин О.В. Специфика развития опасных инженерно-геологических процессов в основании памятников русской архитектуры XVII в. / Изв. вузов. Геология и разведка, 1997, № 6, с. 105-112.

9. Бондарик Г.К. Общая теория инженерной (физической) геологии. М., Недра, 1981.

10. Бондарик Г.К. Методика инженерно-геологических исследований. М., Недра, 1986.

11. Вернадский В.И. Избранные сочинения. М., Изд. АН СССР, 1960, т. 4, кн. 2.

12. Вязкова О.Е. Некоторые принципы инженерно-геологических исследований памятников археологии. / канд. дисс. М., MITA, 1995.

13. Геокриология СССР. Европейская территория СССР. Под редакцией Ершова Э.Д. М., Недра, 1988.

14. ГОСТ 25100-82 Грунты (классификация). М., Государственный комитет СССР по делам строительства.

15. ГОСТ 20522-96 Грунты. Метод статистической обработки результатов. М.

16. Дашко Р. Э. Механика горных пород. М., Недра, 1987.

17. Дашко Р., Норова JL, Руденко Е. Исторический анализ эволюции экологического состояния подземного пространства Санкт-Петербурга

18. Демкин И.А. Механизм процесса снижения несущей способности грунтов основания памятников русской архитектуры. / канд. дисс. М., МГГА, 2000.

19. Дзекцер Е.С. Закономерности эволюции парагенетических комплексов инженерно-геологических процессов на застроенных территориях. В сб. Эволюция инженерно-геологических условий Земли в эпоху техногенеза. М.,МГУ, 1997, с. 129-130.

20. Дмитриев В.В. Современные методы изучения инженерно-геологических условий храмового зодчества. / Сб. «Природные условия строительства и сохранения храмов Православной Руси». Сергиев Посад, 2000.

21. Ершов Э.Д. Общая геокриология. М., Недра, 1990.

22. Ершов Э.Д. Физико-химия и механика мерзлых пород. М., Изд-во МГУ, 1986.

23. Заключение комиссии Министерства культуры РСФСР 1984 г. о причинах обрушения центрального барабана и сводов собора Никитского монастыря в г. Переславле-Залесском.

24. Закон Российской Советской Федеративной Социалистической Республики «Об охране и использовании памятников истории и культуры». М., 1979.

25. Законодательные документы по охране и использованию памятников истории и культуры. / Центральный совет всероссийского общества охраны памятников истории и культуры. М., 1986.

26. Золотарев Г.С. Методика инженерно-геологических исследований. М., Изд-во МГУ, 1990.

27. Ильин М.А. К истории русского каменного зодчества конца XVII в. М., Науч. докл. Высш. Школы: Ист. зап., 1958, № 2.

28. Инженерная геология СССР. Кн. 1. Платформенные регионы европейской части СССР. Под ред. И.С. Комарова, Д.Г. Зилинга, В.Т. Трофимова. М., Недра, 1992.

29. Инженерно-геологическое зондировочное обследование грунтов естественного основания фундаментов Никитского собора и колокольни Никитского монастыря в г. Переславле-Залесском Ярославской области. Спецпроектреставрация, М., 1986.

30. История русской архитектуры. Под ред. Ушакова Ю.С., Славиной Т.А. — С-Пб., Стройиздат, 1994.

31. Каган А.А. Инженерно-геологическое прогнозирование. М., Недра, 1984.

32. Каган А.А., Солодухин М.А. Состав и физико-механические свойства моренных суглинков Вологодской, Архангельской и Ленинградской областей. Сб. статей. Инженерно-геологическое изучение морен. Ярославль, 1974.

33. Камбефор А. Инъекция грунтов. М., Энергия, 1971.

34. Климонтович Ю.Л. Статистическая теория открытых систем. М., Янус, 1995.

35. Климонтович Ю.Л. Введение в физику открытых систем. Соросовский образовательный журнал, 1996, №8, с. 109-116.

36. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика как новое мировидение: диалог с И. Пригожиным. Вопросы философии, 1992, №12, с. 3-20.

37. Комаров И.С. Накопление и обработка информации при инженерно-геологических исследованиях. М., Недра, 1972.

38. Коломенский Н.В. Общая методика инженерно-геологических исследований. М., Недра, 1968.

39. Королев В.А. Проблемы эволюции геологической среды в эпоху техногенеза. В сб. Эволюция инженерно-геологических условий Земли в эпоху техногенеза. М., МГУ, 1997, с. 16-29.

40. Котлов Ф.В. Изменения природных условий территории Москвы. М., Изд. АН СССР, 1962.

41. Краткое руководство к гражданской архитектуре или зодчеству. С-Пб., 1789.

42. Кувшинников В.М., Пономарев В.В. Изменение свойств грунтов при длительных воздействиях в основаниях памятников архитектуры. / В сб. Труды международной конференции «Новые достижения в науках о Земле», М., МГГА, 1996.

43. Купцов А.Г., Романова Е.И. Структура глубинной охранной зоны памятников архитектуры. / Геоэкология, 1995, № 4, с. 77.

44. Лисенков А.Б. Научно-методические основы диагностирования эколого-гидрогеологических систем. / докт. дисс. М., МГГА, 1995.

45. Литература и культура Древней Руси. Словарь-справочник под ред. Кускова В.В. М., Высшая школа, 1994.

46. Кюнтцель В.В. Эволюция экологической устойчивости геологической среды в эпоху техногенеза. В сб. Эволюция инженерно-геологических условий Земли в эпоху техногенеза. М., МГУ, 1997, с. 30-33.

47. Маслов Н.Н. Механика грунтов в практике строительства (оползни и борьба с ними). М., Стройиздат, 1977.

48. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механики грунтов. М., Высшая школа, 1982.

49. Малышев М.В. Прочность грунтов и устойчивость оснований сооружений. М., Стройиздат, 1994.

50. Михайловский Е.В. Реставрация памятников архитектуры (развитие теоретических концепций). М., 1971.

51. Михайловский Е.В. Реставрация памятников архитектуры//Восстановление памятников культуры (проблемы реставрации). Сборник трудов. Под ред. Д. С. Лихачева. М., Искусство, 1981.

52. Невечеря В.Л., Пашкин Е.М., Подборская В.О. Исследование влияния криогенного пучения на устойчивость памятников архитектуры Русского Севера. / Инженерная геология, 1991, №6, с. 134.

53. Некрасов А.И. Архитектурное зодчество XI-XVII вв. М., изд. Всемирной академии архитектуры, 1936.

54. Нестерук Ф.Я. Гидротехническое прошлое великого города. М., МОНИТОЭ, 1947.

55. Памятники архитектуры Москвы, состоящие под государственной охраной. М., Справочник Государственной инспекции по охране памятников, 1980.

56. Панкратов А.В. Телеологическое понимание синергетики. Философские исследования, №3, 1999, с.16-24.

57. Партина А.С. Архитектурные термины. Иллюстрированный словарь. М., Стройиздат, 1994.

58. Пашкин Е.М. Инженерно-геологическая диагностика деформаций памятников архитектуры. М., Высшая школа, 1998.

59. Пашкин Е.М. Инженерно-геологические исследования при строительстве туннелей. М.: Недра, 1981.

60. Пашкин Е.М. Принцип адекватности принимаемых решений — основной принцип управления устойчивостью и сохранности зданий храмовой архитектуры. / Сб. «Природные условия строительства и сохранения храмов Православной Руси». Сергиев Посад, 2ООО.

61. Пашкин Е.М. Синергетика геосистем: новый подход в инженерной геологии. / Инженерная геология, 1992, № 6.

62. Пашкин Е.М., Бессонов Г.Б. Диагностика деформаций памятников архитектуры. М., Стройиздат, 1984.

63. Пашкин Е.М., Дзекцер Е.С. Особенности изменения баланса влажности грунтов в основании памятников архитектуры. / Изв. ВУЗов. Геология и разведка, 1998, №5.

64. Пашкин Е.М., Дзекцер Е.С., Никифоров А.А. Мониторинг культурного слоя как элемента геологической среды// Геоэкология, №1, с. 123, 1995.

65. Пашкин Е.М., Домарев О.В. Инженерно-геологическая стратификация техногенных накоплений как основа оценки дефицита несущей способности оснований памятников// Геоэкология, №4, с. 328, 1999.

66. Пашкин Е.М., Домарев О.В., Никифоров А.А. Инженерно-геологический аспект проблемы сохранения древних оборонительных сооружений//Геоэкология, №4, с. 117, 1993.

67. Пашкин Е.М., Кувшинников В.М., Никифоров А.А., Пономарев В.В. Природа формирования дефицита несущей способности и специфика инженерной защиты памятников архитектуры// Геоэкология, №6, с. 3, 1996.

68. Пашкин Е.М., Панкратов А.В. Природные аттракторы в геоэкологии. Известия ВУЗов, Геология и разведка, 2002, №4.

69. Пашкин Е.М., Панкратов А.В. Синергетика геосистем. М., РАН, Геоэкология, 2001,№ 2.

70. Пашкин Е.М., Панкратов А.В., Кувшинников В.М., Бондарев М.В., Ануфриев А.А. Особенности эволюционных изменений контакта фундамент-грунт церкви Вознесения в Коломенском. М., РАН, Геоэкология, 2003, № 4, с. 328-334.

71. Полуботко А.А. Инженерно-геологические причины деформаций промышленных и гражданских зданий. / Изв. ВУЗов, 1970, №8.

72. Подборская В.О. Исследование инженерно-геологических причин деформаций памятников русской архитектуры. / Автореф. канд. дисс. М., МГГА, 1988.

73. Подземная охранная зона исторической территории Рязанского кремля. Под ред. Романовой Е.И., Купцова А.Г. Рязань, 1995.

74. Подъяпольский С.С. и др. Реставрация памятников архитектуры. М., Стройиздат, 1988.

75. Предварительное техническое заключение по теме: «Инженерно-геологическое обследование состояния фундаментов и контакта фундамент-грунт здания бывшего Дома купца Иванова в г. Ярославле». М, ИГИТ, 2004.

76. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. Новый диалог человека с природой. М., Эдиториал УРСС, 2000.

77. Пруцын О.И., Рымашевский Б., Борусевич В. Архитектурно-историческая среда. М., Стройиздат, 1990.

78. Раппопорт П.А. Строительное производство Древней Руси X XIII вв. СПб., Наука, 1994.

79. Раппопорт П.А. Древнерусская архитектура. С-Пб., Стройиздат, 1993.

80. Садовский В.Н., Основания общей теории систем. М., Наука, 1974.

81. Сизов Б.Т. Сохранение памятников из камня на открытом воздухе (скульптура, архитектурный декор). Диссертация на соискание ученой степени кандидата культурологии. М., 1998.

82. Смирнов С.И. Историческая гидрогеология. М., Недра, 1991.

83. СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений. М., Стройиздат, 1985.

84. СНиП 1.02.07-87 Инженерные изыскания при строительстве. М., 1987.

85. Советский энциклопедический словарь. М., Советская энциклопедия, 1987.

86. Технический отчет об инженерно-геологических изысканиях на территории Никитского монастыря в г. Переславле. ЯСНРПМ, Ярославль, 1984.

87. Технический отчет по теме: «Инженерно-геологическая оценка территории Ново-Иерусалимского монастыря для обоснования методов инженерной защиты аварийного оползневого участка». М., ИГИТ, 1995.

88. Технический отчет по теме: «Научное сопровождение инженерно-геологических изысканий в пределах исторической природно-технической системы церкви Вознесения Господня в Коломенском». М., ИГИТ, 2002.

89. Технический отчет по теме: «Проведение инженерно-геологических исследований Крестовоздвиженской церкви с трапезной Толгского Свято-Введенского монастыря, выработка рекомендаций». М., ИГИТ, 1996.

90. Технический отчет по теме: «Обследование основания и фундаментов здания палат XVII-XVIII вв. по адресу Средний Овчинниковский пер., д. 10». М., ИГИТ, 2000.

91. Технический отчет по теме: «Обследование фундаментов и грунтов основания храма Спаса на Сенях в Ростове Великом». М., ИГИТ, 1995.

92. Техническое заключение по темам: «Оценка качества цементации фундамента и контакта фундамент-грунт Теремного дворца Московского Кремля» и «Оценка качества уплотнения грунтов основания Теремного дворца Московского Кремля». М., ИГИТ, 1998.

93. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологическая оценка состояния Спасского собора и выработка рекомендаций по засыпке археологического раскопа». М., ИГИТ, 2002.

94. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологические исследования основания Гостиного двора в Ростове Великом для выяснения причин деформаций». М., ИГИТ, 1998.

95. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологические исследования фундаментов и грунтов основания ограды посольства Великобритании, Софийская наб., д. 16». М., ИГИТ, 2004.

96. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологические исследования фундаментов и грунтов основания Троицкого собора в г. Александрове Владимирской обл». М., ИГИТ, 2003.

97. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологические исследования фундаментов и грунтов основания западной стены ограды Государева двора на территории ГХИАМЗ «Коломенское»». М., ИГИТ, 2003.

98. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологические исследования фундаментов и грунтов основания церкви Спаса на Городу в г. Ярославле». М., ИГИТ, 2002.

99. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологические исследования церкви Царевича Дмитрия в Угличе». М., ИГИТ, 2002.

100. Техническое заключение по теме: «Инженерно-геологическое обследование состояния фундаментов и контакта фундамент-грунт церкви Архангела Михаила в г. Ярославле». М., ИГИТ, 2004.

101. Техническое заключение по теме: «Контроль качества работ по усилению фундаментов стен (прясла между башнями 6-7-8, 10-11, 12-1) и башен (1, 6, 7, 8, 10, 11, 12) Спасо-Евфимиевского монастыря». М., ИГИТ, 2003.

102. Трофимов В.Т. Теоретические вопросы проблемы эволюции инженерно-геологических условий Земли в эпоху техногенеза. В сб. Эволюция инженерно-геологических условий Земли в эпоху техногенеза. М., МГУ, 1997, с. 6-15.

103. Урочный реестр по части гражданской архитектуры или описание разных работ, входящих в состав каменных зданий. С-Пб., 1811.

104. Философский словарь. М., Изд. Политической литературы, 1981.

105. Хакен Г. Синергетика. М., Мир, 1980.

106. Швец В.М., Купалов-Ярополк О.И., Жемерикина JI.B. Опыт борьбы с подтоплением фундаментов историко-архитектурных памятников г. Москвы. М., РАН, Геоэкология, 1998, № 4.

107. Яншин АЛ. Эволюция геологических процессов в истории Земли. М., Наука, 1988.

108. Пб.Ярг JI.A. Изменение физико-механических свойств пород при выветривании. М., Недра, 1974.