Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Инженерно-геологические и геоэкологические последствия контаминации подземного пространства Санкт-Петербурга

ВАК РФ 25.00.08, Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Норова, Лариса Павловна

Введение.

Глава 1. Анализ исторического аспекта контаминации подземного пространства в пределах территории современного Санкт-Петербурга.

1.1 Этапы освоения и контаминации подземного пространства города.

1.2. Особенности геоэкологического воздействия региональных источников контаминации подземного пространства города.

Глава 2. Современное состояние изученности влияния окислительно-восстановительных и биохимических условий на формирование и изменение свойств песчано-глинистых отложений.

2.1 Общие представления об окислительно-восстановительных условиях в системе горная порода - вода.

2.2 Влияние окислительно-восстановительных и биохимических условий на диагенез и литогенез четвертичных отложений разреза Санкт-Петербурга.

2.3 Роль микробиологического фактора при оценке формирования и изменения состояния и свойств песчано-глинистых пород.

Глава 3. Особенности инженерно-геологических и гидрогеологических условий Санкт-Петербургского мегаполиса.

3.1 Структурно-тектонические условия территории Санкт-Петербурга.

3.2 Основные этапы формирования геолого-литологического строения региона.

3.3 Анализ изменения гидрогеологических условий в процессе функционирования городской инфраструктуры.

3.4 Инженерно-геологическая характеристика глинистых пород венда (верхнекотлинский горизонт)и нижнекембрийских синих глин.

3.5 Инженерно-геологическая характеристика основных генетических типов четвертичных отложений в разрезе города.

Глава 4. Влияние природных и техногенных факторов на изменение окислительно-восстановительных условий и микробиологической обстановки в подземном пространстве Санкт-Петербурга.

4.1 Природно-техногенные факторы формирования окислительно-восстановительных условий в подземном пространстве.

4.2 Условия формирования микробиологической обстановки в подземном пространстве города.

4.3 Особенности микробиологической пораженности песчано-глинистых пород в подземном пространстве Санкт-Петербурга.

Глава 5. Преобразование водонасьпценных песчано-глинистых пород в процессе их контаминации.

5.1 Особенности преобразования песчаных отложений в процессе их контаминации различными загрязнителями.

5.2 Анализ негативной трансформации озерно-ледниковых (глинистых) отложений в разрезе Санкт-Петербурга при формировании восстановительной обстановки и активизации микробиологической деятельности.

5.3 Преобразование моренных (глинистых) отложений в процессе их контаминации.

Глава 6. Научно-практическое обоснование инженерно-геологического и геоэкологического анализа и оценки условий строительства, эксплуатации и реконструкции гражданских и промышленных зданий в Санкт-Петербурге.

6.1 Особенности взаимодействия наземных сооружений с дисперсными породами в условиях их контаминации.

6.2 Инженерно-геологические модели (схемы) как основа расчетов оснований сооружений в условиях их длительной контаминации.

6.3 Анализ длительной устойчивости и возможности перехода гражданских и промышленных сооружений в предаварийное состояние.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Инженерно-геологические и геоэкологические последствия контаминации подземного пространства Санкт-Петербурга"

Актуальность работы. Современные городские инфраструктуры следует рассматривать как сложные динамично развивающиеся системы, функционирование которых во многом зависит от степени достоверности и надежности информации о состоянии основных компонентов ее подземного пространства (ПП). В свою очередь ПП города на настоящем этапе развития общества рассматривается как природный ресурс, многоуровневое освоение и использование которого позволяет улучшить среду обитания человека, сохранить природные ландшафты, архитектурно-исторический облик городов, решать многие транспортные проблемы, а также вопросы размещения инженерных коммуникаций различного назначения, культурных и торговых комплексов, сервисных служб и др.

При разработке стратегии освоения и использования подземного пространства в пределах развитых городских инфраструктур, жизнедеятельность которых происходит на протяжении нескольких веков, принципиальное значение имеет анализ его геоэкологического состояния. Длительный период развития и функционирования мегаполисов приводит к значительному и негативному преобразованию всех компонентов их подземного пространства. Характер и интенсивность такой эволюции во многом определяются геолого-структурным положением города, спецификой инженерно-геологических и гидрогеологических условий, а также особенностями и длительностью техногенной нагрузки. При этом изучение процессов контаминации подземного пространства города следует рассматривать как одно из приоритетных направлений при исследовании его эволюционного развития при техногенных воздействиях.

Основное внимание в вопросах загрязнения обычно уделяется подземным водам, в то же время горные породы часто рассматриваются как относительно стабильный компонент подземного пространства. Однако, контаминация водоносных горизонтов, особенно органическими соединениями, способствует преобразованию физико-химических и биохимических условий в ПП, развитию ряда негативных геологических процессов за счет изменения не только напряженно-деформированного состояния пород, но их состава, состояния и свойств. Аварийное и предаварийное состояние ряда сооружений различного назначения, особенно в историческом центре Санкт-Петербурга, требует повышения уровня инженерно-геологических и геоэкологических знаний о негативных процессах, возникающих в подземном пространстве города под воздействием его длительной контаминации.

Проблеме техногенеза песчано-глинистых пород под воздействием изменения физико-химических условий и микробиологической деятельности были посвящены исследования, проводившиеся в МГУ коллективом инженер-геологов под руководством ак. РАН Е.М. Сергеева, а позднее - ак. РАЕН В.Т. Трофимова. Большое внимание изучению физико-химического и биохимического фактора уделяется в работах ак. РАН В.И.Осипова (институт геоэкологии РАН), проф. Г.Л. Коффа и его сотрудников (институт литосферы РАН). На кафедре грунтоведения и инженерной геологии СПбГУ роль микробиоты в вопросах формирования свойств фунтов и в решении некоторых экологических проблем начала изучаться еще в 80-х годах XX века (Т.Н. Нижарадзе, В.М. Кнатько, М.А Лаздовская и др.)

Цель работы: установление закономерностей техногенных изменений основных компонентов подземного пространства (подземных вод, песчано-глинистых пород, микробиоты) Санкт-Петербурга под воздействием длительной контаминации с учетом особенностей развития и функционирования городской инфраструктуры.

Основные задачи исследований: 1) анализ эволюции геоэкологического состояния подземного пространства города; 2) исследование инженерно-геологических и гидрогеологических условий подземного пространства Санкт-Петербурга как основы для анализа специфики его техногенных изменений под воздействием контаминации; 3) изучение влияния изменения окислительно-восстановительных условий на формирование и техногенное преобразование состава, состояния и физико-механических свойств четвертичных отложений города; 4) исследование закономерностей воздействия активизации микробиологической деятельности на негативные преобразования песчано-глинистых пород и развитие некоторых геологических процессов и явлений в подземном пространстве; 5) научно-практическое обоснование повышения достоверности инженерно-геологической и геоэкологической информации при разработке проектов строительства и реконструкции зданий и сооружений в Санкт- Петербурге.

Научная новизна работы заключается в следующем: 1) выделены и проанализированы основные этапы региональной контаминации подземного пространства Санкт- Петербурга с учетом особенностей инженерно-хозяйственного развития инфраструктуры города; 2) исследована специфика влияния инженерно-геологических и гидрогеологических условий города на формирование геоэкологической обстановки ПП; 3) выявлены основные природные и техногенные факторы, формирующие окислительно-восстановительную обстановку в водонасыгценных песчано-глинистых породах и способствующие активизации микробиологической деятельности в ПП города; 4) на основе экспериментальных исследований в пределах типичных участков определены основные тенденции изменения состава, состояния и физико-механических свойств песчано-глинистых пород в процессе их контаминации; 5) установлены основные закономерности степени микробиологической пораженности песчано-глинистых пород в зависимости от длительности их контаминации хозяйственно-бытовыми стоками и нефтепродуктами в разрезе погребенных долин и вне их; 6) проанализированы особенности и причины длительных деформаций некоторых жилых зданий с учетом влияния геоэкологических условий рассматриваемых территорий.

Защищаемые положения. На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Инженерно-геологическую и геоэкологическую оценку условий строительства, эксплуатации и реконструкции отдельных зданий и сооружений, а также районов и микрорайонов в пределах городской инфраструктуры необходимо проводить на основе комплексного анализа не только природной обстановки, но и влияния особенностей инженерно-хозяйственного освоения рассматриваемой территории во времени.

2. Наиболее активное влияние на негативное изменение основных компонентов подземного пространства в пределах освоенной территории города оказывают органические соединения, источником которых служат утечки из систем водоотведения, длительное захоронение в пределах городской черты твердых бытовых отходов, а также повсеместное присутствие в разрезе четвертичных отложений торфов и заторфованных пород.

3. Особенности формирования и изменения окислительно-восстановительной обстановки в подземном пространстве города, а также интенсивность микробиологической деятельности имеют принципиальное значение для оценки закономерностей техногенной трансформации песчано-глинистых отложений.

4. Научно-практическое сопровождение проектирования, строительства, эксплуатации и реконструкции сооружений различного назначения должно базироваться на анализе специфики контаминации подземного пространства во времени и ее влияния на изменение несущей способности песчано-глинистых пород, определяющей устойчивость и безопасность функционирования исследуемых объектов.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертационной работе, обусловлена большим объемом теоретических обобщений, полевых и экспериментальных исследований, а также применением комплексного подхода к анализу аварийных и предаварийных ситуаций на ряде объектов.

Практическая значимость работы может быть определена по следующим позициям: 1) анализ и оценка негативной роли природных и техногенных факторов, определяющих преобразование основных компонентов ГШ; 2) научно-практическое обоснование необходимости учета условий формирования и природного гипергенеза, а также влияния контаминации подземных вод и песчано-глинистых пород для оценки их техногенного преобразования; 3) инженерно-геологический анализ окислительно-восстановительных и биохимических условий ПП и их влияние на длительную устойчивость сооружений; 4) разработка принципиальных основ дифференцированного подхода к инженерно-геологической и геоэкологической оценке условий проектирования, строительства, реконструкции и реставрации сооружений в процессе техногенной эволюции ПП города.

Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертации, освещались на различных научных конференциях :

1. Первая научно-практическая конференция «проблемы охраны геологической среды». Белорусский государственный университет, Минск, апрель 1995.

2. Baltic Geotechnics-8 conference. Vilnius, Lithuania, October 1995.

3. Научно-методическая конференция, посвященная памяти В.Д. Ломтадзе в связи с 85-летием со дня рождения. Санкт-Петербург, СПГГИ, ноябрь 1997.

4. Шестая ежегодная научная конференция «Университеты в канун третьего тысячелетия». Санкт-Петербург, СПбГУ, январь 1998.

5. Международная конференция «Подземный город: геотехнология и архитектура». Санкт-Петербург, март 1999.

6. Международная конференция «Экологическая безопасность на пороге XXI века» Санкт-Петербург, март 1999.

7. Workshop "Environment of the Neva bay Karelian Isthmus area - through time" St/Petersburg, may 1999.

8. Четвертая Всероссийская научно-практическая конференция "Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности". Санкт-Петербург, июнь 1999.

9. Conference «Workshop on Geoindicators. Lithuania, Vilnius, october 1999.

10. Восьмая ежегодная конференция «Толстихинские чтения». Санкт-Петербург, ноябрь 1999

11. Международная научная конференция «Экологические проблемы больших городов и промышленных зон». Санкт-Петербург, РГГУ, октябрь 2000 г.

12.Научно-методическая конференция «Гидрогеология и инженерная геология на рубеже веков». Научные чтения имени профессора Н.И.Толстихина (IX Толстихинские чтения). Санкт-Петербург, ноябрь 2000, а также научных семинарах кафедры гидрогеологии и инженерной геологии в 1994-2000 гг.

Материалы диссертационной работы, которая выполнена на кафедре гидрогеологии и инженерной геологии СПГГИ (ТУ) им. Г.В. Плеханова, отражены в 20 публикациях.

Структура и объем работы. Диссертационная работа общим объемом 333 страницы состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 215 наименований, включает 73 рисунка, 73 таблицы, 12 фотографий и приложение.

Заключение Диссертация по теме "Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение", Норова, Лариса Павловна

Эти выводы особенно важны для четвертичных глинистых отложений разреза Санкт-Петербурга. Как уже отмечалось в разделе 5, при формировании восстановительной среды, когда возрастает количество тонкодисперсной фракции за счет разрушения агрегатов, коэффициент фильтрации песчано-глинистых пород значительно уменьшается (на 2-3 порядка). Кроме того, накопление бактериальной массы способствует дополнительному снижению проницаемости дисперсных пород, о чем убедительно свидетельствуют данные экспериментальных исследований по изменению Кф песков при возрастании величины СБ (см. раздел 5.1). Средне- и мелкозернистые пески снижают свою проницаемость на 2-4 порядка. Соответственно, даже в песчаных отложениях, загрязненных биотической и абиотической органической компонентой, фильтрационная консолидация не будет играть значительной роли.

При рассмотрении проблемы физико-химического взаимодействия загрязненных вод с глинистыми породами следует отметить, что интенсивность такого влияния на глинистую породу часто определяется компонентным составом вод и длительностью процесса воздействия. В глинистых породах малой степени литификации при отсутствии трещиноватости конвекция загрязнителей происходит достаточно медленно, учитывая низкие коэффициенты фильтрации этих пород, часто менее 10"3 м/сут. Высокие влажности таких пород свидетельствуют об их малой сорбционной способности по отношению к воде, в силу чего их дополнительное увлажнение обычно не наблюдается. Однако, совершенно не исключается физико-химическое взаимодействие между инфильтрующимися стоками и глинистой породой.

Так, например, очень важная роль в процессе взаимодействия глинистых отложений с утечками из канализационной системы принадлежит иону NH4+. Как уже указывалось выше, этот ион обладает сильным диспергирующим воздействием, в результате которого агрегированные глинистые разности переходят в категорию более тонкодисперсных пород за счет увеличения содержания тонкодисперсных частиц, роста удельной поверхности пород, соответственно ее гидрофильности. Обменные реакции с поглощенными катионами приводят к преобладанию иона в обменном комплексе NH4+. Кроме того, не следует забывать, что формирование анаэробной среды в водонасыщенных породах приводит также к редукции железа, что в свою очередь способствует диспергации глинистой породы.

Воздействие температурного фактора на развитие деформаций в глинистых породах оснований следует рассматривать в трех аспектах: 1- влияние температуры пород на возможное изменение параметров механических свойств водонасыщенных пород за счет изменения структуры поровой воды и степени ее подвижности; 2- изучение передвижения влаги под действием температурного градиента, в результате чего возможно изменение влажности пород в основании сооружения; 3- влияние температуры на активность протекания окислительно-восстановительных процессов и жизнедеятельность микробиоты.

Как уже отмечалось, отепляющий эффект различных подземных коммуникаций способствует активизации микробиологической деятельности в водонасыщенной толще глинистых пород. Кроме того, повышение температуры снижает растворимость газов, в том числе и биохимических (СН4, N2, С02 и др.), что приводит к повышению степени газонасыщения толщи пород. Генерация малорастворимых биохимических газов (метан, азот, водород) обычно вызывает изменение напряженно-деформированного состояния толщи пород в основании сооружения, поскольку защемленные в тонких порах пузырьки газа малого диаметра (первые микроны и менее) имеют высокую величину поверхностного натяжения и значительное внутреннее давление. Такие пузырьки в физических исследованиях газодинамики называются «твердыми». Они рассматриваются как твердый несжимаемый компонент и отрицательно влияют на структуру поровой воды и структурные связи. Накопление пузырьков газа снижает величину порового давления, еще более способствуя замедлению процесса консолидации. Неконсолидированное состояние глинистых отложений в условиях их разуплотнения за счет изменения фазового состояния пород, формирования биопленок резко снижает прочность и соответственно несущую способность пород. Особенно опасно накопление «твердых» пузырьков в песках и супесях, при этом наблюдается снижение внутреннего трения за счет действия газообразного несжимаемого компонента как шарикоподшипника. Песчано-супесчаные отложения имеют высокую степень тиксотропности из-за практического отсутствия трения и малой величины сцепления, что даже при незначительных динамических и вибрационных воздействиях эти породы переходят в подвижное состояние.

Таким образом, при анализе работы единой системы «наземное сооружение-основание» наибольшие сложности возникают при инженерно-геологической оценке пород основания как самого важного конструктивного элемента этой системы. Развитие больших и неравномерных деформаций пород за счет снижения прочности и показателей деформационной способности в условиях неадекватных этим породам может вызвать потерю устойчивости сооружения. При этом важное место занимает обоснование расчетной модели основания.

6.2 Инженерно-геологические модели (схемы) как основа расчетов оснований сооружений в условиях их длительной контаминации

В общей схеме комплексного инженерно-геологического анализа прочности и устойчивости оснований сооружений (см. рис.6.1) главным звеном является выбор расчетной модели основания при действии определяющего фактора - давления от веса сооружения. Его роль будет меняться в зависимости от типа глинистой породы и активности протекания сопутствующих процессов при техногенных воздействиях.

Построение расчетных моделей оснований реализуется на основе экспериментальных исследований, а также теоретических представлений инженерной геологии, геотехники и механики грунтов [1, 51, 56].

Анализ поведения глинистых пород как основания сооружения необходимо вести как на макро-, так и на микроуровне. При оценке работы глинистых толщ как основания сооружения на макроуровне наибольшее значение имеют два фактора: 1) трещиноватость пород; 2) неоднородность толщ, выражающаяся в переслаивании отложений с различным состоянием, прочностью и деформируемостью.

С учетом макростроения пород выделяются две группы расчетных моделей оснований. К первой группе будут относиться те основания, глинистые породы которых должны быть представлены как трещиновато-блочная среда (среда с двойной пористостью). Трещины разбивают толщу пород основания на отдельные блоки, размер которых может значительно варьировать в зависимости от характера и интенсивности трещиноватости. В то же время каждый такой блок рассматривается как дисперсная среда, имеющая лишь тонкую пористость, и все процессы в таких блоках следует анализировать на микроуровне. Можно предположить, что в каждом блоке глинистой породы прослеживается микротрещиноватость, которая обнаруживается только при проведении специальных исследований. Следует отметить, что двойной пористостью обладают глинистые породы, имеющие специфическую текстуру, которая характеризуется чередованием глинистых прослоев с песчаными и пылеватыми (озерно-ледниковые ленточные глины).

Ко второй группе относятся основания, в которых глинистые породы рассматриваются как дисперсная среда, обладающая только тонкой пористостью (наличие микротрещиноватости не исключается). Анализ работы основания в этом случае необходимо проводить на микроуровне.

Первая группа рассматриваемых моделей оснований охватывает глинистые породы предельно высокой, высокой, а также частично средней степени литификации, для которых характерны твердая, полутвердая, тугопластичная консистенции, высокая плотность, малая влажность, прочные структурные связи (верхнекотлинские и нижнекембрийские синие глины, а также моренные отложения в окислительной обстановке).

Во второй группе моделей рассматриваются глинистые породы малой и отчасти средней степени литификации, имеющие текучую, текучепластичную и мягкопла-стичную консистенции, повышенные значения влажности; подчиненное значение в таких отложениях должны играть цементационные связи. К ним относятся большинство четвертичных глинистых отложений Санкт-Петербурга: литориновые, анцило-вые, озерно-ледниковые, моренные супеси и суглинки в восстановительной среде и др., которые анализируются в настоящей работе.

Учитывая слабые структурные связи этих глинистых отложений, наиболее достоверным будет вариант, когда сжимающие напряжения (cz) разрушают структурные связи. В этом случае необходимо проанализировать вопрос о перераспределении внешнего давления между поровой водой и скелетом породы. Характер развития по-рового давления в глинистой породе и его величина зависят от ряда факторов таких, как содержание глинистой фракции, ее минеральный состав, плотность, влажность пород, темпы роста давления, особенности работы породы в основании сооружения (с возможностью или при отсутствии бокового расширения). На рис. 6.2 показан общий характер изменения величины максимального порового давления для глинистых пород различного гранулометрического состава и физического состояния, оцениваемого по показателю консистенции (разрез четвертичной толщи Санкт-Петербурга). Эти кривые получены на основании обобщений результатов полевых и лабораторных замеров порового давления в условиях статического загружения глинистых пород при жесткой и практически жесткой передаче давления (в одномерной задаче). Графически на рис.6.2 видны общие закономерности изменения порового давления в глинистых породах, тонкодисперсная фракция которых представлена глинистыми минера

Рис. 6.2. Изменение относительной величины порового давления \

Umax (Tz J от содержания глинистой фракции (Мс) и показателя консистенции (JL) для непылеватых (А) и пылеватых (В) пород (Дашко, 1986) Определения: о - лабораторные - полевые лами средней активности - гидрослюдами, что характерно для практически всех типов глинистых отложений Санкт-Петербурга. При анализе деформируемости глинистой породы в основании при возможности ее бокового расширения необходимо предусмотреть снижение значений порового давления в 1,5-2 раза (меньшее значение относится к суглинкам, большее - к глинам). В то же время при ускоренном нагружении величина порового давления возрастает в 2-3 раза, причем менее интенсивное увеличение порового давления наблюдается в более тяжелых разностях глинистых пород [56].

Максимальная величина порового давления позволяет определить действующий градиент напора (1д), который должен быть сопоставлен с градиентом начала фильтрационной консолидации (1Н(|1К), определяющий возможность уплотнения породы за счет оттока воды (см. раздел 6.1). В случае, когда 1д>1НфЮ формируется две зоны по глубине: в верхней из них протекают деформации уплотнения за счет фильтрационной консолидации и ползучести скелета породы, а в нижней, где I^r* 1д фильтрация воды из глинистой породы не происходит, и деформации могут развиваться только за счет ползучести скелета породы. При условии, что 1д<1нфк в основании сооружения прослеживается только одна зона, где деформации протекают за счет ползучести скелета и глинистая порода должна рассматриваться как квазиоднородная среда. Мощность этой зоны будет определяться, исходя из величин действующих напряжений в основании сооружений, характера их распределения по глубине и градиента начала фильтрационной консолидации (1нфк), который может быть определен экспериментальным либо расчетным путем. На рис. 6.3 показано изменение мощности зоны фильтрационной консолидации^) в зависимости от содержания глинистой фракции и величины действующих напряжений (о2).

Анализ кривых на рис.6.3 дает возможность убедиться в том, что заметное возрастание мощности зоны Иф происходит только в супесчаных породах, в то же время для суглинков и глин мощность этой зоны значительно меньше 0,5м, а для пы-леватых глинистых отложений практически отсутствует. При рассмотрении пород те-кучепластичной и текучей консистенций мощность зоны, где протекает фильтрационная консолидация, возрастает приблизительно в 1,5-2 раза по сравнению с данными рис.6.3.

Рис. 6.3. Изменение мощности зоны фильтрационной консолидации (Ъф) пород различной консистенции в зависимости от содержания глинистой фракции (Мс) (Дашко,1986) I - 1,0<Jl<2,0;II-0,75<Jl$1,0; III - 0,5< Jl^0,75 Нормальное напряжение <зг: а - 0,1 МПа; б - 0,15 МПа; в - 0,2 МПа.

Таким образом, в рассматриваемой модели основания фильтрационная консолидация будет наблюдаться только в супесчаных и суглинистых породах текучей и текучепластичной консистенций при напряжениях, превышающих 0,1 МПа. При исследовании глинистых отложений мягкопластичной консистенции зона фильтрационной консолидации настолько мала, что не имеет практического значения; в этом случае глинистые породы, деформируются только за счет ползучести скелета с боковым распором. Следовательно, основной схемой проведения опытов для определения показателей прочности и деформационной способности будет являться закрытая система испытания при консервации порового давления и возможности бокового расширения.

Как показывают экспериментальные исследования, связь между модулем деформации и объемным напряженным состоянием (^ 03) может быть выражена в следующей последовательности. В пределах давлений от 0 до о' отмечается увеличение модуля общей деформации, при превышении ст' - постепенное снижение Е0 (рис. 6.4). Следует отметить, что о' отвечает тем напряжениям, при действии которых начинается интенсивное разрушение структурных связей и в породе постепенно развиваются пластические деформации.

Рост значения модуля общей деформации в интервале всестороннего давления от 0 до а' может быть апроксимировано уравнением прямой линии [51,56]:

Е0 = Еоо + авс tg<p (6.4), где Е00 ~ модуль общей деформации при одноосном сжатии; tgcp - коэффициент внутреннего трения породы, отвечающий ее естественной прочности; авс - величина всестороннего давления. При овс > о' наблюдается заметное уменьшение Ео, происходящее по экспоненциальному закону:

Ео = Еомахехр[-а(овс-а')](6.5),

Емах т—\ ^ I о - макисмальная величина Е0 - в интервале давления авс > о; а — эмпирический коэффициент, зависящий от пластических свойств основных типов глинистых пород Санкт-Петербурга; для озерно-ледниковых отложений в зависимости от их плотности и консистенции а варьирует от 6 до 8, для моренных суглинков -3; для разуплотненных нижнекембрийских глин в верхней зоне разреза - 2. Снижение модуля общей деформации приводит к существенному росту глубины зоны

PI Па

DSc ^

Рис. 6.4. Изменение модуля общей деформации (Ео) в зависимости от объемного напряженного состояния (dDJ пород (Дашко,1986)

I - озерно-ледниковые глины W=36%;

II - моренные суглинки W=19%;

III - нюкнекембрийские синие глины W=22% основания, в пределах которой происходит развитие деформаций под действием напряжений от веса сооружений. По данным исследований Санкт-Петербургского государственного архитектурно-строительного института сжимаемая зона при залегании слабых пород в основании сооружений достигает 2,5 Ь. Значительная глубина развития деформаций в основании сооружений отмечается также М.Ю. Абелевым (1983).

Вместе с тем, в практике проектирования и строительства сооружений при лабораторных испытаниях наибольшее распространение при исследовании деформационных свойств песчано-глинистых пород получили компрессионные установки. Анализ результатов исследований сжимаемости глинистых пород в компрессионных приборах показал, что в них чаще всего получают заниженные значения модуля общей деформации по сравнению с данными полевых испытаний, поскольку весьма высокие градиенты напора обеспечивают интенсивную сжимаемость породы. Компрессионные приборы могут использоваться только в том случае, когда в реальных условиях основания сооружений будет фиксироваться сжимаемость пород за счет оттока воды (фильтрационная консолидация).

Исследования сопротивления сдвигу с предварительным уплотнением образцов песчано-глинистых пород (в одноплоскостных срезных приборах) находят применение, когда в основании сооружения залегают глинистые отложения с коэффициентом фильтрации более 10" м/сут, при переслаивании глинистых отложений небольшой мощности с хорошо фильтрующими песчаными отложениями, либо при использовании дрен для ускорения консолидации глинистых толщ основания. При подготовке пород к испытанию с предварительным уплотнением должно соблюдаться условие подобия градиентов напора, реально действующих в верхней зоне основания и в образце. Следовательно, при постановке лабораторного и полевого экспериментов в ходе подготовки породы для определения ее прочности нагрузка предварительного уплотнения должна быть снижена до значения, при котором действующие градиенты напора в образце и в реальных условиях равны. После завершения фильтрационной консолидации образцы пород должны быть догружены до реального давления от сооружения при условии отсутствия доуплотнения образцов в процессе опыта.

В заключение следует сказать, что при оценке длительной устойчивости сооружений различного назначения важную роль играют процессы, которые вызывают ухудшение свойств пород основания, приводящее к снижению их несущей способности и соответственно росту деформаций. При этом необходимым условием является выполнение всестороннего инженерно-геологического прогноза для стадии эксплуатации сооружений, когда в наиболее полной степени проявляется комплексное воздействие основных факторов (см. рис. 6.1): давления, физико-химических и биохимических условий, температурного режима.

Для песчано-глинистых отложений разреза Санкт-Петербурга, характеризующихся в основном малой и отчасти средней степенью литификации, низкой фильтрационной способностью, имеющим коэффициент водонасыщения G>0,85 и у коэффициент скорости консолидации Си < 1- 10 см2/год, особое значение приобретает обоснование надежных параметров прочности и деформагщонной способности пород в условиях возможности контаминации пород и повышения уровня их микробиологической пораженности. а также степени газонасыщения толщи; исследование процессов физико-химического и биохимического преобразования пород в лабораторных условиях следует проводить по специально разработанным методикам, которые моделируют реальную обстановку взаимодействия стоков с глинистыми отложениями.

6.3 Анализ длительной устойчивости и возможности перехода гражданских и промышленных сооружений в предаварийное состояние

Ряд ученых, среди которых можно назвать К. Терцаги, Н.Н. Маслова, М.Н. Гольдштейна, Н.А. Цытовича, Б.И. Далматова, В.М. Улицкого и др., неоднократно отмечали, что внесение существенных коррективов в теорию и практику расчетов оснований должно базироваться на обработке данных наблюдений за поведением пород в основании сооружений в процессе их строительства и эксплуатации. Нарушения устойчивости сооружений часто происходят вследствие неправильной или неполной инженерно-геологической оценки пород основания при их взаимодействии с сооружением.

Еще в 1933 г К.Терцаги, анализируя случаи аварий различных сооружений, подчеркивал, что часто катастрофические разрушения были вызваны недостаточным объемом и качеством инженерных изысканий, хотя при проектировании использовались современные методы расчета устойчивости сооружений.

М.Ю. Абелев (1975), анализируя аварии различных сооружений, в числе первых причин указывал на ошибки, допущенные в ходе инженерно-геологических изысканий, а также при исследовании свойств пород основания и назначении расчетных параметров. Основным недостатком инженерно-геологических изысканий М.Ю. Абелев считает сокращение объемов исследований с целью уменьшения сроков ведения полевых работ и экономии средств. Кроме того, он отмечал, что часто неправильно выбирается расчетная схема при проектировании как естественных, так и искусственных оснований.

Анализ причин возникновения аварийных ситуаций в строительстве, проведенный Э.И. Мулюковым (1992), показал, что большее количество случаев перехода сооружений в аварийное состояние обусловлено техногенными факторами, проявляющимися на стадии эксплуатации объектов. Так, анализ результатов обследования и статистической обработки большого числа аварий (более 100) зданий и сооружений, обследованных в период с 1969 по 1989 г.г., и возведенных на песчано-глинистых породах, позволил выполнить систематизацию и оценку случаев нарушения устойчивости наземных зданий. При этом более 70% случаев перехода сооружений в аварийное состояние может быть объяснено тем, что на стадии проектирования не был выполнен прогноз изменения состояния и свойств пород в процессе преобразования гидрохимических условий (рис.6.5); время безаварийного существования эксплуатируемых зданий для этого случая составляет в среднем 21,6 года (рис.6.6).

Согласно Р.Э. Дашко (1987) причины, приводящие к возможным проектным ошибкам специалистов в области геотехники, инженерной геологии и гидрогеологии можно разделить на три группы.

1. На стадии инженерно- геологических изысканий - недостаточность информации для анализа существующей природной обстановки в зоне возможного влияния сооружения. Эта недостаточность связана обычно с использованием малого объема различного вида инженерно-геологических работ, малой глубиной проходки выработок, неправильным их расположением, узостью поставленных задач, а также низким качеством выполняемых изысканий.

Рис.6. 5" Структура причин отказов оснований и фундаментов деформировавшихся зданий (частная выборка) из 61 эксплуатирующихся зданий (Мулюков, 1992)

Ri и R2 - причины деформаций зданий I и II классов: Ru - причины, вызвавшие деформацию из-за упущений на стадии изысканий; Ri 2 - причины вызвавшие деформацию из-за упущений на стадии проектирования; R) 3 - причины вызвавшие деформацию из-за упущений на стадии эксплуатации устройства оснований и фундаментов. R2.i - причины вызвавшие деформацию из-за упущений на стадии устройства и эксплуатации зданий; R2 2 - то же, на стадии эксплуатации территории

Т, год 24

12,2

15,2

Тср=12

22,5

Тср=21,6

Rii

Rl.2

RI.

R2.1

R2.2

Рис. 6.6 Средний срок реализации причин отказов оснований и фундаментов (Мулюков, 1992)

Tj х - проявление недостатков изысканий; Т, 2-ошибок проектирования оснований и фундаментов; Т13-брака при устройстве оснований и фундаментов; T2.i - отрицательного локального воздействия; Т22 -эволюции инженерно-геологических условий; Тф - реализация причин отказа I и П классов

Обычно глубина выработок определяется исходя лишь из единственного критерия - мощности сжимаемой толщи, что допустимо только при проведении изысканий под сооружения, в основании которых не происходит изменения гидродинамических и гидрохимических условий, а также состояния и свойств пород; в реальных условиях городских агломераций такое допущение может рассматриваться только в теоретическом плане. Так, например, подтопление вызывает не только существенное увеличение глубины сжимаемой зоны сооружений, но и изменение свойств пород основания, а также способствует трансформации физико-химических и биохимических условий.

2. Вторая группа ошибок обычно связана с отсутствием, либо с односторонне выполненным прогнозом по изменению природной обстановки в зоне основания сооружения в процессе его строительства и эксплуатации. Это, в первую очередь, относится к необходимости получения достоверных данных по изменению гидрогеологических условий и гидрохимической обстановки, температурного режима пород в основании сооружений, условий тепло- и влагообмена. Особое внимание должно быть уделено контаминации пород основания за счет возможных утечек из канализационной системы, а также промстоков различного рода предприятий. Суммарный эффект изменения гидрохимических, в том числе физико-химических условий обычно негативно сказывается на изменении состояния и свойствах пород в основании сооружений.

3. Третья и основная группа ошибок - упрощение схем и методов расчета основания и их несоответствие реальным условиям работы - обычно является следствием неправильно выполненных прогнозов по влиянию изменения напряженного состояния, а также показателей свойств пород основания,. используемых в расчетах.

Практика строительства и эксплуатации зданий и сооружений в Санкт-Петербурге свидетельствует о том, что реальные осадки во многих случаях могут значительно превосходить расчетные значения[37, 40, 79, 187]. В качестве первого примера приведем анализ длительно протекающей и неравномерной деформацией глинистых пород в основании сооружения - промышленное здание в южной части Санкт-Петербурга. Здание проектировалось как один из лабораторных корпусов, в котором должны были проводиться испытания моделей судов в гидроканале.

На территории проектируемого сооружения располагалась одна из старейших свалок мясокомбината, что, несомненно, имело как геоэкологические, так и инженерно-геологические последствия. В основании сооружения прослеживается комплекс верхнечетвертичных глинистых отложений (8,5-11м) - маломощные озерно-ледниковые отложения, подстилаемые выдержанной толщей моренных суглинков, которые залегают на относительно малосжимаемых синих нижнекембрийских глинах. При подготовке территории к застройке загрязненные техногенные отложения были удалены и заменены пятиметровым слоем привозного песка. Принимая во внимание малые мощности озерно-ледниковых суглинков и глин, основную роль в развитии деформаций основания сооружения играли моренные образования. Поэтому проектирование корпуса велось с учетом наиболее слабых в данном разрезе отложений - моренных суглинков. Результаты исследований состава и свойств пород основания по данным Фундаментпроекта приведены в табл.6.4.

Моренные отложения в пределах контура рассматриваемого сооружения характеризуются достаточной однородностью физического состояния: величина влажности и показатель консистенции изменяются в узком пределе (W=0,20-0,23; IL=0,62-0,63). На стадии проектирования были приняты показатели сопротивления сдвигу, определенные в одноплоскостных сдвижных приборах по методике консолидированно-дренированных испытаний в интервале нормальных давлений от 0,1 МПа до 0,5 МПа. Для расчетов устойчивости были приняты: величина сцепления С=0,015 МПа и угол внутреннего трения ср=25°. Здание было запроектировано на сплошной плите, толщиной 1,2 м, разрезанной двумя осадочными швами. Размеры плиты совпадают с контуром сооружения -20x104 м. При таких параметрах прочности и размерах фундамента расчетное сопротивление (R) имеет достаточно высокие значения - R =0,73 МПа, в то же время проектное давление от веса сооружения составляло 0,52 МПа. Рассчитанная осадка также не вызывала особых опасений, так как не превышала 15 см. В расчетах осадки были использованы модули общей деформации, полученные при компрессионных испытаниях с учетом повышающих коэффициентов И.А. Агишева. При коэффициенте пористости 0,6-0,7 компрессионный модуль общей деформации может быть быть увеличен в 3-4 раза и составил 30-40 30-40 МПа. Расчет основания сооружения, выполненный по второму предельному состоянию с использованием полученных па

Гранулометрический состав и показатели физических свойств озерно-ледниковых, моренных и нижнекембрийских отложений

Типы отложений Содержание фракций, % Влажность, д.е Плотность, т/м3 Пределы пластичности, д.е Число пластичности Показатель консистенции гравийной песчаной пылева-той глинистой текучести раскатывания

Озерно-ледниковые отложения (Iglllvd) 1-12 15 59-72 15 28-32 15 0.27-0.29 41 1.85-1.89 35 0.40-0.42 18 0,23-0,25 18 0,15-0,17 18 0,24-0,26 17

Моренные отложения (glllvd12) 3-5 25 8-10 25 26-30 25 20-22 25 0.20-0,23 65 1.98-2.02 50 0.23-0.26 44 0.17-0.18 44 0,07-0,08 44 0,62-0,63 44

Нижнекемб рийские синие глины (Giln) 0=2 10 54-56 10 42-45 10 0,17-0,20 22 2.0-2.14 18 0,47-0,50 14 0,27-0,29 14 0,20-0,22 14 -0,4 14 раметров прочности и деформируемости, позволил сделать вывод о том, что устойчивость здания может быть гарантирована.

Однако, еще на стадии строительства, когда давление от веса сооружения превысило половину проектной величины (0,26 МПа), началось интенсивное развитие деформаций, которые регулярно фиксировались по маркам, установленным в цоколе здания. Строительство было приостановлено при давлении от веса сооружения 0,43 МПа. Было принято решение провести наблюдения за ходом развития деформаций сооружения с целью определения начала периода стабилизации деформаций для того, чтобы завершить строительство. Наблюдения за развитием осадки велись более 14 лет, однако ее затухание не отмечалось. Более того, через 9,5 лет наблюдений было произведено опытное наполнение гидроканала, и давление от веса сооружения повышено до 0,52 МПа, что дало заметное увеличение осадки. Величина деформаций в отдельных частях сооружения превысила полметра. Значения абсолютных деформаций сооружений по маркам за 14 лет и ход развития осадки по отдельным маркам приведены на рис.6.7. Осадка (S) суммируется из двух составляющих: S = SCTp+ S3, где SCTp-осадка за период строительства; S3- осадка за эксплуатационный период.

Поскольку за 14 лет стабилизации деформаций не отмечалось, то для оценки состояния пород в основании сооружения была пройдена скважина, из которой произведен отбор образцов пород на всю мощность моренных суглинков. Определение показателей плотности, влажности и консистенции показало, что все эти параметры находятся в тех же интервалах, что и до возведения сооружения. Характер изменения влажности моренных отложений до и после возведения сооружения и эпюра нормальных напряжений az от веса сооружения по глубине приведены на рис. 6.8. Несмотря на высокие значения действующих давлений, консолидация пород в основании сооружения не наблюдалась.

Для моренных суглинков мягкопластичной консистенции максимальная величина порового давления на основании проведенных исследований составляет 0,30 от действующего давления (0,43-0,52 МПа), т.е поровое давление может изменяться от 0,129 до 0,156 МПа. Принимая во внимание эти значения порового давления, действующий градиент напора для метровой толщи моренных отложений будет равен 1316, для восьмиметровой - снижается до 1,5-2,0. В тоже время градиент начала фильт ч ж:

71 лита фундамеятсГУ апряэ/семс/я , г>?п&

I--------------------------------

OA О.З 0.2 О./ О 20 ft I

25 U %

Содерфанс/е глинистых <рра*?ции

0 = 20-22% ftlacuj т a S Sepm с/к!с/л ь ныи У-/00

Рис. 6. 7 Эпюры распределения нормальных напряжений и влажности по глубине в моренных суглинках основания здания х - до строительства • - через 14 лет от начала строительства

Рис. 6.8 Зависимость сопротивления сдвигу (т) от нормального давления (а) моренных суглинков (закрытая система испытаний в стабилометре) х - определения в сдвижном приборе (неконсолидированные испытания) рационной консолидации (1нфК) с учетом гранулометрического состава моренных суглинков не превышает 27. Встает вопрос, в слое породы какой мощности может протекать в таком случае фильтрационная консолидация? Величина такой мощности с учетом выше приведенного значения порового давления не превышает 0,50-0,55 метров. Вполне понятно, что уплотнение слоя породы толщиной 0,5 м под фундаментной плитой Ь=20м необходимо рассматривать как компрессионное сжатие и осадка этого слоя определится величиной 1,5см (расчет произведен по формуле одномерного сжатия при условии, что коэффициент сжимаемости отложений составляет 0,1 Мпа"1). Следовательно, развитие осадки сооружения происходило в основном за счет деформаций ползучести пород основания при сохранении постоянной влажности и развитии боковых деформации.

Одновременно встает вопрос о правомочности использования в расчетах параметров прочности пород, отвечающих их консолидированному состоянию, как было сделано на стадии проектирования. Моренные отложения, отобранные в основании сооружения, были испытаны в стабилометре конструкции ВНИМИ, позволяющей использовать в экспериментах размеры образцов 54x108 мм. Испытания проводились по закрытой схеме при давлениях, отвечающих реальному напряженному состоянию пород (см.рис.6.7). Параметры прочности моренных отложений, определенные по такой методике, в наибольшей степени отвечают работе породы в основании сооружений и существенно отличаются от характеристик сопротивления сдвигу, полученных на предварительно уплотненных образцах: угол внутреннего трения снижается в 5 раз, а сцепление увеличивается в 2,2 раза.

Определение расчетного сопротивления при полученных параметрах прочности при сохранении тех же значений плотности пород выше и ниже фундаментной плиты дает величину, равную 0,27 МПа. Следовательно, значение действующего давления от веса сооружения, составляющее 0,52 МПа, либо 0,43 МПа, в 1.6-1,9 раза превосходит расчетное сопротивление (R), ограничивающее использования модели линейно-деформируемой среды для расчета естественных оснований. Превышение R. означает, что порода вступила в фазу интенсивного развития пластических деформаций, которые, как известно, в глинистых породах мягкопластичной консистенции могут протекать длительное время.

Принимая во внимание, что развитие деформаций ползучести для подобных глинистых отложений, какими являются моренные суглинки мягкопластичной консистенции и озерно-ледниковые образования, при действующих напряжениях носят затухающий характер, можно определить расчетным путем и максимальную осадку. Определение осадки необходимо вести по схеме, предусматривающей развитие пластических деформаций. Кроме того, в данной конкретной ситуации оценку деформации следует проводить с учетом того, что породы по своим механическим свойствам являются достаточно слабыми.

Для расчета используем решение И.А.Розенфельда (1971), которое базируется на использовании теории нелинейно-деформируемой среды и одновременно учитывает переменность характеристик деформируемости пород в зависимости от изменения их напряженного состояния. При этом предполагается, что в пределах первой стадии развития деформаций (стадии уплотнения) модуль общей деформации является постоянным. За пределом пропорциональности при интенсивном развитии пластических деформаций способность глинистой породы к сопротивлению снижается, что выражается соответствующим уменьшением модуля общей деформации. Величина осадки будет складываться за счет деформаций, происходящих на первой стадии деформирования пород fSIIHH) и за счет развития нелинейных деформаций во второй стадии, которые учитываются коэффициентом Кр. В общем виде уравнение для определения осадки может быть представлено в виде: \п 1 ( Р\

1 - m 1 iL =-!-n I+лин р ,

Ео

Ь(1- Ц)со ш(1 +- п) ф)

6.4) где b - ширина фундамента; со - коэффициент, зависящий от формы, относительных размеров и жесткости фундамента; Р- давление от веса сооружения; Е0 - модуль общей деформации на первой (линейной) стадии развития деформаций; m - коэффициент, учитывающий снижение Е0 на стадии развития пластических деформаций; п - коэффициент, зависящий от значения Е0 (если Е0<15 МПа п=2, при Е0>15 МПа п>3); Ф -величина давления, определяющая полную несущую способность основания.

По данным экспериментальных исследований Е0> определенный на участке линейного развития деформаций в условиях объемного напряженного состояния в стабилометре, составляет 14,6 МПа, на нелинейном - 3,0 МПа, т.е. коэффициент 0,2. Расчет произведен при условии, что Р=0,52 МПа, Ф=0,64 МПа; Ь=20м; р=0,4; Е0=14,6 МПа, W=0,88.

Конечная осадка, полученная с помощью решения И.А. Розенфельда, составляет 79,5 см. Имея общее уравнение развития осадки во времени, а также конечную осадку, легко подсчитать время стабилизации деформаций сооружения, которое составляет более 20 лет.

Приведенный пример достаточно наглядно свидетельствует о том, какую роль играет предварительный инженерно-геологический анализ работы основания сооружения, на базе которого необходимо обосновать методику определения показателей прочности и деформируемости пород, а также схему расчета устойчивости сооружения. При правильно обоснованной модели работы породы в основании сооружений (отсутствие фильтрационной консолидации, квазипластичное состояние моренных суглинков в основании сооружения, возможность длительного развития деформаций ползучести и пр.) строительство рассматриваемого сооружения на фундаменте-плите недопустимо при действии высоких давлений. Учитывая небольшую глубину залегания плотных нижнекембрийских глин, наиболее эффективным было бы применение свайного фундамента, состоящего из свай-стоек. Этот тип фундамента явился бы оптимальным вариантом в подобных условиях.

Другим примером длительного развития деформаций сооружений, построенных на слабых водонасыщенных дисперсных отложениях, могут служить результаты наблюдений за осадками зданий, построенных в начале 70-х годов XX столетия на различных типах фундаментов в северо-западной части Васильевского острова. Для инженерно-геологического анализа условий и характера развития деформаций были выбраны три корпуса, адреса которых даны в табл. 6.5. Объекты наблюдений представляют собой крупнопанельные жилые дома серии БС (блок-секция) высотой 12 этажей, план расположения которых показан на общем ситуационном плане (рис.6.9). Согласно нормативным документам для этих зданий существуют достаточно жесткие ограничения абсолютно допускаемым величинам осадки и ее относительным значениям. Два из этих вышеописанных домов были построены на плите размером 18x90м, а третье здание - на длинных сваях (см. табл.6.5).

Заключение

1. Комплексный анализ природной обстановки Санкт-Петербургского региона должен базироваться на всестороннем изучении особенностей геолого-структурного строения, в том числе: а) положение региона в тектонически напряженной зоне на стыке Балтийского щита и Русской плиты, в пределах которой наблюдаются малоамплитудные движения блоков с общей тенденцией к опусканию территории; б) развитие сложной системы региональных и локальных тектонических разломов различного направления, часть которых рассматривается как активные в современную эпоху; в) существование палеодолин, контролируемых разломами, различной глубины и протяженности, заполненных четвертичными отложениями.

2. Специфика инженерно-геологического и гидрогеологического разрезов ПП Санкт-Петербурга определяется следующим: а) скальные породы архея и протерозоя вскрываются на глубине более 180 м; б) коренные глинистые отложения (верхнекотлинские глины венда и «синие» глины нижнего кембрия) имеют зональное строение по глубине и характеризуются наличием трещиноватости (Дашко, 1985, Дашко, Плечкова, 1995); в) в четвертичном разрезе прослеживаются песчано-глинистые отложения различного генезиса, состояние и свойства которых определяются совместным воздействием природных и техногенных факторов, среди которых особое место занимают образования со значительным содержанием органического вещества; г) наличие мощных водоносных горизонтов, приуроченных к коренным породам и четвертичным отложениям, с разным характером гидродинамических и гидрохимических условий; знание гидродинамической ситуации в ПП в процессе изменения пьезометрической поверхности глубоких водоносных горизонтов, в первую очередь нижнекотлинского, позволяет прогнозировать напряженно-деформированное состояние толщи пород, которое влияет на устойчивость наземных и подземных сооружений; для грунтовых вод на большей части территории города отмечается техногенный, реже природно-техногенный режим, определяемый утечками из систем водоотведения, а также наличием непроницаемых шпунтовых ограждений и набережных.

3. При оценке геоэкологического состояния подземного пространства города следует анализировать не только современные тенденции контаминации, но и ее исторический аспект, дающий возможность оценить специфику трансформации подземного пространства, повысить степень достоверности изучения развития природно-техногенных и техногенных процессов, возникающих при строительстве и эксплуатации сооружений в сложных инженерно-геологических условиях города. В диссертационной работе проанализированы основные этапы региональной контаминации подземного пространства Санкт-Петербурга с учетом особенностей инженерно-хозяйственного развития городской инфраструктуры. В пределах города, таким образом, могут быть выделены зоны, где интенсивная техногенная нагрузка пролеживается на протяжении нескольких веков. Глубина зоны загрязнения может составлять десятки метров.

4. Наиболее активное влияние на негативное изменение основных компонентов подземного пространства оказывают канализационные стоки, преимущественно легкоокисляемые в химических и биохимических процессах, жидкая фаза свалочных масс с высокой концентрацией органических веществ, а также нефтяные углеводороды, содержащие трудноокисляемые органические соединения, в сочетании с погребенными болотными отложениями. В анаэробной среде основными неорганическими поллютантами канализационных стоков будут являться аммоний, восстановленные формы соединений серы, а также хлориды, среди органических компонентов - белки, жиры, углеводы. Эти стоки содержат также микрофлору в количестве 107-108 клеток в 1 мл воды. При нисходящем движении загрязненных грунтовых вод контаминанты различного генезиса могут проникать на значительную глубину. В процессе медленной фильтрации, а также диффузионного переноса наблюдается сорбция поллютантов на дисперсных частицах.

5. Присутствие природной органической компоненты, в том числе и микробиоты в современных отложениях ПП, а также ее привнос с канализационными стоками и нефтепродуктами формирует анаэробные условия и способствует активизации микробиологической деятельности в водонасыщенной песчано-глинистой толще. В разделе 2 проанализированы общие особенности формирования окислительно-восстановительного потенциала - индикатора физико-химических условий подземной гидросферы, а также оценка роли и значимости микробиологического фактора в инженерной геологии.

6. Дан анализ природных и природно-техногенных факторов, определяющих направленность физико-химических и биохимических процессов; отмечено, что наиболее активным геоэкологическим элементом подземной среды города и «поставщиком» органической составляющей биотического и абиотического генезиса» являются глубокие болота, а также заболоченные участки; важным условием жизнеспособности микробиоты в подземном пространстве города служат застойный гидродинамический режим верхних водоносных горизонтов, отепляющее воздействие наземных сооружений и подземных коммуникаций.

7.Одним из основных последствий загрязнения подземного пространства органическими соединениями является формирование восстановительной среды за счет окисления органического вещества. Подтверждением этому служат результаты замеров окислительно-восстановительного потенциала (Eh) in situ в грунтовых водах на территории исторического центра: величина Eh характеризуется, в основном, отрицательными значениями; при коэффициенте фильтрации водовмещающих пород менее 1 м/сут и наличии в разрезе торфов окислительно-восстановительный потенциал может снижаться до - 200 мв. Результаты исследования химического состава грунтовых вод, выполненных в 1997-2000 гг, свидетельствуют о том, что основное загрязнение происходит за счет перманентных утечек из канализационной сети, заметное влияние оказывают нефтепродукты. При этом варьирование уровня контаминации может быть связано с расположением мест утечек в канализационной сети, наличием кладбищ и др. источников загрязнения.

8.Формирование восстановительных условий повсеместно в подземном пространстве Санкт-Петербурга предопределяет отсутствие, либо разрушение цементационных связей за счет соединений трехвалентного железа. Восстановление Fe3+ способствует переходу его соединений в растворимые формы, а также диспергации глинистых агрегатов в грунтах и соответственно снижению фильтрационной способности, прочности и модуля общей деформации тонкодисперсных отложений.

9. Дополнительным фактором негативного преобразования физико-механических свойств грунтов служит также деятельность микробиоты. Клетки микроорганизмов и продукты их метаболизма активно сорбируются на минеральных частицах дисперсных пород, образуя биопленки. При этом происходит ослабление интенсивности молекулярного взаимодействия минеральных частиц за счет экранирующей «смазки», способствуя снижению внутреннего трения в породах.

10. На участках погребенных болот, торфяников и заторфованных пород, в районах засыпанных водотоков, погребенных свалок создаются условия для биохимической генерации метана. Накопление этого малорастворимого газа в грунтах приводит к их разуплотнению, а также предопределяет возможность для газодинамических явлений - выброса и возгорания метана. Подобные случаи имели место и изучались еще в 30-е годы XX века; в конце 90-ых годов газогрязевые выбросы и возгорания СН4 фиксировались в Центральном, Фрунзенском и Красногвардейском районах. Следует также иметь в виду, что образование растворимых биохимических газов, таких как сероводород и диоксид углерода, значительно повышает агрессивность подземной среды по отношению к строительным материалам подземных конструкций зданий и сооружений. При этом нормируется только содержание СОг, определяющего уровень углекислой коррозии. Вместе с тем сероводородная агрессивность не нормируется, хотя ее роль велика при оценке коррозии металлов и железобетона. Явления биохимического газовыделения требуют специального изучения для их прогноза и предупреждения.

11. Исследования, проведенные на различных объектах Санкт-Петербурга, показали, что степень микробиологической пораженности водонасыщенных песчано-глинистых отложений различного генезиса связана с интенсивностью и длительностью контаминации подземного пространства вне и в пределах палеодолин. Варьирование суммарного белка (СБ) в пределах разреза обычно коррелирует с содержанием глинистой фракции и природного органического вещества. Максимальные содержания бактериальной массы фиксируются в зонах интенсивного и длительного загрязнения вне палеодолин.

12. Существование анаэробных условий, а также рост бактериальной массы негативно сказывается на прочности и, особенно, на деформационной способности песчано-глинистых пород. Особенно активное воздействие контаминации и микробиологического фактора проявляется в песчаных отложениях. Рост бактериальной массы приводит к снижению проницаемости песчаных отложений на 2-3 порядка, а также существенному падению внутреннего трения, что способствует их переходу в состояние плывунов. Усиление газонасыщения толщи ускоряет этот процесс.

13. Одновременное воздействие физико-химических и биохимических условий существенно влияет и на глинистые породы. Выполненный анализ условий формирования и техногенеза глинистой морены позволил выделить типовые разрезы, в пределах которых наблюдается различие в протекании процессов, определяющих инженерно-геологические особенности этих отложений и техногенную пораженность. I - морена окислительной зоны разреза; II - морена в микроаэрофильных или восстановительных условиях за счет их перекрытия чехлом глинистых отложений без растительных остатков (озерно-ледниковые); III - морена в восстановительных условиях под мощной толщей отложений с растительными остатками (литориновые, анциловые); IV - морена в восстановительных условиях, залегающая непосредственно под болотными отложениями. Наличие или отсутствие цементационных связей в моренах в значительной степени определяется формированием окислительно-восстановительной обстановки в зависимости от пространственного положения моренной толщи и уровня контаминации территории. При условии загрязнения разреза стоками, содержащими органические соединения, а также микробиоту, наиболее заметное снижение параметров С, ф и Ео происходит в разрезах морен I типа, причем такие изменения могут наблюдаться в течение сравнительно короткого времени. При загрязнении II типа морен наблюдается медленное снижение их прочности на 25-30%; обычно эти отложения переходят в квазипластичные разности. Формирование морены в бескислородной среде (III и IV типы) приводит к появлению ярко выраженной склонности этих отложений к развитию пластических деформаций при повышении напряжений.

14. При загрязнении озерно-ледниковых глинистых отложений и развитии микрофлоры на фоне общего снижения прочности наблюдается заметный рост бактериальной массы. В разрезе низкой литориновой террасы при высоком уровне микробиологической пораженности эти породы характеризуются пластическим характером деформирования и низкими значениями прочности (ср< 4-6° и С<0,02МПа).

15. Постепенное падение прочности пород в основании сооружений определяет снижение их несущей способности, рост дополнительных и часто неравномерных осадок, что может вызвать переход сооружений в аварийное и предаварийное состояние. Водонасыщенные глинистые породы четвертичного возраста Санкт

Петербурга, характеризующиеся малой, реже средней степенью литификации, низкой фильтрационной способностью, следует рассматривать как тонкопористую среду, развитие деформаций в которой происходит при отсутствии, либо малой значимости процессов фильтрационной консолидации. В этом случае особое значение приобретает обоснование параметров сопротивления сдвигу и деформационной способности пород как квазисплошной среды при учете влияния их контаминации и степени микробиологической пораженности.

16. Как показывают результаты наблюдений за осадками гражданских зданий (Далматов, Сотников, 1973), возведенных на мощной толще сильно загрязненных четвертичных отложений в пределах склоновой части погребенной глубокой долины под рекой Смоленкой (северо-западная часть Васильевского острова) величины деформаций сооружений и их неравномерность значительно превышают расчетные (прогнозные) значения. Это может быть объяснено расхождением между величинами модуля общей деформации (Е0), полученными по компрессионным испытаниям (использованы при проектировании рассматриваемых зданий) и реальной деформационной способностью. Выполненные обратные расчеты по определению величины модуля общей деформации (Е0расч) с использованием данных послойных деформаций сжимаемой толщи, полученных по глубинным реперам, а также абсолютных осадок хорошо согласуются с данными лабораторных определений грунтов того же параметра в условиях трехосного сжатия.

17. Научно-практическое сопровождение проектов строительства и реконструкции сооружений в Санкт-Петербурге, особенно в пределах исторического центра, а также на загрязненных территориях и участках развития болот должно базироваться на учете особенностей физико-химической и биохимической обстановки ПП и их влияния на состояние пород и развитие таких процессов как плывунность, тиксотропные явления и газообразование. С целью обеспечения сохранности и условий нормального функционирования архитектурно-исторических объектов необходимо создание системы объектного мониторинга, включающей наблюдение и контроль за состоянием грунтов и подземных вод, газовыделением, а также характером развития деформаций сооружения.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Норова, Лариса Павловна, Санкт-Петербург

1. Абелев MJO. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасы-гценных грушах. М.: Сгройиздаг, 1983. 248 с.

2. Александрова J1H Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.,1980.-288 с.

3. Алексеев ФА. Метан/Г.И.Войтов, В.СЛебедев и др/М.: Недра, 1978. -310 с.

4. Амантов А.В. Геологическое строение осадочного чехла бассейнов СЗ России// Осадочньгй покров гдяциального шельфа северо-западных морей России. СПб.: ВСЕГЕИ, 1992.-c.2546.

5. Арисговская Т.В. Мшфобиология процессов почвообразования. Л.: Наука, 1980.-187 с.

6. Беляев С.С. Метанобразуюгцие бактерии: биология, систематика, применение в биотехни-ке//Успехи микробиологии. 1988, вьш.22.

7. Блажчишин А.И. Главные этапьг истории Балтийского моря//. Геологическая история и геохимия Балтийского моря. М.:Наука, 1984.-С.98-105.

8. Блажчишин А.И. Палеогеография и эволюция позднечегвертичного осадконакопления в Балтийском море. Огв.редакгор проф. А.И. Гайгалас. Янтарный сказ. Калининград. РАН, ин-г океанологии им. П.П. Ширшова Атланшческое отделение. 1998 160 с.

9. Болотина И.Н Микроорганизмы в процессах оглеения глинистых грунтов /К.С. Болшбекова// Инженерная геология. 1985.- №3.-с. 32-38

10. Болотина И.Н. Биотическая компонента в грунгах/ТН. Ксяьчугина/ Инженерная геология сегодня теория, практика, проблемьг. М.:МГУ, 1988.-е. 165-173.

11. Болотина И.Н Мшфобиолошческие исследования в инженерной геологии /Е.М.Сфгеев^Инженерная геология. 1987.- №5. -с.3-7.

12. Боцдарик Г.К. Пространственная изменчивость ледниковых отложений/ М.И. Горальчук, ЕЛ. Иерусалимская/ М:Недра,1985.- 239 с.

13. Борисенков ЕЛ Тысячелетняя летопись необычайных явлений природы /ВМПисецкий/ М. Мысль,1988,-139 с.

14. Вартанян Г.С. Экологические проблемы Московского региона /СР. Крайнов, AM. Шеко и др. // Разведкаиохрананедр.1997.-№ 8-9.-C.66-70.

15. Верейский Н.Г. Инженфно-геологические свойства основных морен Русской Равнины// Вещественный состав основных морен. Материалы междунар. симпозиума. М., 1978.- с.155-165.

16. Винокуров Е.Ф. Строительные свойства моренных грунтов. Минск:изд-во АНБССР, 1962.-125 с.

17. ВознаяН.Ф. Химия воды и микробиология. М.: Высшая школа, 1979.-341 с.

18. Волков И.И. Аэробно-анаэробный диагенез осадков на границе вода дно// Геология океанов и морей: Тез. докл. 6-й Всесокв. школы морской геологии (ред. АП Лисицин). М., 1984, т. 1.- 215 с.

19. Волков И.И. Ошслшельно-восстшовигелъные процессы диагенеза осадков// Химия океанаТ.2. Геохимия донных осадков. М.: НаукаД979.- с.363-413.

20. Вторая пятилетка по канализации Ленинграда (1933-1937). Л. :юд. Леноблисполкома и Ленсовета, 1932,-135 с.

21. Гайгалас А.И. Седимешшогические принципы классификации гляцигенных отложений/Методология цитологических исследований. Новосибирск: НаукаД985- с279-289.

22. Гарбар Д.И. Геодинамика зоны сочленения Балгийскош щита и Русской плиты// Советская геология. 1992.-№7.-с.42-50.

23. Гарбар Д.И. Тектоника зоны сочленения Балшйского шща и Русской плиты// Геотектоника 1981.-J423.-c.4M8.

24. Гаррелс Р.М., КрайстЧЛ Растворы, минералы, равновесия. М.Мир,1968,- 368 с.

25. Геоморфология и четвертичные отложения Северо-Запада Европейской части РСФСР. -Л'Недра, 1969.- 256 с.

26. Геохимия озерно-болотного литогенеза. МинскНаука и техника, 1971.-281 с.

27. Геохимия осадочного процесса в Балгайском море/отред. Е.М. Емельянов, ВН. Лукашев/ М. Наука, 1986.-229 с.

28. Глазовская М.А. Ландшафшо-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу. Биохимические циклы в биосфере. М. Наука, 1976.-276 с.

29. Гольдберг В.М. Гидрогеологические основы охраны подземных вод огг загрязнений/ С. Газда/ М.:НедраД984.- 262 с.

30. Горький А.В. Химическое загрязнение почво-грунгов /ВВ. РешеговЮхрана 01фужающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб, 1999.-с. 296-308.

31. Горькова И.М. Физико-химические исследования дисперсных осадочных пород в строительных целях. М:С1ройиздат, 1975,-149 с.

32. Грот Я.К. Известие о Петербургском крае до завоевания его Петром Великим (почерпнутые преимущественно из шведских источников). СПб., 1853 67 с.

33. Грунтоведение/ЕМ.Серлеев, ГА-Гояодковская, Р.С. Зиангиров идрУМ.: ИздМГУ, 1983.-389 с.

34. Гуделис В.К. История развитая Балтийского моря//:Геология Балтийского моря. Виль-нюс:Мокслас -1976 с.73-81.

35. Давыдова HJEL Позднеледниковый этап развития Балтийского моря/АЕ. Рыбалко// История плейстоценовых озер Восточно-Европейской равнины. СПб.: Наука, 1998- с. 121-129.

36. Дапматов Ь.И. Исследование деформаций фунтов в основании сооружений/ СН.Сшников, Н.М. Дорошкевич и др.// Труды 8 международной конференции по геотехнике грунтов и фунда-ментостроению. М.:Стройиздаг, 1973.- с. 64-72.

37. Ддраган А.Ю. О микробиологии глееюго процесса/Почтовдение. 1967.-№2.-с.90-99.

38. Дараган А.К). Разложение железосодержащих минералов почвенными микроорганизма-миШочюведение. 1971.-№9.-с.72~77.

39. Дашко Р.Э. Влияние контаминации фунтовых вод нефтепродуктами на изменение прочности глинистых пород/Л.П. Норова, Е.С. Руденко// Материалы семинаров, посвященных 65-летию кафедры инженерной геологии. СПб, 1996,- с.17-26.

40. Дашко Р.Э. Геотехническая диагностика коренных глин Санкт-Петербургского региона (на гримере нижнекембрийской глинистой тхжци)//Реконсгрукция городов и геотехническое строительство. 2000,- №1 ,чх95-100.

41. Дашко Р.Э. Геоэкологические проблемы трансформации окислительно-восстановительной обстановки в фунтовых водах и дисперсных породах /Е.С. Руденко, ЛИ Норова//Записки СПГГИ (ТУ).т. 1(142). Экология. СПб, 1995.-е. 194-207.

42. Дашко РЗ Геоэкология подземного пространства исторического цешра Санкт-Петербурга и проблемы охраны архитектурных памятников /ЛЛ. Норова, Е.С. Руденко//Труды международной конференции «Экологическая безопасность на пороге XXI века». СПб, 1999.-с.73-74.

43. Дашко РЗ. Геоэкология подземного пространства мегаполисов на примере Санкт-Пегербурга/Л.П. Норова, Е.С. Руденко// Труды международной конференции «Подземный город: геотехника и архитектура». СПб, 1998.-С.459-464

44. Дашко РЗ. Инженерно-геологический анализ процесса консолидации глинистых пород// Записки ЛГИ. СПб,1981,т.83.-с. 86-91.

45. Дашко РЗ Исторический анализ эволюции экологического состояния подземного пространства Санкт-Петербурга: причины и последствия/ ЛЛ. Норова, Е.С. РуденкоЖультура и природа древнего города М.: ГЕОС, 1998.-c.231-247.

46. Дашко РЗ. Механика горных пород. М. Недра, 1987.-264с.

47. Дашко РЗ. Микробиога в геологической среде: ее роль и последствия// Сергеевские чтения. Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23-24 марта2000). М: ПВОС, 2000,- с.72-78.

48. Дашко РЗ. Особенности инженерно-геологического анализа нижнекембрийских синих глин как основания сооружений// «Механика грунтов, основания и фундаменты», Межвузовский сборник научных трудов. Л.;1ИСИ,1984.-с.85-93

49. Дашко РЗ. Ретроспективный анализ экологического состояния подземного пространства Санкг-Петербурга/Л.П.Норова, ЕСРуденко // Сб. научных трудов «Наука в Санкт-Петербургском государственном горном институте (ТУ)». СПб,1998, вып.2.-с.89-100.

50. Дашко РЗ. Теория и практика инженерно-геологаческош анализа и оценки юдонасыщенных глинистых пород как основания ссюружениМАвтореферат дис. на соисю учен степени доктора геолого-минералогических наук 04.00.07. Л.: ЛГИ, 1985.-39с.

51. Дашко Р.Э. Трансформация дисперсных грунтов в процессе активизации микробиологической деятельности (опыт анализа одной аварии)//Геотехника и экология. Рига, 1992, т. 1, №1 .-с.36-47.

52. Дашко Р.Э Эволюция геоэкологического состояния подземного пространства Санкт -Пегербур-га/ЛЛ Норова, Е.С. Руденко//Разведка и охрана недр, 1998, № 7-8,- с.57-59.

53. Дашко Р.Э. Экологический анализ геологической среды подземного пространства городов (на примере исторического цешра Сашсг-Пегербурга)/Магериаль1 1-ой научно-практической конференции «Проблемы охраны геологической среды» Минск: БГУ, 1995,- с.173-177.

54. Дербенева М.М. К вопросу преобразования мерзлых пород под действием тонких водных пле-нок/Жриогеитьте процессы в почтах и горных породах. М.Наука, 1965.-С.105-113.

55. Добровольский В.В. Гипфгенез четвертичного периода Мйедра,1966.-238 с.

56. Домон гович И.И. Записка по проектам об отводе городских нечистот, составленная председателем комиссии по устройству в Санкт-Петербурге мостовых и труб для отвода нечистот. СПб., 1874.-403 с.

57. Жуков А.И. Канализация. М.: Стройиздаг, 1969 374с.

58. Жуков Б.В. Ликвидация несанкционированных свалок/Юхрана окружающей среда. Природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб, 1999,-с.313-316.

59. Зацдельман Ф.Р. Подзоло- и глееобразование. М.,1974.-208 с.

60. Закутан В.П. Ошслшсльно-восстановигеяьное состояние хозяйственно-питьевых подземных вод/В А Щека У/Отечественная геология. М.:Недра, 1992.- №9,- с.66-72.

61. Закутим В.П. Ошслигеяьно-воссгановитеяьнью состояния подземных вод/ В А Щека / М: ВИЭМС, 1985.-53 с.

62. Залмазон Э3. Определение форм железа в осадочных породах.// Литология и полезные ископав мые.19б6.-№3.-138 с.

63. Зверев В.П. Гидрогеохимия осадочного процесса- М Наука,1993-176 с.

64. Звягинцев ДГ. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми поверхностями. М.:МГУ, 1973.175 с.

65. Звягинцев ДГ. Почва и микроорганизмы. М.,1987.-256 с.

66. Звягинцев Д.Г. Развише микроорганизмов в тонких капиллярах и пленках//Микробиолошя. 1970.- вьш. 1 .-с.47-53.

67. Зиангаров Р.М. Объемная деформируемость глинистых грунтов. М.:Наука, 1979.-164 с.

68. Иванов И.П. Инженфная геология месторождений полезных ископаемых М.:Недра, 1990.-302 с.

69. Иванов ИЛ Инженфно-геологические исследования в горном деле (дли обоснования рационального использования и охраны недр). Л.:Недра, 1987.-255 с.

70. Иванов М.В. Распространение и геохимическая деятельность бактерий в осадках океана// Химия океана Т. 2. Геохимия донных осадков. М.:Наука, 1979,-с.312-349.

71. Инженерная геология СССР. Платформенные регионы Европейской части СССР. Книга 1. Под ред. И.С. Комарова, Д.Г. Зилинга, В.Т. Трофимова. Москва: «Недра»Д992.- 270 с.

72. Исмаилов Н.М. Нефтяное загрязнение и биологическая активность почв^/Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М.:НаукаД 981 ,-с227-235.

73. Исследование процесса деформирования слабых глинистых грунтов в натурных услови-ях/АК. Бугров, С.Н. Кураев, АВ. Гатчи. ИА. Пирогов, А.Г. Шашкин // Основания, фундаменты и механика грунтов. 1997. -№1.-с.6-12.

74. Историко-географический атлас. Ленинград. Гл. управление геодезии и картографии при Совете Министров СССРМ., 1989.-120 с.

75. Исторические кладбища Петербурга: справочник -путеводитель/Сосг. А.В. Кобак, ЮМ. Пирюгко /СПб.: Изд-во Чернышева, 1993. -640 с.

76. Кабаков Л.Г. Оценка геодинамического состояния территории Ленинградской облас-ти/Н.Ф. Скопенко// Разведка и охрана недр. 1998 № 7-8.-С.32-35.

77. Каган АА Моренные отложения Северо-Запада СССР /МА Солодухин/М.:Недра,1971.- 136с.

78. Каган АА Состав и физико-механические свойства моренных суглинков Вологодской, Архангельской и Ленинградской областей//Инженфно-геологическое изучение морен. Сборник статей. Ярославль, 1974.-С.111-124.

79. Кармазинов Ф.В. Проблемы юдопроводно-каналюатщонного хозяйства Санкг-Пегербурга/СГ. Гумен// Научно-технические аспекты охраны окружающей среды. Обзорная информация. ВИНИГЩ 1995.-N3.^.18-22.

80. Кармазинов Ф.В. Современное состояние и перспекшвы развития системы водоотведения в Санкт-Петербурге и григородахЮхрана окружающей среды. Природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб, 1999- с.228-241.

81. Кауричев НС. Ошслительнсьвосстановигельньш потенциал почвы и методы его измере-ния/И.С. Кауричев и дрУ М:1982.-247 с.

82. Квасов ДД Позднечегвергичшя история круглых овер и внутренних морей восточной Европы. Л.: Наука, Ленинградское отделение, 1975 276 с.

83. Кирюхин ВА Гидрогеохимия /А.И.Корошов, СЛШварцев/М.:НедраД993.-384 с.

84. Климентьев IO.V Переработка и захоронение бытовых и промышленных отходов/Юхрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб, 1999.-С.308-313.

85. Кожевин ПА Микробные популяции в природе. М: МГУ, 1989.-173 с.

86. Кожевина Л.С. Микробные системы лигосффы//Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 1999 №4,- с.304-309.

87. Королев В А Мониторинг геологической среда. Под редакцией В.Т. Трофимова М.: Изд-во МГУ, 1995.-272 с.

88. Короткое А.И. Гидрогеохимический режим на Полюсгровском месгороадении минеральных вод /НИ. Вахромеева, ВВ. Петров // Экологические проблемы гидрогеологии. Восьмые Толсга-хинские чтения. Материалы научно-методической конференции. СПб,1999.-е. 137-142.

89. Короткое АИ. Полюсгровское месторождение минеральных вод/БВ. Боровицкий, АС. Николаев //Разведке! и охрана недр. 1998-№7-8.-с.38-4().

90. Коссовская АГ. Типизация и генетическое значение смешанослойных минералов глин//Физические методы исследования минералов осадочных пород. М. Наука, 1966.-е. 163-170.

91. Кофф ГЛ Методические основы оценки техногенных изменений геологической среды городов. М. Наука, 1990.-196 с.

92. Кочедамов В.И. Набережные Невы. Л.-М., 1954.-196 с.

93. Крайнов С.Р. Геохимические и экологические последствия изменения химического состава подземных вод под влиянием загрязняющих веществ/ГЮ.ФойгЗП.Закушн//Геохимш. 1991-№2.ч;.169-182.

94. Крайнов С.Р. ГидроггохимияВ.М.Швец/М.: Неда 1992,- 463с.

95. Крамаренко Л.Е. Геохимическое и поисковое значение микроорганизмов подземных вод. Л. Недра, Ленинградское отделение,1983.-183 с.

96. Краснов ИМ. Газы четвертичной толщи предглинговой полосы Ленинфадской области // Природные газы СССР. М,- Л, 1935.-е. 10-33.

97. Крисс А.Е. Микробиологическая океанофафия. М.: Наука,. 1976.-269 с.

98. Кузнецов СЛ Введение в геологическую микробиологию /М.В. Иванов, Н.Н. Ляликова/ М.: АН СССР, 1962.-240 с.

99. Кузнецова З.И. Образование нефти и формирование нефтяных залежей. М.:Госгехиздат, 1963.-168 с.

100. Кузнецова З.И. Распространение бактерий в подземных водах в зависимости от окислительно-воссгановительныхусловий среды //Ми1фобиология.1966.-т.35.-вьт.5.-с.894-898

101. Лаврушин ЮА. Ледовый тип седименго- и лиюгенеза/АРГегпнер, ЮК. Гсшубев/М-Наука, 1986.-155 с.

102. Лаврушин Ю.А. Строение и формирование основных морен материковых оледенений. М. Наука, 1976.-237 с.

103. Ларионов А.К. Выявление природы и степени оглеенности глинистых фунтов, как результат жизнедеятельности микроорганизмов/ Т.Н. Нижарадзе, МА. Лаздовская//Весгник ЛГУ, 1987.-сер.7.-вып4 (Ж>8).-с.35-41.

104. Лепунова С.В. Геохимическая экология микроорганизмов /В.В. Ковальский/ М .Наука,1978,-147 с.

105. Лиснцин А.К. Процессы океанской седиметшдии/'/ Литология и геохимия. М.:Наука, 1978.392 с.

106. Личков БЛ. О происхождении древних глубоких размывов четвертичного и предчетвершч-ного времени в ледниковом районе Европейской части СССР// Проблемы физической геофафии. 1941.-T.11.-C.29-33

107. Ломтадзе ВД Инжененая геология. Инженерная геодинамика. Л.:Недра, 1977.-480 с.

108. Ломтадзе ВД Инжененая геология. Инженерная петрология Л. Недра, 1984.-511с.

109. Лукашев В.К Геохимические индикаторы процессов гипергенеза и осадкообразования. Минск: Наука и техника, 1972 318с.

110. Лукашев К.И. Геохимические особенности моренного литогенеза/С.Д. Астапова/ Минск: Наука и техника, 1971.-194 с.

111. Лукашев КИ. Геохимия зоны гипергенеза/В К Лукашев/Минск:Наука и техника, 1975.-423 с.

112. Лукашев К.И. Роль органического вещества торфяных болот в миграции элементов и мине-ралообразовании/ВАКовалев, ЛЛ. Жуховицкая, ВАГенералова// Исследование органического вещества современных и ископаемых осадков. М.: Наука, 1976.- с.142-147.

113. Луппов СП. История строительства Петербурга в первой четверти XVIII века М.-Л., 1957. -186 с.

114. Ляликова Н.Н. Роль микроорганизмов в образовании и разрушении сульфидов рудных месторождений// Геология рудных месторождений. 1970,-т. 12.-вып. 1 .-с.63-72.

115. Майская СМ. Геохимия органического вещес1ва/ТВ.Дроздова/М.:Наука, 1964.-315 с.

116. Маслов Н.Н Основы инженерной геологии и механики фунтов,- М.: Высшая школа, 1982-511с.

117. Мельников EJC Геоактивные зоны и их влияние на здоровье человека/В А Рудник// Разведка и охрана недр. -1998.-№ 7-8, с. 54-57.

118. Мельников Е.К. Зоны биологического дискомфорта, связанные с неоднородносгями в геологическом строении земной коры// Сборник научных трудов "Вопросы геоэкологии Северо-Запада Российской Федерации". СПб., 1998.-е. 41-59.

119. Мельников Е.К. Патогенное воздействие зон активных разломов земной коры Санкт-Петербургского регаона/В. А. Рудники дрУ/Геоэкология. 1994.- №5.-с. 36-39

120. Методические рекомендации по выявлению и оценке загрязнения подземных вод /В.М.Гольдберг, С.ГМелькановицкая, В МЛукьянчикоЕ/ ВСЕГИНГЕО, 1988.-76 с.

121. Методические указания. Количественный учет влияния жизнедеятельности микроорганизмов на физико-механические свойства оглееных пород/В М. Кнагько, .ТН. Нижарадзе, Е А. Пушнова, МА. Трибулкина/ Л.: ЛГУ, 1988.- 25 с.

122. Микробиологические и химические процессы деструкции органического вещества в водоемах/Сборник научных статей. Л.:Наука, 1979.-264 с.

123. Микробная коррозия и ее возбудители. /Е.И. Андреюк, В.И.Билай,. Э.З.Новеяь,. И А Козлова/Киев: Наукова думка, 1980 287 с.

124. Мироненко В.А, Румынии В.Г. Проблемы шдрогшэколоши. Том 2. Опышо-мшрапионные исследования. М.: Изд-во Московского государственного горного университета, 1998.-393 с.

125. Можаев КН. Новейшая тектоника Северо-Запада Русской равнины. Л. .'Недра, Ленинградское отделение,1973-231 с.

126. Мулюков Э.И. Классификация причин и отказов оснований и фундаментов// Основания, фундаменты и механика грунтов. 1992.- №3.- с.28-30.

127. НежиховскийР.А.РекаНеваЛ.,1957.-191 с.

128. Нижарадзе Т.Н. Биохимические модели оглеенных глин/Бронислава Мсравецка и др./ Wroslaw, 1991.-291 с.

129. Николаев А.С. Подземньге воды/В А. Блохин, ЕЮ. БоровщкаяЮхрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб, 1999- с.256-268

130. Николаев Ю.В. О потребительских свойствах подземных вод Санкг-Петербурга/ЕЮБоровицкая//Сборник научных трудов "Вопросы геоэкологии Северо-Запада Российской Федерации". СПб, 1998.- с.32-41.

131. Никольский Ю.И. Разрушительное землетрясение в Санкт-Петербурге: миф или реальности/Проблемы геодинамической безопасности. П рабочее международное совещание. СПб, 1997.-С.290-294.

132. Норова Л.П Исследование особенностей контаминации грунтовых вод и дисперсных пород в связи с проблемой реконструкции и реставрации зданий (на примере Нового Эрмитажа)//Сборник трудов молодых ученых СПГГИ, вып.2,1998.-С.29-33.

133. Норова Л.П. Особенности формирования и трансформации физико-механических свойств моренных отложений в разрезе Санкт-Петербурга// Реконструкция городов и геотехническое строительсгво.2000.-№1 .-с.89-94.

134. Опасные экзогенные процессы./Под ред. ак. РАН ОсиповаВ.И/М: ГЕОС,1999 290 с.

135. Орлов М.С. Загрязнение подземных вод коммунальной сважой/ММКузнецовУ/Весшик МГУ. Серия 4. Геология. 1988.-№5.-с.43-48.

136. Осипов В. И. Геологическая среда и учет ее особенностей при освоении под земного пространства в г. Москве/В.М. Кугепов,. В.И. Макаров// Сергеевские чтения. Материалы годичной сессии

137. Научною совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (23-24 марта2000). М: ГЕОС, 2000,- с.240-247.

138. Осипов В.И. Микроструктура глинистых пород/ В.Н. Соколов, НА. Румянцева/ М.Недра, 1989.-211 с.

139. Палеогеография Европы за последние сто тысяч лет: (Атлас-монография). /Огв. редакторы И.П. Герасимов, АА. Величко/ М.:Наука,1982.-156 с.

140. Палеогеография и литология вецда и кембрия запада Восточно-Европейской платформы. М. :Наука, 1980,-119 с.

141. Палеогеография СССР. Объяснительная записка к Атласу лиголого-патеогеографических карт СССР. Т. 1, М. Недра, 1974.-275 с.

142. Пашкин Е.М. Инженерно-геологическая диагностика деформаций памятников архитектуры. М.: Высшая школа, 1998 255 с.

143. Перельман А.И Геохимия. М Высшая школа,1989.- 423 с.

144. Перельман А.И Геохимия элементов в зоне гипергенеза М. Недра, 1972.-288 с.

145. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов (зона гипергенеза). М. Недра, 1968.-331с.

146. Петров ГШ. История Санкт-Петербурга с основания города до введения в действие выборного городского управления по учреждениям о губерниях. 1703-1782. СПб, 1885. -878 с.

147. Померанец КС. Наводнения в Петербурге 1703 -1997. СПб:ТОО «Компания Балгрус», ТОО «Балт-бук»,1998.- 172 с.

148. Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений(к СНиП 2.02.01-83).1. М.: 1986,-414 с.

149. Преобразование нефгей микроорганизмами//. Труды ВНИГРИ. Л, 1970.- Вып. 281.- 219 с.

150. Проектирование и строительство канализации (опыт Ленинграда)// Г.Г. Шигорин, Л. М. Ясман, МШ. Лысс, В А Знаменский/Л.: Издлиг-ры по строительству,1971.-156 с.

151. Работнова ИЛ Роль физжо-химических условий (рН и гН2) в жизнедеятельности микроорганизмов. М, 1957.-169 .-с.

152. Радина В.В. Роль микроорганизмов в формировании свойств грунтов и их напряженного состояния/Гидротехническое строительство. 1973 ,-№9.-с.22-24.

153. Раукас АВ. Плейстоценовые отложения Эстонской ССР. Ташжн:Валгус, 1978,- 310с.

154. Рейнеке В.И. Газы нижнекембрийских отложений в районе Ленинграда //Природные газы СССР.-М.-Я- 1935.-c.33-36.

155. Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния эксплуатируемых зданий, расположенных вблизи нового строительства или реконструкции/ М. Моско-мархитектура, 1998.-89 с.

156. Родина АЛ . Методы водной микробиологии (практическое руководство). М:Наука, 1965.305 с.

157. Розанов А.Г. Физико-химические барьеры Eh и их роль в распределении осадочного вещества в морях и океанах// Геология океанов и морей. Тезисы докладов 6-й Всесоюзной школы морской геологии. Под ред. АЛ. Лисицина. М.-1984.-Т. 1.- 224 с.

158. Розанова К.П. Сульфатвосстанавливающие бактерии (Систематика и метаболизм) /Т.Ш 1ази га/ Успехи микробиологам.-1989.-Вып.23 .-с. 191-226.

159. Розанова ЕЛ Углеводородокисляющие бактерии и их активность в нефтяных пла-стах/Т.И. Назши//Микробишогия. 1982.-Т.51.- вып.2.

160. Poor ПЭ. Численность и роль микроорганизмов в грунтах/ГМ. Хлебникова,. ИЛ. Болотина, ЕА. Воробьева, Т.П. Кольчугина, СБ. Горин//Инженфная геология. 1982.-.№6.-с.72-78.

161. Рубенчик Л.И. Микроорганизмы как фактор коррозии металлов и бетонов. Киев: Наукова думка, 1950.

162. Рудник В.А. Геологический фактор: состояние и здоровье человека /Т.К. Мельников, Ю.И МусийчувУ/ Минерал. 1998.- №1 .-с. 17-21.

163. Рухина Е.В. Литология ледниковых отложений. Л.: Недра, Ленинградское отделение. 1973.-176 с.

164. Рухина Е.В. О предчегвершчных долинах северо-западной части Русской платформы и их гтолопттесксезначенисУ/Труды ленинградского общества испьгтеяей.1957.-т.69.-вып2.-с.151-157.

165. Санкт-Петербург. Исследование истории топографии и статистики столицы, т. П. СПб, 1870,-163 с.

166. Сердободьский И.Г1. Окисликтно-восстановиштьньге и щелочно-кислогные условия глее-образования/ЛГруды почв, института им. ВВ. Докучаева. Т.31. Работы по химии и агрохимии почв. Изд-во АНСССР. М.-Л., 1950.-С.73-82.

167. СНиП 2.02.03-85 Свайные фуццаменты.-Взамен СНиП П-17-77.-М. :ГУП ЦПП, 1998.46с.

168. Сгашук М.Ф. Проблема окислигеяьно-восстдаовительного потенциала в геоло-гаиМ :Недра,1968 209 с.

169. Сгеценко О.П. Радиоэкологаческая безопасность/ В.ВРешетов//Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 1998 году. СПб, 1999.-С.365-377.

170. Стояпянский П.Н. Старый Петербург. Через четверть века 1714, 1739, 1764, 1789 гт. СПб, 1914,-68 с.

171. Страхов 11.M. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза М.:Наука, 1976.300 с.

172. Теоретические основы инженерной геологии. Геологические основы. Под ред. ак Е.М. Сергеева М.:Неда 1985.-332 с.

173. Теоретические основы инженерной геологии. Физико-химические основы. Под ред. Е.М.Сергеева М. .Недра, 1985.-288 с.

174. Теоретические проблемы инженерной геологам/Труды Международной конференции. (Россия, Москва, МГУ, 25-26 мая 1999г.). М.: Издательство МГУ, 1999.-166 с.

175. Теория и методологияэкологической геологии. Под редакцией ВТ. ТрофимоваМ., 1997.

176. Улицкий В.М. Геотехническое обоснование реконструкции зданий на слабых грунтах. СПб, 1995,-146 с.

177. Улицкий В.М. Геотехническое сопровождение реконструкции городов (обследование, расчеты, ведениерабог, моштгоринг)/А.Г. Шашшн/ М.:Издаггельсгво АСВ, 1999.-327 с.

178. ФурсаВ.М.Сгроигея1>ные свойства грунтов района Ленинграда Л: Сгройщдат, 1975.- 142с.

179. Церцвадзе JLA Оглеение как биохимическое выветривание глинистых пород в условиях влажных субтропиков Колхиды// Инженерная гамогая. М., 1987.-№5.-с.28-37.

180. Чочиа Н.Г Палеогеофафия позднего кайнозоя восточной Европы и Западной Сибири. (Ледниковые и ледово-морские концепции)/С.П. Евдокимов/ Саранск:изд-во Мордовского ун-та, 1993248 с.

181. Шанцер Е.В. Генетические типы четвертичных отложений// Сфалдрафия СССР, четвертичные отложения. М.: Наука,1982.-Т. 1 .-с.61-94.

182. Шварцев CJ1 Гидрогеохимия зоны шпергенеза. М.:Недра,1998.-366 с.

183. Шлегель Г. Общая микробиология. М.:Мир,1987.-566с.

184. Щербаков А.В. Геохимические критерии окислигельно-воссгановижяьньк обстановок в подземной гидросфереУ/Совегская геология, 1956, №56, с.72-82.

185. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге в 1993-94 гг. (аналитический обзор). Санкг-Пегербург.-1994.-190 с.

186. Яковлев С.А. Наносы и рельеф гор. Ленинграда и его окрестностей. Л.:изд-во научно-мелисрашвногоин-та,1926.-вьш.8.-186 с.

187. Baas Becking L.G.M., Kaplan LR, Moore D. Lemits of the natural tnvironment in terms of pH and oxidatio-reduction potmtial-'/Joum.Geol. 1960,-v. 63.-№3.-p.243-284.

188. Bradford MA Rapid and sensitive method for the Quantitation of microgram Quantitiois of Protein Utilizing Hu Principle of Protein dye Binding. Anal. Biochem/1976.- Vol. 72 №1-2.

189. Dashko R Physical-chemical and biochemical indicators for geoecological assessment of underground space (on the example of St. Petersburg)L.Norova, E. Rudenko/ Workshop in Vilnius, Lithuania, 11-16 October,1999.-p. 9-12.

190. Dashko R Regularities of the geoteanical assessment of Lower Cambrian clays in the North-western part of the Russian platform/I. Plechkova// Baltic Geotechnics, 95. AA. Balkema /Rotterdam/ Brookfield/. 1995,-p. 53-57.

191. Eiswirrth VI., Hot/il H. The impact of leaking sewers on urban groundwater //Groundwater in the urban Environment. V.l. Problems, Processes and management. Edited by John Chilton et al/ A A.Balkema/Rotterdam/brookfield/1997.-p. 399405.

192. Ellis J.B. Groundwater pollution from infiltration of urban stormwater runoff //Groundwater in the urban Environment V.l. Problems, Processes and management Edited by John Chilton et al/ A.A.Balkema'Rotterdam'brookfield/1997.-p. 131-137.

193. Gibson D.T.Microbial metabolism. ReactProgness,.1980.-p.-161-192.

194. Kerichhoff H. Sorption ofhydrophobic pollutants on natural sediments Water Resources, 13,1979.

195. Misstear B.D., Bishop P.K Groundwater contamination from sewers: Experience from Britain and Ireland// Groundwater in the urban Environment Volume 1. Problems, Processes and management / AABa.kema/Rotteixlam/Brookfield/1997.-p. 491497.

196. Postma D., Jakobsen R. Characterization of redox condition in aquifers //Groundwater 2000.Proceedings of the international conference on groundwater research/Copenhagen/Denmaik/6-8june2(XW/AABalkerm/RotterdamBrwkfield/2000.-p 207-209.

197. Retirson. Carry LA. Simplification of Hue protein assay method of Lowly et all which is more generally applicable. Anal. Biochem. vol 83, № 2,1977.

198. Rudenko E.S. & Norova L.P. Regularities of redox and biochemical conditions influence on geotech-nical soils properties //Baltic Geotechnics, 95. AA. Balkema/Rotterdam/ Brookfield/. 1995.-p. 173-177.

199. Brookfield/2000.-p 195-197.