Трендовые движения могут быть инициированы техногенной деятельностью. Так, например, на шахте Магнетитовой, разрабатывающей Высокогорское железорудное месторождение, в 2000 году произошла подвижка в среднем на 25-30 см по взбросо-сдвигу, зафиксированная в подземных горных выработках. Изменение свойств массива горных пород в разломных зонах под влиянием переменных цикличных нагружений довольно распространенное явление. Однако внешне его признаки не контрастны, и выявление непосредственного их влияния на объекты весьма проблематично.

Это явление отмечено в работах НТФ "Геофизпрогноз" на основе изучения разломных зон методами сейсмопрофилирования [Пан-жин А. А., 2000]. Установлено, что в разломных зонах образуются области с существенными отклонениями прочностных и деформационных свойств в массиве горных пород. Структурные блоки и изготовленные из них образцы пород при испытаниях имеют те же или близкие показатели, что и аналогичные литологические виды пород, примыкающие к разломной зоне, а в массиве горных пород разломной зоны свойства существенно отличаются. Было высказано предположение, что в разломной зоне массив горных пород находится в тиксотропном состоянии. На основе этой гипотезы были решены многочисленные практические задачи, высказаны представления по механизму и природе многих техногенных аварий и катастроф. Однако при всей плодотворности высказанной идеи вопрос о причине возникновения тиксотропного состояния в разломной зоне оставался не раскрытым. Известно, что в природе явление тиксотропии возникает в некоторых видах грунтов и пород в период землетрясений. За счет знакопеременных цикличных нагружений некоторые виды грунтов, имеющие в статическом состоянии достаточную несущую способность, разжижаются, резко снижая свои прочностные характеристики. Это нередко ведет к перекосу и опрокидыванию жилых домов и инженерных сооружений. Но это явление происходит лишь в короткий период действия землетрясения. Впоследствии грунты вновь обретают свои обычные свойства. Ти-ксотропия в разломных зонах, сложенных во многих случаях скальными породами с более нарушенной структурой, проявляется в размытой форме на протяжении длительных промежутков времени, а возможно, и постоянно в историческом плане. Это явление более точно, видимо, можно охарактеризовать термином квазитиксотропия. После выявления современной короткопериодной геодинамики было сделано предположение о том, что причиной квазитиксотропного состояния пород разломной зоны являются знакопеременные цикличные смещения. Вызванные ими знакопеременные цикличные нагружения приводят к изменению прочностных и деформационных свойств, то есть к ква-зитиксотропии. В зависимости от конструктивных особенностей сооружений, взаимодействующих с разломными участками массива горных пород, складываются различные механизмы и сценарии развития аварий и катастроф. В практике исследований уральских специалистов заслуживают внимания выявленные случаи развития техногенных катастроф, наиболее контрастно демонстрирующие рассматриваемую взаимосвязь между современной геодинамикой и техногенными катастрофами. Одним из примеров могут служить аварийные ситуации на подземном канализационном коллекторе г. Сургута [Панжин А. А., 2000]. Экспериментально установлено, что в разломных зонах и на примыкающих к ним территориях действуют современные геодинамические цикличные смещения с широким спектром частот и амплитуд. Наиболее контрастными среди них являются смещения с продолжительностью циклов около одной минуты и около одного часа. Имеются и другие, менее выраженные циклы. Уровень напряжений и деформаций, вызванный этими смещениями, превышает допустимые значения для монолитной железобетонной внутренней обделки коллектора, закрепленного железобетонными тюбингами. Механизм разрушения коллектора происходил в следующей форме: песчано-глинистые породы разломных зон под влиянием знакопеременных смещений и деформаций находятся в квазитиксотропном состоянии, имея по отношению к окружающим породам аномально пониженные несущие свойства; сборная железобетонная тюбинговая крепь канализационного коллектора с внутренней монолитной железобетонной обделкой, обладая достаточным весом и находясь под нагрузкой от налегающей толщи, не встречает в квазитиксотропном массиве достаточной опоры, проседает и прогибается, получая нештатное нагружение, не предусмотренное ее конструкцией; нештатную нагрузку крепи вызывают непосредственно и сами короткопериодные геодинамические движения; под действием этих двух факторов монолитная железобетонная обделка коллектора разрушается с образованием кольцевых трещин разрыва, превращая монолитный коллектор в обособленные секции длиной 5-7 м; на последнем этапе к процессу разрушения подключаются грунтовые воды, уровень которых находится выше заложения канализационного коллектора; устремляясь в образовавшиеся трещины внутрь коллектора, который теперь уже выполняет функции дренажного устройства, они выносят с собой песчано-глинистые породы, находящиеся в квазитиксотропном состоянии, образуют суффозиозные карстовые полости, реализующиеся выходом провалов на земную поверхность и окончательным разрушением коллектора.

Таким образом, в основе приведенного примера техногенной катастрофы лежит комплексное проявление короткопериодной геодинамики, реализуемое как через непосредственное воздействие смещений и деформаций на сооружение, так и опосредованно через изменение свойств разломной зоны.

Длительное время (более 25 лет) в аварийном состоянии периодически пребывает северо-западный борт Главного карьера Коршунов-ского ГОКа (Российской Федерации) на участке, пересекаемом широтным разломом мощностью около 500 м. В борту карьера, начиная с 1975 года, периодически происходят крупные оползни при углах наклона борта 22 градуса. По всем расчетным оценкам скальные осадочные породы, слагающие этот борт, должны обеспечивать его устойчивость при углах 28-30 градусов с нормативным запасом устойчивости 1,3. На карьере производились периодические наблюдения за смещениями маркшейдерских пунктов, расположенных по контуру карьера с годичной периодичностью, выявившие цикличные их смещения с растяжением и сжатием интервалов между ними. Оползневая масса деформируется буквально в виде сползания, полностью разжижаясь и теряя свою первоначальную структуру, превращаясь в селеподобную массу [Панжин А. А., 2000]. Авторы исследования рассматривают эту трансформацию массива как переход в тиксотропное состояние. Глубже в борту карьера находится гидротехнический тоннель, по которому из карьерного поля отведена река Коршуниха. При обследовании тоннеля было установлено, что монолитная железобетонная крепь на участке разломной зоны трещинами разрыва разбита на отдельные секции длиной 7-10 м. В образовавшиеся трещины внутрь тоннеля поступают подземные воды, иногда фонтанируя под давлением. Причем образовавшиеся кольцевые трещины практически ни разу не совпали со строительными стыками крепи. В целом характер разрушения крепи гидротехнического тоннеля Коршуновского карьера сходен с разрушением канализационного коллектора в г. Сургуте с той лишь разницей, что в скальных породах Коршуновского гидротехнического тоннеля пока не проявился суффозионный процесс.

Таким образом, в развитии аварий на северо-западном борту Коршуновского карьера в качестве первопричины выступают современные геодинамические процессы в разломной зоне, переводящие породы в борту карьера в квазитиксотропное состояние. Одной из форм провоцирования техногенных катастроф является активизация процессов кар-стообразования. С такими явлениями уральские ученые столкнулись при исследовании причин активизации карстовых процессов в жилом микрорайоне Красная горка г. Каменск-Уральского и на газопроводе Бухара-Урал на участке Красногорского ЛПУ на Южном Урале в районе г. Еманжелинска. На обоих участках проводились непрерывные наблюдения за короткопериодными геодинамическими смещениями. Максимальные значения горизонтальных и вертикальных смещений и деформаций приведены в таблице 2.1. Причиной активизации процессов образования карстовых провалов явилось воздействие переменных нагрузок на породы разломных зон и переход их в квазитиксотропное состояние, активизирующее суффозионные процессы.

Серия карстовых воронок, образовавшаяся в разломной зоне, пересекающей газопровод, вызвала обнажение третьей нитки газопровода, создавая угрозу ее сохранности. С интересной ситуацией специалисты столкнулись на Качканарском ГОКе. Проблема возникла с неравномерным оседанием здания третьей ступени пульпонасосной станции хвостохранилища. Здание расположено на откосе дамбы хвостохрани-лища. Мощность хвостов под зданием составляет 70 м. Северная часть здания оседает со скоростью 45-50 мм в год, а в южной части годовое оседание достигает 95-100 мм. Неравномерность оседаний создает угрозу его разрушения.

При изучении причины неравномерного оседания электрометрическими исследованиями было установлено, что в подстилающих материнских породах, на которые отсыпан откос дамбы хвостохранилища, находится достаточно крупное тектоническое нарушение. Горизонтальные геоэлектрические сечения по материнским породам и по хвостам дамбы, построенные по экспериментальным данным электрометрических исследований, обнаружили поразительное подобие. Однородные хвосты дамбы отражали особенности структурного строения материнских пород. Механизм создания такого подобия связан также с короткопериодной современной геодинамикой. Колебания материнских пород в зоне тектонического нарушения создают соответствующие квазитиксотропные состояния в изначально однородных хвостах. Приведение хвостов дамбы в квазитиксотропное состояние над разломной зоной объясняет большую интенсивность оседания здания в этой зоне.