Рис. 37. Вот какие силы действуют под домом (а). Если сила сдвига больше сопротивления грунта, то возникает выпор последнего (б)

Что же это такое — прочность грунтов? Давайте попробуем строить какое-либо здание. Чем выше будут подниматься его этажи, тем больший вес придется на каждую единицу площади грунта. Если начертить схему нашей постройки (рис. 37), то легко можно увидеть: по центральной оси будет действовать вертикально направленная сила тяжести Р. Но если отступить в сторону от оси, то здесь эта сила, по закону физики, будет раскладываться на две составляющие. Одна из них — вертикальная JV. Она сжимает грунты сверху вниз, вызывая погружение здания в грунт или, как говорят, осадку.

Вторая — горизонтальная составляющая Т. Она старается выдавить грунт из-под фундамента здания. Если продолжать строительство, то вес здания будет расти, а с ним увеличиваться и эта горизонтальная сила. Когда она станет больше, чем прочность грунта, то произойдет разрушение основания. Грунтовая масса выдавится из-под здания, и оно, наклонившись, рухнет.

Вот поэтому-то для грунтоведа очень важно определить прочность грунта, характеризуемую сопротивлением сдвигу (или выпиранию под действием горизонтальной силы).

Однако вернемся к Вавилонской башне. Итак, чем. выше она будет подниматься, тем больше будет становиться ее вес и соответственно возрастать действие вертикальной и горизонтальных сил.

Проведенные археологические раскопки показали, что вавилонские башни-пирамиды были квадратной формы. Крупнейшие из них имели стороны длиной 100 м. При таких размерах площадь основания составлял 10 000 м².

В грунтоведении известно, что вес постройки, приходящийся на 1 м² песчано-глинистого грунта, не может быть больше 30-10⁵ Н. Если вес окажется более значительным, то величина горизонтальной силы станет опасной. Возводимая башня окажется под угрозой обрушения из-за выпирания грунта из-под ее подошвы.

Для того чтобы установить предельную высоту вавилонского сооружения, необходимо, чтобы ее вес был не более 300 000 Н (площадь башни, умноженная на предельный вес, приходящийся на 1 м², т. е. на 30 Н). Вспомним, в сказании говорится о постройке из кирпича. Известно, что 1 м³ кирпичной кладки весит около 7-10³ Н. Если учесть, что под вавилонскими пирамидами устраивали сплошные фундаменты, и сделать расчеты (мы не затрудняем ими читателя), то легко убедиться в том, что максимальная высота башни не могла быть больше 100 — 150 м. Эта величина далека от библейского желания достать «до неба». Как мы говорили выше, строителям древности удалось возвести крупнейшую башню-пирамиду до 90 м, не достигнув при этом максимальной высоты. Возможно, что древние зодчие интуитивно почувствовали, что выше возводить нельзя.

Из нашего рассказа следует, что, прежде чем строить жилой дом, промышленный цех или здание электростанции, строители должны получить от грунтоведов сведения о прочности грунтов.

Но этого еще недостаточно. Мы уже знаем, что вертикальные силы, действующие в грунтах, вызывают осадку здания. Она тоже не может быть слишком большой. Обычно ее величина не превосходит 15 см. Если она оказывается более значительной, то возможны повреждения постройки. Особенно опасно, если какая-то часть здания погрузится в грунт, например, на 5 см, а другая — на 15 см. Возникнет неравномерная осадка, которая может привести к деформации балок, колонн и перекрытий.

Широко известен случай с Трансконским элеватором (Канада), который с одной стороны дал осадку более 8 м. Сооружение при этом наклонилось на 27° и значительно деформировалось.

Поэтому одной из важных задач, решаемой грунтоведением, является прогноз осадки грунтовой толщи под давлением, вызываемым весом здания.

Выбрать «счастливое» место для строительства здания, плотины, завода — это очень сложная задача.

Греческие и римские зодчие считали, что строить дома, возводить храмы и крепости на рыхлых грунтах, таких, как глина и песок, опасно.

Под знаменитый Парфенон было выбрано место, -где фундамент этой величественной постройки лег на прочные скальные грунты.

Если поблизости подобного места со скалой не оказывалось, то строители рыли глубокий котлован, выбирали из него рыхлый грунт, а взамен заполняли его камнем. На нем и возводилось здание.

Древние шумеры строили многоэтажные храмы и дворцы на слабых грунтах, но для сохранения прочности таких оснований производился послойный обжиг глин.

Интересно, как римские зодчие практиковали своеобразный метод выбора «счастливого» места для строительства городов. На намеченном участке в течение года производился выпас овец. Если животные выживали, то их затем забивали и изучали внутренности. Не находя следов болезней, считали, что место здоровое и подходящее для будущего строительства.

В последнее десятилетие обнаружилось, что есть места, где в грунтовой толще на разных глубинах пересекаются два-три подземных потока, ориентированные относительно друг друга либо перпендикулярно, либо под углом. На таких участках развиваются аномальные магнитные поля. Предполагается, что длительное пребывание людей в этом месте может явиться причиной возникновения у них ряда заболеваний.

Возможно, что это и было причиной появления мест, считавшихся в народе «несчастными», «заколдованными», «проклятыми», на которых люди себя чувствовали неуютно. Этот вопрос еще находится в стадии изучения, но наличие магнитных аномалий на таких участках уже установлено.

В средние века выбор места строительства был связан с различными предрассудками. Этим пользовались знахари и гадалки. Они «предсказывали» и «угадывали» места, где можно строить. Иногда люди боялись строить из-за того, что место «заколдовано» или на этом участке совершено убийство и т. д.

Существовало много предрассудков, связанных с выбором места для постройки. Так, по преданию, чтобы нижегородский (сейчас горьковский) Кремль, который строили в XVI в., стоял прочно, были принесены в жертву девушки, а их кровь пролита на грунты.

Однако среди знахарей было немало народных умельцев, которые помогали в выборе надежного места для нового строительства, рытья колодца или проведения дороги. Они использовали богатый народный опыт, накопленный многими поколениями.

Наступил XX в. На смену средневековому знахарству пришел научно-технический прогноз. Для его получения выполняются специальные инженерные изыскания участков, предназначенных для строительства. Их результаты позволяют выдавать строителям полную характеристику природных условий. Для этого геодезисты, инженеры-геологи, геофизики и гидрологи детально исследуют территории, определяя наиболее благоприятные места для строительства.

В этой сложной работе на долю грунтоведов выпадает значительная роль. Они должны изучить и дать количественную характеристику свойств грунтов.

Эта работа ведется не только в специальных лабораториях, но и в поле, непосредственно на изучаемом участке.

Для исследования инженерно-геологических условий строительства приходится затрачивать много усилий. В ходе полевых работ геологи отбирают специальные образцы-монолиты. Чтобы сохранить природное строение, влажность и свойства образцов, их покрывают сверху специальными пастами, а затем доставляют в грунтовые лаборатории. Здесь образцы подвергаются различным исследованиям. Для этого имеются самые различные приборы: механические, оптические, ультразвуковые, радиоизотопные, термические и др. Полученные в лаборатории результаты исследования свойств грунтов обрабатываются на ЭВМ.

Кроме того, очень полезны исследования, проводимые непосредственно на участке строительства. При этом инженер-геолог пользуется большим арсеналом полевых методов определения свойств.

В результате всех этих работ и дается современный обоснованный прогноз условий возведения самьгх различных зданий и сооружений. Так, инженерная геология и строительная техника позволили надежно возвести такое сооружение, как Останкинская телевизионная башня (высотой более 0,5 км). Японскими специалистами предложен проект строительства в г. Цукуби однокилометровой башни к Всемирной выставке 1985 г.

Помню, как однажды, во время экзамена, я задал студенту вопрос: «Для чего нужно изучать свойства грунтов?» Он подумал немного и вдруг произнес двустишие:

«Коль грунты мы знаем точно, Дом всегда построим прочно».

Этот неожиданный ответ, совершенно непривычный в моей практике экзаменатора, заставил меня на какое-то мгновение растеряться. Однако, подумав, я решил, что он в определенной степени отвечает действительности.

По сути говоря, знать «грунты точно» — задача нелегкая. Ее решение не дается без труда.

Мы уже из предыдущих разделов знаем, что грунтовед должен прежде всего ответить на вопрос: «Как будет сжиматься данный грунт?» Ведь это определяет, какой будет осадка здания. Может быть, оно провалится в грунт на 0,5 — 1 м и выйдет из строя?

Лучше всего ответить на этот вопрос, устроив опытный фундамент на будущем участке здания. Но это очень громоздко, требует много времени и, наконец, неэкономично.

Оказалось, что заменить такой опытный фундамент можно более простым и достаточно точным испытанием.


Рис. 38. Так исследуются грунты на сжимаемость непосредственно на участке строительства:

а — штамповые испытания: 1 — гидродомкрат, 2 — штамп, 3 — винтовая свая? С — зондирование. 1 — молот, 2 — зонд, 3 — механизм для погружения конуса; в — прессиометрические испытания: 1 — резиновая камера, 2 — сжатый воздух
Представьте себе: на толщу грунта ставится металлический или бетонный штамп. На него с помощью гидравлического домкрата воздействуют давлениями 0,1; 0,2; 0,3; 0,5 МПа. Нагрузка увеличивается до тех пор, пока штамп не начнет погружаться в грунт (рис. 38, а). Это и будет тот наибольший предел нагрузки, который строитель не может переступить. Основываясь на результатах этого опыта, грунтовед может определить важный показатель, позволяющий установить с высокой точностью осадку здания. Его назвали «модуль деформации». Он отражает величину осадки грунта при данном давлении.

Но определение сжимаемости в полевых условиях таким методом тоже довольно трудоемко. Это и привело к появлению других, более «легких» способов. Один из них — зондирование. Оно заключается в погружении конического зонда в грунт либо ударами, либо путем постепенного задавливания. О сжимаемости песков судят по величине сопротивления грунта погружению конуса (имеющего угол при вершине 60°). На рис. 38,6 показана схема такого испытания грунтов. Этот способ дает возможность судить о модулях деформации песков. В глинистых грунтах его определение оказывается менее надежным.

Рис. 39. А так испытывается сжимаемость в лаборатории:

1 — груз; 2 — образец грунта; 3 — штамп; 4 — измеритель деформации
Рис. 40. Вот какие силы действуют в песчаном откосе.

Р — сила тяжести массива; Т — сдвигающая сила; N т — удерживающая сила; а — угол откоса; ф — угол внутреннего трения
Конечно, есть и другие методы оценки модуля деформации. Из них наибольшее распространение получил прессиометрический (от лат. pressare — давить, жать) способ. Он заключается в том, что в скважину опускается цилиндр с эластичными стенками. Затем в него нагнетают какую-либо жидкость или пускают под давлением газ (например, сжатую углекислоту). Показателем служит величина расширения грунта в стороны под действием давления со стороны эластичных стенок цилиндра (рис. 38, в). Геолог, зная эту величину при определенном давлении, легко рассчитывает модуль деформации.

Так проводят исследования в полевых условиях. А можно ли оценить сжимаемость в лаборатории?

Конечно. Более того, исторически сложилось так, что лабораторные методы были использованы первыми для определения этой важной характеристики. И сейчас они преобладают в повседневной деятельности производственных организаций. Главный недостаток лабораторного определения сжимаемости — ее оценка по маленькому образцу (цилиндр диаметром 6 — 7 и высотой 2 см).

Само испытание очень простое. В бронзовое кольцо из монолита (сохраняющего природную влажность и строение грунта) осторожно врезается образец. Затем его ставят под штамп прибора (рис. 39) и прикладывают ступенями давление от 0,1 до 0,5 МПа. На разных этапах нагрузки точно измеряется уменьшение высоты образца. Этих данных достаточно, чтобы оценить его сжимаемость.

Теперь мы знаем, как определяется способность грунтов уплотняться под нагрузками.

Зная величину модуля деформации грунта, строитель расчетом определяет ожидаемую осадку от веса здания. Вот и выходит, что если бы средневековые зодчие умели делать подобные вычисления, то они легко бы установили, что на участке опоры Пизанской башни на глинистый грунт осадка оказалась бы в 5 раз больше предполагаемой.

Достаточно ли строителю знать только один модуль деформации? Оказывается, нет. Есть еще один важный показатель — сопротивление сдвигу.

Представим себе песчаный откос насыпи или выемки перед мостом. Давайте попытаемся сделать его вертикальным. Как бы мы ни старались, у нас ничего не получится. Песок будет осыпаться и скользить к подошве откоса. Однако, уменьшая угол откоса, мы достигнем момента, когда он окажется достаточно устойчивым. Чтобы понять, почему не держится вертикальный откос, посмотрите схему на рис. 40. Единственная сила, которая здесь действует, — сила тяжести грунта (или его вес). По известному правилу параллелограмма ее можно легко разложить на силу, действующую вниз по склону, Т, и силу, направленную перпендикулярно к откосу, N. Не вызывает сомнений, что сила Т стремится сдвинуть грунт вниз, а сила N прижимает песчинки к массиву и препятствует этому движению. Здесь следует заметить, что отношение этих сил представляет собой коэффициент внутреннего трения грунта f. Значит, f = T/N, и тогда сдвигающая сила T — fN. Из рис. 40 видно, что f является тангенсом угла ф, так как Т и N образуют катеты треугольника и относятся к этому углу. Угол ф получил название угла внутреннего трения грунта. В песках он равен а — углу откоса.

Давайте посмотрим, как будет обстоять дело в откосах, сложенных глиной. Силы, действующие в грунтовом массиве, останутся те же, но появится один новый фактор — сцепление между частицами глины. В этом случае сопротивление грунта сдвигу будет зависеть не только от трения Между зернами, но и от действующих связей между глинистыми частицами. Величина этих связей может быть весьма существенной и достигать (1 — 2) 10⁴ Па.

Теперь ясно, что в глине противодействует движению откоса не только трение, но еще и сила сцепления С. Отсюда устойчивость такого откоса будет определяться простым уравнением T — Nig(f + С. Если сила сдвига Т окажется больше удерживающих сил, то склон начнет скользить вниз, а если меньше, то он будет стоять неподвижно.

Мы уже знакомы с тем, что при чрезмерном весе постройки и появлении значительной горизонтальной силы, превышающей сопротивление грунта сдвигу, возникает его выпучивание.

Нетрудно заметить, что эти процессы в откосе и основании имеют один и тот же характер. Вот поэтому закономерности сопротивления грунта в обоих случаях одинаковы.

Подведем итог. Для оценки прочности грунта или его сопротивления сдвигу необходимо знать величину трения и сцепления между частицами.

Как же определить эти важные характеристики? Долгое время искали пути их оценки. В конце концов решили попросту моделировать процесс сдвига.

В полевых условиях (на месте етроительства) делается шурф, на дне которого оставляется кубический монолитный «останец» (рис. 41). Сверху и снизу к нему с помощью домкратов прилагаются давления, имитирующие соответственно вертикальную силу N и горизонтальную силу Т. Сначала устанавливают вертикальное давление 0,1 — 0,3 МПа, а затем прикладывают горизонтальное усилие. Последнее постепенно увеличивают до момента возникновения сдвига монолита. Его значение и будет соответствовать разрушающей силе Т.

В полевых условиях для определения сопротивления грунта сдвигу применяются и другие, уже известные нам методы — прессио-метрия и зондирование.

Эту важную характеристику грунтов можно определить и в лаборатории. Наиболее распространен один из самых старых методов — одноплоскостной сдвиг. Он напоминает собой только что рассмотренный полевой опыт. В отличие от него определение осуществляется в небольшом образце, врезаемом в бронзовую обойму (примерно такую же, как при испытании на сжимаемость). Ее характерная черта заключается в том, что она состоит из двух колец, верхнего и нижнего. Это и позволяет сдвигать заряженный образец грунта за счет перемещения одного из колец по другому (рис. 42, а). Вертикальное давление прикладывается через штамп к верхней части образца, а сдвигающая (горизонтальная) сила — к подвижному кольцу. Последняя увеличивается до момента возникновения смещения (сдвига).

Ну, а как дальше? Срезали образец и получили значения при определенных вертикальных давлениях сдвигающей силы Т. А ведь для пользования формулой, приведенной выше, нужно знать не только.V и Т, но еще и угол трения ф и коэффициент сцепления С, Здесь необходимо немного вспомнить геометрию.

Для получения этих величин производят испытание трех образцов на срез с тремя значениями вертикального давления. Имея эти данные, можно построить график, в котором по оси абсцисс (ось N) откладываем вертикальные давления, а по оси ординат (ось Т) наносятся значения сдвигающих усилий. По трем точкам (трем испытаниям), отложенным на графике, проводится прямая линия. Отрезок, который она отсечет на оси Т, равен величине сцепления С. Угол, образованный проведенной линией с осью N, является углом трения грунта ф. На рис. 42, б показаны эти простые построения.

Теперь давайте совершим экскурсию в грунтовую (инженерно-геологическую) лабораторию. Вот перед нами отдел гранулометрических анализов. На столах стоят блестящие цилиндры. Здесь одновременно в 12 — 15 установках идет определение содержания в грунтах частиц разных размеров. Следующий зал наполнен различными приборами. С их помощью определяются физические свойства грунтов: тшотность, объемная масса (масса 1 см³ грунта с порами и влагой), пластичность, липкость и др. Переходим в отдел водно-физических свойств. Посреди зала расположен бетонный лоток, где изучается размываемость грунтов. У стенок размещены приборы для определения водопроницаемости, размокаемости, влагоемкости и других свойств.

Пойдем дальше. Перед нами святая святых лаборатории — зал механических испытаний. Рядами стоят поблескивающие никелем компрессионные приборы, стабилометры и сдвигающие установки. Некоторые из них снабжены микроЭВМ, которые направляют работу приборов по заданным программам.

А вот следующее помещение. Здесь изучаются состав и строение грунтов. На столах оптические микроскопы разных типов. В одной фистройке разместился растровый электронный микроскоп, а в другой — оборудование для рентгеноструктурного анализа.

Коридор выводит нас в большой зал. В нем находятся крупные лотки и устройства, напоминающие краны. Это отдел лаборатории, занимающийся моделированием грунтов и процессов, протекающих в Массивах.

В Следующей комнате обрабатывают полученные результаты. В ее центре находится современная ЭВМ, с огромной скоростью выдающая обобщения, статистические данные и выводы по выполненным исследованиям.

Но это еще не все. Давайте спустимся в полуподвальное помещение — зал, залитый ярким светом люминесцентных ламп. Здесь стоят различные прессы, на которых идет исследование прочности скальных пород.

Отсюда мы попадает в специальную комнату, где происходит подготовка образцов к исследованиям. Выполняются самые различные операции: зарядка колец для механических испытаний, вырезка и шлифовка кубиков скальных грунтов для раздавливания на прессах.

Подготовленные образцы на подъемниках подаются наверх в только что осмотренные нами залы.

Такова современная грунтовая лаборатория.

В XIV в. философ Жан Буридан сочинил притчу об осле, который, находясь на равном расстоянии от двух совершенно одинаковых охапок сена, не мог решить, какую из них ему начать есть, В результате он умер от голода. С тех пор выражение «буриданов, осел» стало крылатым.

Когда нужно сделать выбор между равноценными предметами, человек может затрудняться в решении. А как быть, когда получаемые значения свойств одного и того же грунта в параллельных опытах различаются?

Может быть, превратиться в «буриданова осла», не зная, какую цифру выбрать — справа или слева?

Расхождения практически во всех случаях исследования свойств — обычное явление. Передо мной на столе лежат таблицы результатов изучения объемной массы одного образца суглинка. В лаборатории было сделано 12 определений. Их значения оказались от 1,71 до 1,94 т/м³. А вот результаты определения одного из самых простых свойств того же суглинка — естественной влажности. Опять в 9 случаях она колеблется от 16,2 до 20,1 %. В этом же суглинке по 5 испытаниям в одном и том же приборе разница в значении модуля деформации составила от 7,6 до 11,2 МПа.

В чем же дело? Почему возникают такие значительные расхождения между параллельными определениями? Какие из них взять для проектирования?

Эти расхождения объясняются прежде всего тем, что свойства одних и тех же грунтов в природе неодинаковы в разных точках. Подобное явление связано с неравномерностью строения, колебаниями влажности и состава пород. Ведь грунт имеет сложное происхождение. Формируется он не в лаборатории, а в природе. Независимо от того, образуются ли грунты в воде или в результате ветрового привноса, на отложения всегда действуют десятки факторов: изменения скорости водного потока или ветра, температуры, характера привносимого нового материала и многие другие.

Мы уже говорили, что скорость накопления осадков на две морей не превосходит 2 мм в год. Давайте посмотрим, сколько нужно лет, чтобы образовался слой мощностью, равной высоте опробуемого образца. Чаще всего высота образца колеблется от 200 до 250 мм. Значит, слой подобной толщины сформируется в море за 100 — 150 лет. За это время многое может измениться. Это — одна из причин колебания свойств грунта в пределах даже одного образца. Но свойства грунта зависят также от способа отбора образцов, степени изменения их влажности при транспортировке, а также воздействия вибрации и толчков при перевозке.

Наконец, погрешности возникают при самом испытании из-за того или иного несовершенства прибора и методики оценки свойств.

Вот почему при параллельных определениях расхождения в полученных значениях показателей могут составлять от 5 до 30 %.

Как же поступить? Какую цифру можно выбрать, чтобы рекомендовать ее для расчета фундаментов и оснований зданий?

Нельзя не вспомнить историю с Пифагором, который пытался на словах объяснить своему ученику одну сложную зависимость. Видя, что тот ничего не понимает, ученый воскликнул: «Нет, это не объяснить на словах, здесь могут помочь только цифры».

И в нашем случае на помощь должна прийти математика — прежде всего статистическая.

Давайте выстроим в ряд полученные в лаборатории значения какого-либо одного свойства образца грунта. Отбросим аномально большие и малые значения и определим среднюю арифметическую величину. Вот ее-то и рекомендуется использовать для расчетов.

На следующем этапе определяется точность полученного показателя. Для этого вычисляют среднюю арифметическую или среднюю квадратическую погрешность. Первая представляет собой сумму разностей отклонений отдельных значений свойств от полученного среднего значения, деленную на число определений (или , где x_i — отдельные значения свойства; x — среднее значение; n — число определений).

Вторая величина — средняя квадратическая погрешность — позволяет лучше оценить точность выбора значения свойства. Она представляет собой квадратный корень из суммы квадратов тех же разностей, деленной на число определений (или

Применяется и ряд других методов математической статистики, позволяющих оценить выбранную величину свойства.

Математические формулы и ЭВМ широко используются в грунтоведении для расчетов механических свойств, прогноза поведения грунтовых массивов при строительстве, моделирования и других целей.

В последние годы для разработки проблем науки о грунтах стали использовать системный анализ. Как известно, это не какой-то математический прием или метод, а скорее способ мышления и логических построений. Как, например, строятся исследования при системном анализе? Ученый в этом случае действует примерно по такой схеме: выбор проблемы->выбор конкретной задачи->постановка частных задач->выбор путей их решения->моделироваиие процесса или грунтового массива-> выбор варианта дальнейшего действия->внедрение результатов.

Большие возможности открылись перед грунтоведением в связи с использованием моделирования. В настоящее время предложены многочисленные модели песчаных, глинистых грунтов, позволяющие решать многие практические вопросы.

В качестве моделей применяются либо естественные грунты, либо материалы, эквивалентные по своим свойствам грунтам. Используются методы лабораторного моделирования, фотоупругих исследований на эквивалентных материалах, центробежного моделирования. В отдельных случаях могут быть полезны также логические или математические модели.

Вопрос о деталях использования моделирования излагается в специальной литературе.

Океаны и моря. Морская стихия. Это совсем иной мир. Если животные с континета на длительное время оказываются под водой, то они тоиут. И, наоборот, если обитатели моря попадают на сушу, они также «тонут», но в воздухе. Лишь небольшая группа земноводных животных способна жить и в воде, и на суше.

Океаны явились колыбелью жизни на Земле. Здесь она зародилась на сотни миллионов лет раньше, чем на континентах. Значительно позже, когда поверхность материков стала пригодной для жизни, первые обитатели моря выползли на берег и начали приспосабливаться к континентальной среде. У человека и поныне сохраняются некоторые следы водного происхождения его древних предков — морских животных. От рыб человек получил позвоночник, череп, челюсти, зубы, конечности, слух и ряд других органов.

Для людей морская среда долгое время казалась загадочным и даже враждебным миром. Древние народы окружили океаны мифами и населили их пучины богами. О морях созданы тысячи легенд и преданий.

До XX в. человек практически не использовал всего богатства морей и океанов, занимаясь в основном только рыболовством. И только в наш век человечество серьезно обратило на них свой взор. Прежде всего в морях и океанах стали искать новые источники промышленных ресурсов. На дне морских акваторий были обнаружены многочисленные месторождения полезных ископаемых. Наконец, их пространства сейчас начали рассматриваться как возможные площади для размещения городов. Поэтому океан и назвали «голубой целиной».

Наверное, многие из вас знают о разработке нефти на Каспийском море, где нефтяные вышки шагнули далеко в воду; в Северном море; о поисках нефтяных месторождений во многих других морях. Люди принялись интенсивно осваивать морской шельф (прибрежную мелководную часть морей и океанов). Он оказался необычайно богатым. Здесь встречается не только нефть, но и золото, серебро, цветные металлы и другие полезные ископаемые.

Добыча нефти сейчас ведется со сравнительно небольших глубин — до 300 м. Вместе с тем уже ставится задача разработки нефтяных месторождений на отметках до 1000 м ниже уровня моря. Предполагается, что основные месторождения этого ценного источника энергии размещаются на глубинах 2000 — 3000 м.

Добыча на «мелких» месторождениях (до 200 м) осуществляется со стационарных нефтяных платформ. На больших глубинах приходится переходить на нефтедобывающие установки, монтируемые непосредственно на морском дне. Они представляют собой герметические цилиндры, в которых поддерживается нормальное атмосферное давление. На дне работают и бригады нефтедобытчиков. В связи с этим возникает необходимость создания жилых придонных помещений.

Нетрудно догадаться, что строительство нефтяных платформ и глубинных установок предъявляет серьезные требования к изучению свойств и строения донных грунтов. Их исследование необходимо и при организации добычи других полезных ископаемых.

Следующая важная задача морского грунтоведения — выявление закономерностей образования и движения донных грунтов, а также динамики их свойств. Это необходимо знать для строительства различных гидротехнических сооружений: портов, молов, дамб, прилив-но-отливных электрических станций и т. д.

Особенно остро стоит для многих прибрежных городов проблема борьбы с наступлением моря. Жизненно важно ее решение для поселений, находящихся на берегах, медленно опускающихся под действием движений земной коры или в связи с откачкой подземных вод.

Опускания дна привели к погружению многих древних городов. Так, в районе г. Сухуми акванавты открыли на некотором расстоянии от берега на морском дне развалины исчезнувшего когда-то Сухум-Кале. Продолжив свои поиски, они нашли остатки еще более древнего города Севастополя, который оказался погруженным на большие глубины и на более значительном расстоянии от берега.

Положение уровня Каспийского моря за несколько тысячелетий колебалось до Юм. Так, в 1939 г. в Бакинской бухте под водой нашли остатки башни, на которой была написана дата ее постройки — 1234 г. Около г. Дербента в море на глубине 7 м удалось обнаружить древние каменоломни.

Сейчас стоит вопрос о предотвращении погружения в море г. Венеции — сокровищницы итальянского искусства. Ежегодно осенью и зимой под ударами сирокко (ветра с моря) морские волны гонят воду на город. В результате более чем 30 раз в году часть города оказывается под водой. Затапливается знаменитая площадь Св. Марка. Для прохода по ней приходится устраивать мостки. Специалисты считают, что спасти Венецию может только устройство двойной линии дамб.

Опыт подобного строительства имеется в разных странах: СССР, СРВ, Франции и др. В Нидерландах, например, многие десятилетия ведется успешная борьба с наступающим морем. В 1932 г. там отгородили дамбой целый залив Зейдерзее, который затем осушили.

Развитие мореходства требует расширения портового строительства, создания морских судоходных каналов на мелководье, волноломов и других сооружений.

Вот почему морское и океаническое дно начало привлекать к себе особое внимание исследователей. Нужно сказать, что именно в океанских просторах находится основная масса грунтов. Действительно, в морях и океанах — громадные количества гальки, песка, ила, глины и других грунтов. Крупнообломочные и песчаные грунты, шельфа все больше превращаются в объект разработки для нужд строительства. Часто она носит хищнический характер. Уже сейчас ученые бьют по этому поводу тревогу. Такая непомерная добыча на пляжах и мелководье наносит серьезный ущерб курортам и равновесию шельфовых зон. Она является одной из причин возрастающего разрушения морских берегов.

В грунтоведении изучение морских глубин началось сравнительно недавно, примерно 30 лет назад. Но уже сегодня можно говорить о развитии нового направления в этой науке — морского грунтоведения.

Возникает естественный вопрос: «Чем отличаются морские пески от континентальных или глина на море от глины на суше?»