Алексей Бершов о 3D моделировании в инженерной геологии

21 марта 2025 года ассистент кафедры Инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, генеральный директор ГК «ПетроМоделинг» Алексей Бершов провел лекцию в ГБУ "Мосгоргеотресте"по теме: "Современные подходы к разбиению геологического пространства на инженерно-геологические тела от Земли до объекта строительства: инженерно-геологические структуры, инженерно-геологическое районирование (регион – участок), инженерно-геологические массивы, область взаимодействия – инженерно-геологический элемент – или почему не получается ИГЭ по ГОСТ в 3D?". С одной стороны - геометрически возрастающее воздействие техносферы на верхние горизонты литосферы, выражающийся в росте крупных городских агломераций, появлении комплексных заводских площадей и освоении территорий месторождений, находящихся во все более неблагоприятных для такого строительства инженерно-геологических условиях. С другой стороны, фиксируемое изменение климата, особенно заметное в высоких широтах, меняющее в реальном времени как расположение и соотношение зонально-геологических и климатических единиц (по Трофимову) так и физическое состояние – тепловое, водонасыщенное и, конечно, напряженно-деформированное инженерно-геологических массивов, а в след за этим и их реакцию на существующее и будущее инженерной воздействие. С третьей стороны, появление и глубокая проработка математических методов геостатистики и «нейронных сетей», возможностей получения, хранения и обработки «больших данных» позволяет инженер-геологам определять и предсказывать функции «поля геологического параметра» Г.К. Бондарика, решая проблему, описанную Г.А. Голодковской, - отсутствие достаточного количества региональных данных. Данная ситуация особенно показательна на крупном и детальном уровнях (1:10000 – 1:500), реже среднем (1:25000), инженерно-геологических исследований и, тем более, изысканий, где вертикальная изменчивость геологической среды становиться сопоставимой, а затем, с ростом масштабности и детальности, и превосходит последнюю. Этот факт при решении морфологических и прогнозных инженерно-геологических задач как бы подталкивает исследователей от псевдотрехмерности - логического соединения инженерно-геологических карт районирования и инженерно-геологических разрезов к истинным трехмерным инженерно-геологическим моделям – количественным моделям инженерно-геологических массивов. Давление приведенных факторов и практическая необходимость количественных и полуколичественных решений прогнозных типов инженерно-геологических задач ведут к необходимости создания 3Д инженерно-геологических моделей специализированного статического и динамического геологического пространства (по Косыгину), создание которых требует разработки дополнительной терминологической базы, более полно отражающей существующую ситуацию и новых специальных (частных) классификаций, которые позволят разработать обоснованную методику трехмерного моделирования инженерно-геологических массивов. Некоторые выводы Инженерно-геологический массив – это система геологических тел составляющих ЛЮБОЙ объем геологического пространства, определенный в зависимости от решаемых инженерно-геологических задач, обладающая иерархической структурой с присущим каждому уровню набором признаков выделения и описания элементов, с пространственной унаследованностью от уровня к уровню. Основные свойства ИГМ – полубесконечность, иерархичность, унаследованность и пространственная изменчивость. Предложенная частная классификация ИГМ как геологических тел, включая тела состояния позволяет предсказывать их поведение при техногенных и природных воздействиях, позволяет систематизировать методику исследований инженерно-геологических условий территорий в зависимости от типов ИГМ и техногенного воздействия и дает природный базис для классифицирования математических моделей поведения грунтов. 3-х мерная модель инженерно-геологических массивов строго иерархична – инженерно-геологические тела выделяются последовательно от тел генезиса (1 уровень) до тел состояния (3 уровень) и унаследованно, внутри пространства тел более высоких порядков. Структурное взаимоотношение между геологическими телами, определяемое исходя из истории геологического развития, наравне с их выделением ЯВЛЯЕТСЯ СТРОГО ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ при построении структурной цифровой инженерно-геологической модели. На сегодняшний день, основанный на генетико-исторических принципах геостатистический метод, по определению состояния и свойств в различных точках инженерно-геологических массивов позволяет наиболее достоверно прогнозировать поведение этих параметров в межскважинном пространстве при построении блочных моделей. Построение 3D-моделей, основанное на соединение ИГЭ (по ГОСТ) в трехмерном пространстве (как пространственной единицы модели) – НЕВОЗМОЖНО.