179

7. Геоархеология

7. Geoarchaeology Трудовете поместени в настоящия раздел са резултат на съвместни изследвания между бившата Лабораторията по геотехника и Археологическия институт на БАН (включително неговия филиал в гр. Шумен). Част от изследванията са направени с участие на проф. д-р В. Рицо от Института по геозащита на Италианския център за научни изследвания. Тези изследвания са част от усилията чрез мултидисциплинарен подход да се изучи по-пълно нашето антично и средновековно археологическо наследство

7.1. Старобългарски землени укрепления

7.1. Old Bulgarian earth ramparts 175. Евстатиев, Д., Р. Рашев. 1980. Инженерногеоложки особености на

старобългарските землени съоръжения. - Сп. Бълг. геол. д-во, XI, 2, 167 – 177, фиг. 8, табл. 1, лит. 4, рез. англ.

Ключови думи: археология, геотехника, старобългарски валове, разпространение, начин на изграждане, уплътняване на почва, укрепване на откоси, съвременно състояние.

Еvstatiev, D., R. Rashev. 1980. Engineering geological features of old Bulgarian earth constructions. – Rev. Bulg. geol. soc., XI, 2, 167 – 177, fig. 8, tables 1, ref. 4, abstract: English.

Key words: archaeology, geotechnics, defensive embankment, occurrence, construction, soil compaction, reinforcement, slope protection, present day state.

Резюме

Тази публикация е посветена на 1300 годишнината от основаването на българската държава на Балканския полуостров. Тя разглежда старобългарските защитни валове, които са изградени между VІІ и ІХ век. Братя Шкорпил са ги направили достояние за науката в началото на миналия век, но систематични археологични проучвания (които са дело най-вече на Р. Рашев) съпроводени с инженерногеоложки изследвания бяха извършени през седемдесетте години.

Валовете са изградени предимно в Северна България и в днешна Румъния и маркират териториалното разширение на държавата, основана от кан Аспарух (фиг. 1). Голяма част от тях (над 60 броя) са с внушителни размери: дължина десетки километри, височина от два до 5 m,, ширина в основата 10-15 m (фото 4). За тяхното строителство са използувани различни почви, но преобладават тези, при които е използуван льос.

Изграждането на насипите е предшествувано от подготовка на земната основа, включваща заскалявка при слаби почви или тяхното уплътняване. Специално внимание е отделяно на ядрото на насипа. Обикновено то е каменен зид (суха зидария) или от добре подредени чимове, смесени с едри камъни. При изграждане на насипа е използувано ръчно уплътняване. Постигнато е добро уплътняване. Обемната плътност на сухата маса ρd достига до 1,70 g/cm3. От лабораторно изпитване е определен компресионния модул Ек , който достига до 25 МРа. Насипите от глинест пясък покрай морето са обилно примесени с преутребен хоросан взет от стари крепости, който понякога е пренасян на голямо разстояние. Това е допринесло за повишаване на якостта на насипа – проби взети от него имат

180

якост на едноосен натиск около 0,5 МРа. Има достатъчно основания да се приеме, че смесването на глинестия пясък с преутребен хоросан е правено умишлено.

Откосите са укрепвани с преупотребени тухли и камъни. В основата на челния откос често се среща каменозидана подпорна стеничка. Огкосите насипите от льос имат наклони средно 1:23/4. При другите почви те са с наклон 1:1 до 1:4.

Фиг. 1. Разпространение на старобългарските землени съоръжения: 1- граници на

льосовата провинция, 2- землено укрепление с по-голяма дължина; 3-землено укрепление; 4 –малко землено укрепление. С цифри са означени номерата на отделните насипи.

Фиг. 4. Напречен разрез на насипа около Плиска.

181

176. Евстатиев, Д. 2007. Старобългарските валове сред античните и средновековни земнонасипни съоръжения. В: Изследвания по българска средновековна археология. В: Сборник в чест на проф. Рашо Рашев. Отг. ред. П. Георгиев, изд. Фебер, 74 – 86, рез. англ.

Ключови думи: археология, геотехника, древни земни насипи, диги покрай реки, земнонасипна стена, уплътняване на почви, шумери, Балхара, скити, тракийски могили, старобългарски фортификационни валове, сравнителен анализ

Evstatiev, D., The old Bulgarian ramparts among the ancient and mediaeval earthworks. In: Study on Bulgarian mediaeval archaeology. A book in honor of Prof. Rasho Rashev. Ed. P. Edit. House Faber,74-86, abstract: English.

Key words: archaeology, geotechnics, old defensive embankments, river dikes, earth dams, soil compaction, Sumeria, Bactria, Scythians, Thracian tumuli, old Bulgarian ramparts, comparative analysis.

Резюме

Старобългарските защитни валове са уникални по своите размери и конструктивни особености (вж. труд 175). Статията има за задача да изясни доколко тяхното строителство е продължение на една хилядолетна традиция, която започва с изграждането на големи диги покрай реките, на земнонасипни язовирни стени от древните египтяни, шумери, индийци и др. Тя е продължена със строителството на отбранителни и други съоръжения от римляните и бактрииците, на могили от траките, от скитите и македонците. През средновековието голям напредък в земното строителство са постигнали китайците, които изработват първия правилник за това строителство и някои европейски народи, всред които са и древните българи.

От съпоставката на градежа на старобългарските валове със земнонасипните съоръжения на други древни народи се установяват редица сходства, които се изразяват в следното:

- използуване на подходяща почва; - уплътняване на почвените слоеве до възможната най-голяма степен; - изграждане на здраво ядро на насипа от каменна зидария, от чимове или от

едри камъни; - осигуряване на устойчивост на откосите чрез подходящ наклон, чрез

построяване на малки подпорни стени в основата им и др.; - уплътняване и армиране на земната основа на насипа, когато тя е слаба. Освен описаните прилики валовете на древните българи имат и някои

специфични особености, които се разглеждат в статията. Главният извод на труда е, че отбранителните съоръжения на древните

българи следват една хилядолетна традиция на развитите по онова време народи, към които очевидно са принадлежа ли и те.

7.2. Древните български столици Плиска и Преслав

7.2. The ancient Bulgarian capitals Pliska and Preslav. 177. Евстатиев, Д., Р. Рашев. 1981. Инженерно-геоложки условия на Велики

Преслав. - Музеи и паметници на културата, XXI, 3, 24-29, фиг. 4, лит. 7, рез. френски.

Ключови думи: Велики Преслав, археология, инженерна геология, геоморфология, земна основа, пропадъчен льос, физични и механични показатели, сеизмичност.

182

Evstatiev, D., R. Rashev. 1981. Engineering geological settings of Veliki Preslav. – Musees et monuments de la culture, XXI, 3, 24-29, fig. 4, ref. 7, abstract: French.

Key words: Veliki Preslav, archaeology, engineering geology, geomorphology, soil base, collapsible loess, physical and mechanical properties, seismicity.

Резюме

Настоящият труд е единственото засега геоложко, геоморфоложко, сондажно и инженерногеоложко изследване на района и терена на втората българска столица Велики Преслав (893-971 г.). Градът е построен върху третата и четвъртата надзаливни тераси на р. Тича (обр. 1 и обр. 2), които са покрити с льос, а не върху разпаднали се варовикови материали, както се считаше преди проучванията. Изкривяването на хоризонталните фуги между градежните камъни не се дължи градеж „следващ извивките на терена”, а на неравномерно слягане на льосовата основа поради нейното претоварване. Това е причина за уплътняване на основата с дървени пилоти, предприето през втория етап от строителството на града. Във връзка с изясняване на този проблем са проведени лабораторни земномеханични изследвания.

От геоморфоложкото проучване е установено, че по времето на съществуването на града, река Тича е текла покрай крепостната стена, с което се обясняват особеностите на нейното строителство на това място. Съвременното русло на реката е разположено на 200 – 300 m източно от стената.

183

Втората българска столица е разположена в район с висока сеизмичност. На 60 km от нея отстои Горнооряховския земетръсен район с епицентър от VІІІ – Х степен по MSK. Силно земетресение станало в края на ІХ или началото на Х век е разрушило дворцовата сграда, за което може да се съди по големите деформации, наблюдавани по останалата част от зидовете на сградата (обр. 4).

Обр. 4 Наклоняване и разместване на зидовете на Симеоновия дворец

предизвикани от силно земетресение

178. Евстатиев, А., Р. Рашев, П. Георгиев. 1983. Земната основа на Плиска. - Музеи и паметници на културата, год. 23, кн. 5 - 6, 18 – 23, фиг. 5, лит. 8, рез. френски.

Ключови думи: столица Плиска, археология, инженерна геология, крепостна стена, голямата базилика, земна основа, стратиграфия, пропадъчен льос, физични и механични показатели, сеизмичност.

Evstatiev, D., R. Rashev, P. Georgiev. 1981. The soil base of Pliska. – Musees et monuments de la culture, XXIII, 5-6, 18-23, fig. 5, ref. 8, abstract: French.

184

Key words: First Bulgarian Capital Pliska, archaeology, engineering geology, fortress, the Big basilica, soil base, stratigraphy, collapsible loess, physical and mechanical properties, seismicity.

Резюме

Първата българска столица Плиска е построена на равнинен терен, изграден от пропадъчен льос. Извършено е сондажно проучване за изясняване на литолого-стратиграфския строеж на земната основа (обр. 1) и са направени лабораторни изследвания за установяване на нейните земномеханични характеристики.

Древните строители са познавали пропадъчността на льоса и са извършвали следната подготовка на основата преди фундирането:

- изграждане на възглавница от уплътнена почва, върху която е изливан хоросан;

- изграждане на подложка от дървени скари залети от хоросан, примесен със счукана тухла;

- уплътняване с дървени пилоти, чийто горен край е обединен с хоросанов пласт;

- направа на подложка от дървена скара върху пилоти, залети с хоросан.

Извършената подготовка на основата не е била достатъчна, поради което по-тежките сгради са претърпели деформации. По крепостната стена са установени ясни белези от неравномерно слягане на льоса (обр. 4), а пукнатина от пропадане се наблюдава по стената на големия басейн. Следи от голямо пропадане са констатирани под фундамента на колона, носеща свода на Голямата базилика. Най-вероятно това пропадане, съпроводено със земетресение е предизвикало разрушаването на Базиликата.

185

Обр. 2. Изкривяване на фугите на крепостната стена от неравномерно слягане

179. Evstatiev, D., R. Rashev. 1988. Engineering geological conditions of the earliest Bulgarian capitals of Pliska and Preslav. In: Engineering Geology of Ancient Works, Monument and Historical Sites, Athens, 19 - 22 September. 1988, A. A. Balkema, Rotterdam, 1679 – 1685, fig. 8, abstracts: English, French.

Key words: Ancient Bulgarian Capitals Pliska and Preslav, archaeology, engineering geology, old constructions, binding substance of building mortars, soil base, stratigraphy, collapsible loess, physical and mechanical properties, seismicity.

Резюме

В публикацията се прави обобщение на геоархеоложките изследвания на древните български столици Плиска и Преслав и на старобългарските валове, които са описани по-подробно в трудове №. 177 и 178. Излагат се резултатите от изследванията върху структурата и свързващата субстанция на разтворите, използувани при изграждане различните каменни съоръжения. Когато втвърдяването на разтворите е ставало при достъп на въздух, свързващото вещество между пясъчните частици на разтвора е калциев карбоната, а без достъп на въздух то представлява мрежовидни калциеви хидросиликати.

7.3. Тракийски могили

7.3. Thracian tumuli 180. Evstatiev, D., Gergova, D., V. Rizzo. 2005. Geoarchaelogical characteristics of

the Thracian tumuli in Bulgaria. In: Helis IV. Investigations, Results and Problems in “Sborianovo”, Sofia, 2005, Marin Drinov Academic Publishing House, 156-168, fig. 4, tables 2, photo 13, ref. 11, summary: Bulgarian.

Key words: archaeology, geotechnics, Thracian tumuli, soil embankment, structure, soil physical parameters, slope stability, improvement technique.

186

Резюме

В статията за първи път се анализират геотехническите характеристики на тракийски могили в България. Тя е резултат от българо-италиански проект, включващ проучвания на антични могили на територията на двете страни и провеждане на международен симпозиум в Козенца - Италия, финансиран от Комисията на Европейския съюз. Тракийските могили се разглеждат в контекста на античното (от 3000 г до V век преди н.е.) и средновековно земнонасипно строителство, като се подчертава приемствеността му. Тракийските могили, на брой около 60 000 са изграждани почти навсякъде из страната и това предопределя използуването на различни строителни почви. Височината им достига до 30 m, но обикновено е между 7 и 10 m. Част от могилите съдържат различни видове погребални камери, а други не съдържат такива. Независимо от това са използувани едни и същи похвати, които включват изграждането на насипите на етапи и на слоеве. Прилагано е уплътняване на слоевете. Откосите имат наклон от 180 до 300 и са съобразявани с вида на почвата. Освен това са използувани различни техники за тяхното поддържане – изграждане на малки каменозидани подпорни стенички, терасиране при надграждане и др. При надграждането на могили от льос при с. Свещари (СИ България) са насипвани слоеве от счукан варовик, които наред с ритуалното си предназначение имат дренажна и армираща роля. Дават се данни за механичния състав и за някои физични показатели за почвите, с които са изграждани тези могили.

В следващата по-долу публикация (№ 181), която е доклад пред международна конференция, се оповестяват геотехническите данни за тракийските могили, получени от изпълнението на споменатия българо-италиански проект.

В другата публикация (№ 182) се популяризират резултатите от изследванията и се набляга на необходимостта от запазването на могилните насипи особено при археологическите проучвания. Тези насипи имат значение не само за историята на земното строителство по нашите земи, но и от други гледни точки. Например, те могат да служат като аналог при създаване на модели за разпространение на замърсители по пътя на инфилтрацията на атмосферната вода през защитен насип.

181. Evstatiev, D., D. Gergova, V. Rizzo. 1993. Structural and geotechnical

observations on tumuli in Bulgaria and some aspects of the burial rites in Hellenistic Trace. – Proc. Int. Conf. “Geoarcheology of tumuli in Ancient Europe – Ist mill. B.C. - Ist mill. A.C”, Cosenza, Italy, 16-19 June, 1993, PACT – network series, Brussels, Nr 48.

182. Евстатиев, Д. 2004. Тракийските могили дават ценни строителни съвети и днес. Монитор, 24 декември, с. 16.

7.4. Други трудове

7.4. Other publications 183. Rizzo, V., D. Evstatiev. 1982. I fattori geologici nello studio degli eventi storici

nella parte ovest del Mar Nero, CNR, Geodata 22, Testo dell’intervento al Convengo di Balcik, 6 - 7 Agosto, 1982, лит 3.

Ключови думи: българско Черноморско крайбрежие, геоисторическо развитие през кватернера, трансгресии и регресии, морски тераси, стари градове, геодинамични въздействия, земетресения, свлачища, цунами.

187

Key words: Bulgarian Black sea cost, Quaternary geohystorical development, marine transgressions and regressions, terraces, old settlements, geodynamic impact, earthquakes, landslides, tsunami.

Резюме

Публикацията е поместена в тематичен сборник “Geodata 22”, издаден от Националния съвет за научни изследвания на Италия. В нея се представя доклад, изнесен пред симпозиум на тема “Балчик от античността до наши дни” проведен в гр. Балчик през 1982 г. Тя има за задача да подпомогне археолозите и историците по-добре да отчитат ролята на геоложките фактори за развитието на античните градове, които не всякога се отчитат и разрушенията в тях обикновено се обясняват като последици от войни. Вниманието е насочено към Северното Черноморие, което се характеризира с голяма земетръсност, с наличие на едни от най-големите свлачища в света. Разглежда се ролята на морските трансгресии и регресии. Специално внимание е обърнато на ролята на геоложките фактори за античното и сегашното развитие на гр. Балчик.

Публикацията е в рамките на българо-италиански проект с водещ изпълнител от българска страна Д. Евстатиев.