Место инженерной геологии в народном хозяйстве



Инженерная геология – наука геологического цикла

Предмет инженерной геологии

Инженерная геология является естественной научной дисциплиной и входит в комплекс геологических наук.

Геология решает две задачи:

1. выявление, разведка и промышленная оценка месторождений полезных ископаемых;

2. изучение и оценка геологических условий строительства различных сооружений (городов, зданий, промышленных предприятий, гидроузлов, дорог и т.д.), рациональное использование геологической среды и ее охрана в связи с развитием геологических процессов и явлений.

Других задач у геологии нет. Инженерная геология занимается исследованием, разработкой и решением всех научных и практических проблем и вопросов, связанных со второй задачей.

Следовательно, инженерная геология – это наука о геологических условиях строительства сооружений.

Определение инженерной геологии как науки впервые дал академик Ф.П. Саваренский (1937): «Инженерная геология – это отрасль геологии, трактующая вопросы приложения геологии к инженерному строительному делу».

По мере углубления знаний изменялось и определение инженерной геологии как науки. Крупнейшие специалисты И.В. Попов, В.Д. Ломтадзе, Е.М. Сергеев, Н.Н. Маслов, Г.С. Золотарев, П.Н. Панюков, Л.Д. Белый и др. давали свои определения.

Г.К. Бондарик (в книге «Общая теория инженерной геологии», - Москва: Недра, 1981) впервые создает теорию инженерной геологии и дает в ней следующее определение: «Инженерная геология – это наука о свойствах геологической среды, определяющих ее взаимодействие с другими средами, об ее движении, процессах, протекающих в ходе этих взаимодействий на границе геологической среды с внешними средами».

Е.М. Сергеев дополняет это определение в связи с современной проблемой (охрана геологической среды): - это наука о свойствах и динамике геологической среды, ее рациональном использовании и охране в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего строительной, деятельностью человека.

Само название, инженерная геология, говорит, что речь идет не столько об «инженерной», сколько о «геологической» науке. Это геологическая наука, развивающаяся на основе фундаментальных геологических наук, но под влиянием определенных социально-экономических факторов; а ее теоретической основой являются также науки физико-химических и механико-математических циклов. Теоретические основы инженерной геологии изложены в упомянутой выше книге Г.К. Бондарика, а также в книгах Е.М. Сергеева «Теоретические основы инженерной геологии» а) Геологические основы, - Москва: Недра, 1985; б) Физико-химические основы, - Москва: Недра, 1985;в) Социально-экономические аспекты, - Москва: Недра, 1985; г) Механико-математические основы, - Москва: Недра, 1985. Таким образом, это геологическая наука, изучающая геологическую среду.

Под геологической средой мы понимаем «любые горные породы и почвы, слагающие верхнюю часть разреза литосферы, рассматривающиеся как многокомпонентные системы, находящиеся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека, что приводит к изменению природных геологических процессов и возникновению новых антропогенных (инженерно-геологических) процессов, изменяющих инженерно-геологические условия определенной территории» (Е.М. Сергеев, 1982).

Объектом всех геологических наук является литосфера (геологическая среда). Объектом инженерной геологии тоже является литосфера (геологическая среда), ее структура, свойства и движение, учитываемые при инженерно-геологической оценке.

Предметом же инженерной геологии являются инженерно-геологические условия территории, их формирование и изменение. Инженерная геология начинается там, где решаются проблемы, связанные с геологическими условиями строительства и эксплуатации различных сооружений и соответственно рациональным использованием геологической среды и ее охраной.

 

Научные направления инженерной геологии

Большинство специалистов разделяют инженерную геологию на следующие научные направления:

· грунтоведение,

· инженерная геодинамика,

· региональная инженерная геология,

· специальная инженерная геология.

Грунтоведение – это научное направление инженерной геологии. Объектом его является грунт, а предметом - инженерно-геологическая система признаков.

Данное направление посвящено изучению природы физико-механических свойств различных типов грунтов, закономерностей пространственной изменчивости этих свойств, разработке теоретических основ прогноза физико-механических свойств, методов полевых и лабораторных исследований, а также искусственного улучшения и преобразования грунтов.

Именно специалисты, работающие в области грунтоведения, выдают проектировщикам все необходимые данные о свойствах грунтов, а также рекомендации по применению методов технической мелиорации. Без изучения грунтов невозможно решение многих проблем в области региональной инженерной геологии и геодинамики.

Изучение свойств грунтов ведется на генетической основе, т.к. это главный фактор, формирующий состав и свойства грунтов.

Грунтом в инженерной геологии называют любые горные породы, почвы и техногенные образования, обладающие определенными генетическими признаками и рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы, находящиеся под воздействием инженерной деятельности человека.

Инженерная геодинамика – это научное направление, изучающее приповерхностные геосистемы. Объектом её являются геологические процессы и явления как естественные, так и возникающие в связи с деятельностью человека. Геологические процессы представляют большой интерес в связи с их влиянием на устойчивость территорий и сооружений (городов, мостов, дорог, шахт и т.д.). Инженерная геодинамика призвана решать вопросы строительства в особых геологических условиях (заболоченные территории, наличие набухающих, просадочных горных пород, строительство в оползневых и карстовых районах, в районах многолетнемерзлых пород и т.д.).

Предмет инженерной геодинамики охватывает область знаний о движении геосреды в физическом времени.

Геологические процессы возникают при наличии определенных несоответствий и противоречий в геологической среде, являются результатом взаимодействия ее с атмосферой, гидросферой, биосферой (экзогенные) или являются результатом взаимодействия внутренних частей Земли с ее внешней оболочкой (эндогенные).

Региональная инженерная геология изучает инженерно-геологические условия отдельных регионов на основе обобщения имеющихся материалов и постановки специальных инженерно-геологических исследований. Объектом ее является геологическая среда, характеризующаяся изменчивостью в пространстве, но постоянством в физическом времени (изучает формы движения геологической материи в пространстве, т.е. геологическую среду в статике).

Предмет региональной инженерной геологии – это система знаний о структуре и свойствах геологической среды (компонентах инженерно-геологических условий), о закономерностях их формирования и пространственной изменчивости.

Региональное изучение территории направленно на решение следующих задач:

1. рациональное использование территорий и охрана их в связи с развитием геологических процессов;

2. планирование, размещение различных видов строительства и разработки месторождений полезных ископаемых;

3. составление региональных прогнозов изменений инженерно-геологических условий при освоении территорий;

4. планирование производства более детальных инженерно-геологических исследований.

Методика инженерно-геологических исследований или специальная инженерная геология (по В.Д. Ломтадзе) – главная составная часть инженерной геологии.

В отличие от других научных направлений, изучающих геологическую среду и ее свойства, объектом методики является процесс производства инженерно-геологической информации.

Предмет методики – система знаний о способах изучения компонентов инженерно-геологических условий, о процессах эволюции геологической среды или движениях, учитываемых при инженерно-геологической оценке.

Исходя из предмета методики, Бондарик дает следующее определение: методика инженерно-геологических исследований – это логическая система знаний о приемах и способах производства, накопления и обработки инженерно-геологической информации, о технологии процесса инженерно-геологических исследований.

Инженерно-геологические работы занимают определенное место в процессе деятельности людей. В ходе их получают инженерно-геологическую информацию, которую используют при планировании, проектировании, строительстве и эксплуатации всех видов сооружений.

Инженерно-геологические исследования, как любой производственный процесс, проводят по определенным правилам, регламентируются они методическими и нормативными документами.

 

Место инженерной геологии в народном хозяйстве

Инженерно-геологические исследования занимают строго фиксированное место в процессе деятельности человека. Еще при планировании и проектировании народного хозяйства требуется определенная информация о природных условиях (физико-географические – климат, рельеф, гидрология, растительность; геологические данные о геологической среде и другие компоненты инженерно-геологических условий).

Получают ее в процессе инженерно-геологических работ. Потребность в инженерно-геологических исследованиях возникает на всех этапах человеческой деятельности:

1. при планировании хозяйственной деятельности (на основе полученных инженерно-геологических исследований намечают район строительства);

2. при проектировании (выбирают строительную площадку, ведут расчеты проектируемого инженерного сооружения);

3. при строительстве (корректировка данных);

4. в процессе эксплуатации (инженерно-геологические исследования необходимы для обеспечения оптимального режима работы инженерного сооружения).

Инженерно-геологические изыскания должны обеспечивать комплексное изучение условий района (площадки, участка, трассы) проектируемого строительства, включая рельеф, геологическое строение, геоморфологические и гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства грунтов, геологические и инженерно-геологические процессы, изменение условий освоенных (застроенных) территорий, прогноз возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере взаимодействия проектируемых объектов с геологической средой для получения необходимых и достаточных материалов при проектировании, строительстве и эксплуатации объектов.

В состав инженерно-геологических изысканий входят:

· сбор и обработка материалов изысканий прошлых лет;

· дешифрирование космо-, аэрофотоматериалов и аэровизуальные наблюдения;

· маршрутные наблюдения (рекогносцировочное обследование);

· проходка горных выработок;

· геофизические исследования;

· полевые исследования грунтов;

· гидрогеологические исследования;

· сейсмологические исследования;

· сейсмическое микрорайонирование;

· стационарные наблюдения;

· лабораторные исследования грунтов и подземных вод;

· обследование грунтов оснований существующих зданий и сооружений;

· камеральная обработка материалов;

· прогноз изменений инженерно-геологических условий;

· оценка опасности и риска от геологических и инженерно-геологических процессов;

· составление технического отчета.

Необходимость выполнения отдельных видов инженерно-геологических работ устанавливается в программе инженерных изысканий на основе технического задания заказчика и с учетом стадийности проектирования, сложности инженерно-геологических условий, уровня сложности проектируемых зданий и сооружений (геотехнических категорий объекта).

Контрольные вопросы.

1. Что такое инженерная геология?

2. Объект и предмет инженерной геологии. Её основные научные направления.

3. Что такое грунт?

4. Значение инженерной геологии в народном хозяйстве.

 

Классификация грунтов

Общие положения

 

В настоящее время используется классификация грунтов, рекомендуемая ГОСТом 25100-98.

Классификация грунтов включает следующие таксономические единицы, выделяемые по группам признаков:

n класс – по общему характеру структурных связей;

n группа – по характеру структурных связей (с учетом их прочности);

n подгруппа – по происхождению и условиям образования;

n тип – по вещественному составу;

n вид – по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств);

n разновидность – по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

Класс природных скальных грунтов – грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными) подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.1.

Класс природных дисперсных грунтов – грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.2.

Класс природных мерзлых грунтов – грунты с криогенными структурными связями подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.3.

Класс природных техногенных (дисперсных, скальных и мерзлых) грунтов – грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека, подразделяют на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности согласно таблице 2.4.

 

 

Таблица 2.1.


Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 1338; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!