Основы инженерной геологии

1.

Инженерная геология и экология
ЛЕКЦИЯ 1
ТЕМА: Введение в инженерную геологию
Ст. преподаватель кафедры
«Прикладная геология» ГРФ Огонеров
Василий
Васильевич

2.

Слайд 1
ПЛАН ЛЕКЦИИ
1. Введение в инженерную геологию. Задачи инженерной геологии.
2. Этапы становления. Основоположники.
3. Инженерная геология и смежные науки.
4. Геологическая среда. Инженерно-геологические условия.
5. Инженерная деятельность человека как геологический фактор.
6. Основные термины и понятия.
7. СРС 1

3.

• На 1970 год площадь Земли, занятая под жилые застройки и
другие инженерные сооружения, составляла 4% суши, а к
2000 г. эта площадь занимает около 15% суши.
• Общая протяженность железнодорожной сети мира
составляет около 1 400 тыс. км.
• Протяженность берегов искусственных водохранилищ
составляет десятки тысяч километров.
• Длина оросительных магистральных каналов превышает
300 тыс. км., что составляет 3/4 расстояния между Землей и
Луной.
• Мировой объем добычи горной промышленности только за
первые 20 лет XIX века возрос с 17,3 млн. т. до 225,3 млн. т.
Слайд 2

4.

Слайд 3
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ – наука о свойствах и динамике
геологической среды, ее рациональном использовании и
охране в связи с инженерной деятельностью человека.
Объект изучения – верхние горизонты земной коры, их современное состояние и динамика в связи
с инженерной деятельностью человека.
А именно:
Состав, строение, состояние, свойства и условия распространения горных пород (грунтов),
определяющих их поведение при взаимодействии с инженерными сооружениями;
Геологические процессы, как природные, так и возникающих в связи со строительством и
эксплуатацией зданий и сооружений;
Установление закономерностей пространственного распространения инженерногеологических условий.

5.

Слайд 4
ЗАДАЧИ
• Морфологическая задача – это задачи, связанные с изучением состава,
состояния строения и свойств анализируемых грунтов, их инженерногеологических условий в целом.
Что это такое? Какие свойства присущи грунтам?
• Ретроспективные задачи связаны с изучением истории формирования
объекта исследования и его свойств.
Почему объект именно такой? Каким путем он сформировался?
• Прогнозные задачи, т.е. составления прогноза поведения/динамики
исследуемого объекта в будущем.
Как будет вести себя объект в будущем при тех или иных воздействиях?

6.

Основоположники инженерной геологии России
Карпинский
Александр Петрович
(1846-1936)
Левинсон-Лессинг
Фёдор Юльевич
(1861—1939)
Слайд 5
О́бручев Влади́мир
Афана́сьевич
(1863—1956)

7.

Этапы развития инженерной геологии
I этап. Конец XIX и первая треть XX века.
Данный этап характеризуется накоплением
опыта использования геологических
данных для строительства различных
объектов, но особую роль при этом
сыграло строительство железных дорог в
промышленно развитых странах мира. В
России, например, в то время
прокладывали железнодорожные пути
через Кавказский хребет, строилась
Транссибирская магистраль. Все это
позволило строителям познакомиться с
различными геологическими условиями на
обширных территориях.
Слайд 6

8.

Этапы развития инженерной геологии
К этому периоду относят первые
упоминания о "строительных" свойствах
различных грунтов, которые были
изложены в работе М.В. Ломоносова «О
слоях земных».
В 1923 г. в Петрограде было создано
Дорожно-исследовательское бюро, в
котором началось исследование почв и
осадочных пород для дорожного
строительства. Возникло "дорожное
грунтоведение". Одновременно с
грунтоведением возникла и механика
грунтов. В 1925 г. вышла книга К.Терцаги
"Строительная механика грунтов»
Слайд 7
М.В. Ломоносов
(1711-1765)
К. Терцаги "Строительная
механика грунтов»,
1925 г.

9.

Слайд 8
Этапы развития инженерной геологии
II этап. 2 этап. Вторая треть XX века.
Инженерная геология утвердилась как
самостоятельная наука и стала
неотъемлемой частью строительного
производства. Инженеры-геологи приобрели
необходимый опыт и разработали методики
оценки свойств грунтов не только
качественно, но и количественно. Появились
нормы и технические условия на
строительство в различных и сложных
геолого-климатических условиях и при
развитии опасных природных процессов.
Также на этом этапе появились первые
научные монографии по инженерной
геологии.
Саваренский Фёдор Петрович
(1881 — 1946)

10.

Этапы развития инженерной геологии
II этап. 2 этап. Вторая треть XX века.
Инженерная геология утвердилась как
самостоятельная наука и стала
неотъемлемой частью строительного
производства. Инженеры-геологи приобрели
необходимый опыт и разработали методики
оценки свойств грунтов не только
качественно, но и количественно. Появились
нормы и технические условия на
строительство в различных и сложных
геолого-климатических условиях и при
развитии опасных природных процессов.
Также на этом этапе появились первые
научные монографии по инженерной
геологии.
Слайд 9
Ломтадзе Валерий Давидович
(1912 — 1993)

11.

Этапы развития инженерной геологии
III этап. 3 этап. Последняя треть XX века.
Важнейший этап в развитии инженерной
геологии. Она превратилась в
самостоятельный раздел комплекса наук о
Земле, способный решать сложнейше
задачи, обеспечивая строительство объектов
в различных геологических условиях.
Значительную роль в развитии инженерной
геологии на данном этапе играют работы
В.И. Осипова, В.П. Ананьева, В.Т. Трофимова,
Г.К. Бондарика, И.С. Комарова, Г.С.
Золотарева и других современных ученых.
Слайд 10

12.

Инженерная геология и смежные науки
Слайд 11
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
ГРУНТОВЕДЕНИЕ
направление геологии,
занимающееся изучением
состава, строения, свойств
грунтов, закономерностей их
формирования и
пространственновременного изменения в
процессе инженерной
деятельности человека
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
РЕГИОНАЛЬНАЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
научное направление инженерной
научное направление
геологии, изучающее механизм,
инженерной геологии,
динамику, локальные закономерности
изучающее региональные
формирования природных и
закономерности развития
антропогенных геологических
верхних горизонтов земной коры
(инженерно-геологических) процессов в (литосферы) и их взаимодействия
верхних горизонтах земной коры
с инженерными сооружениями в
(литосферы) в связи с осуществленной, связи с осуществленной, текущей
текущей или планируемой инженерноили планируемой инженернохозяйственной деятельностью человека
хозяйственной, прежде всего
инженерно-строительной,
деятельностью человека

13.

Инженерная геология и смежные науки
Слайд 12
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
ГРУНТОВЕДЕНИЕ
ГЕОЛОГИЯ
ПЕТРОГРАФИЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
ДИНАМИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ
ГЕОХИМИЯ
ГЕОФИЗИКА
РЕГИОНАЛЬНАЯ
ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ
ЧЕТВЕРТИЧНАЯ ГЕОЛОГИЯ
ГИДРОГЕОЛОГИЯ
МИНЕРАЛОГИЯ
МЕРЗЛОТОВЕДЕНИЕ

14.

Слайд 13
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА – горные породы и почвы, слагающие верхнюю
часть литосферы, которые рассматриваются 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 инженерногеологические условия определенной территории.
ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ – совокупность характеристик
компонентов геологической среды исследуемой территории, влияющих
на условия проектирования и строительства, а также на эксплуатацию
инженерных сооружений соответствующего назначения (рельеф, состав
и состояние горных пород, условия их залегания и свойства, наличие
подземных вод и многолетнемерзлых пород, геологические и
инженерно-геологические процессы и явления.)

15.

Инженерная деятельность человека как геологический
фактор
Работа, совершаемая
человеком при
строительстве приводит
к нарушению
равновесия
геологической среды.
Это приводит к развитию
различных геологических
процессов и явлений,
которые по масштабам
проявления соизмеримы с
природными
Слайд 14
Поэтому инженерную и
хозяйственную
деятельность человека
рассматривают как
«геологическая работа»
НАПРИМЕР
Разработка месторождений
полезных ископаемых
Изменение рельефа Земли и его
ландшафта
Уничтожение полезных площадей

16.

Инженерная деятельность человека как геологический
фактор
Работа, совершаемая
человеком при
строительстве приводит
к нарушению
равновесия
геологической среды.
Это приводит к развитию
различных геологических
процессов и явлений,
которые по масштабам
проявления соизмеримы с
природными
Слайд 15
Поэтому инженерную и
хозяйственную
деятельность человека
рассматривают как
«геологическая работа»
НАПРИМЕР
Строительство железной
дороги
Подрезание склона
Образование обвалов и осыпей

17.

Инженерная деятельность человека как геологический
фактор
Работа, совершаемая
человеком при
строительстве приводит
к нарушению
равновесия
геологической среды.
Это приводит к развитию
различных геологических
процессов и явлений,
которые по масштабам
проявления соизмеримы с
природными
Слайд 16
Поэтому инженерную и
хозяйственную
деятельность человека
рассматривают как
«геологическая работа»
НАПРИМЕР
Строительство карьера
Подрезание склона
Образование оползней

18.

Цель и задачи инженерной геологии при освоении территории, проектировании, строительстве и
эксплуатации сооружений, рациональном использовании геологической среды и ее охране
(Ананьев, Потапов, 2005)
Главная цель инженерной геологии – изучение природной геологической обстановки местности
до начала строительства, а также прогноз тех изменений, которые произойдут в геологической
среде в процессе строительства и эксплуатации инженерных сооружений.
Все это определяет основные задачи, которые стоят еще на стадии проведения изыскательских
работ еще до начала проектирования объекта (при принятии решения о строительстве, об
инвестировании проекта и т.п.), а именно:
- выбор оптимального (благоприятного) в геологическом отношении места (площадки, района)
строительства данного объекта;
- выявление инженерно-геологических условий в целях определения наиболее рациональных
конструкций фундаментов и объекта в целом, а также технологии производства строительных
работ;
- выработка рекомендаций по необходимым мероприятиям и сооружениям инженерной защиты
территорий и охране геологической среды при строительстве и эксплуатации инженерных
сооружений.
Слайд 17

19.

ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ
Инженерная геология, грунтоведение, инженерная геодинамика, региональная
инженерная геология, геология, динамическая геология, четвертичная геология,
минералогия, петрография, геохимия, геофизика, гидрогеология, мерзлотоведение,
геологическая среда, инженерно-геологические условия, атмосфера, гидросфера,
литосфера, криосфера, биосфера.
Слайд 18

20.

Слайд 19
СРС 1. Внутреннее строение Земли. Дать определение: атмосфера, гидросфера, литосфера, криосфера,
биосфера.
Кратко сделать описание вклада в развитие инженерной геологии: Ф.П. Саваренский, В.Д. Ломтадзе,
И.В. Попов, В.А. Приклонский, Н.Я. Денисов, Н.В. Коломенский, Е.М. Сергеев, В.И. Осипов, В.П.
Ананьев, В.Т. Трофимов, Г.К. Бондарик, И.С. Комаров, Г.С. Золотарев.
НАПРИМЕР: М.В. Ломоносов (1711-1765) - первые упоминания о "строительных" свойствах различных
грунтов, которые были изложены в его работе «О слоях земных».