Инженерная геодинамика. (Тема 1)

1. Инженерная геодинамика раздел инженерной геологии, в котором рассматриваются вопросы развития геологической среды, изменения ее состоян

Инженерная геодинамика
раздел инженерной геологии, в котором
рассматриваются вопросы развития
геологической среды, изменения ее состояния под
влиянием как природных, так и техногенных
факторов, приводящих к развитию природных и
инженерно-геологических процессов, а также
влияние инженерно-геологических процессов на
инженерно-геологические условия территории и
условия жизнедеятельности человека
1

2. По данным Всемирной конференции по уменьшению опасности стихийных бедствий (Иокогама, 1994 г.), за 30 лет (1963 – 1992 гг.) от катастрофического про

По данным Всемирной конференции по уменьшению
опасности стихийных бедствий (Иокогама, 1994 г.), за
30 лет (1963 – 1992 гг.) от катастрофического
проявления геологических и других природных
процессов:
- погибло около 4 млн. человек (в мире);
- пострадавших более 3,3 млрд. человек;
- экономический ущерб 374,8 млрд. долларов
В России:
- погибло более 3 тыс. человек;
- пострадало около 540 тыс. человек;
- экономический ущерб (в ценах 1990 г.) – миллиарды
рублей
2

3. Масштабы распространения геологических процессов в РФ 1) эрозионные процессы 2) процессы, обусловленные силами гравитации 3) карстовые проц

Масштабы распространения геологических
процессов в РФ
1) эрозионные процессы
2) процессы, обусловленные
силами гравитации
3) карстовые процессы
3

4. Пораженность оползнями и селевыми потоками Сочинского побережья Черного моря – 80 % Отдельных районов Ингушетии и Ставропольского края –

Пораженность оползнями и селевыми
потоками
Сочинского побережья Черного моря – 80 %
Отдельных районов Ингушетии и
Ставропольского края – 90 %
Широкое распространение имеют оползни в
Поволжье, Забайкалье, на Сахалине и в других
регионах России
В РФ 725 городов подвержено воздействию
гравитационных процессов
4

5.

Оползневые процессы
5

6. Во время землетрясения в провинции Консу в Китае в 1920 г. произошла массовая активизация оползней, в результате которой были разрушены деся

Во время землетрясения в провинции Консу в
Китае в 1920 г. произошла массовая активизация
оползней, в результате которой были разрушены
десятки деревень и погибло около 100 тыс.
человек.
В 1949 г. в Тянь-Шане (Таджикистан) в результате
землетрясения произошел мощный оползень,
перешедший в сель, под которым было погребено
33 населенных пункта с общей численностью
населения около 20 тыс. человек.
6

7. Во время извержения вулкана в горах Святой Елены (США, штат Вашингтон) в 1980 г. образовался самый крупный, из известных на Земле, оползень объ

Во время извержения вулкана в горах Святой
Елены (США, штат Вашингтон) в 1980 г.
образовался самый крупный, из известных на
Земле, оползень объемом 2,8 млрд. м3. Благодаря
заблаговременно принятым мерам жертв было
мало (5-10 человек), однако, оползень разрушил
территорию около 60 км2.
В 1989 г. в Таджикистане во время 5-6-балльного
землетрясения произошло разжижение и
оползание около 20 млн. м3 лессовых пород,
погибло 270 человек
7

8.

Эрозионные процессы
8

9. Эрозионные процессы Ежегодно с пахотных склонов на территории России сносится и необратимо теряется 0,56 млрд. тонн наиболее плодородной ч

Эрозионные процессы
Ежегодно с пахотных склонов на территории
России сносится и необратимо теряется
0,56 млрд. тонн наиболее плодородной части
почвенного покрова.
Суммарный ежегодный прирост длины овражной
сети составляет, в среднем, 20 тыс. км,
сокращение пашни за счет развития оврагов – 100150 тыс. га
9

10.

Карстовые процессы
10

11.

Распределение ЭГП (суммарное количество проявлений всех
генетических типов, зафиксированное мониторингом
за период 2001-2009 г.г.)
по территориям
федеральных округов РФ
(по данным Центра ГМСН)
11

12. Геологическая роль инженерной деятельности человека Интенсивное хозяйственное освоение территорий часто приводит к активизации природн

Геологическая роль инженерной деятельности
человека
Интенсивное хозяйственное освоение
территорий часто приводит к активизации
природных процессов или развитию новых,
которые ранее отсутствовали
Наибольшую опасность среди таких процессов
представляют:
- опускание поверхности земли,
- подтопление
12

13. Геологическая роль инженерной деятельности человека

13

14. Опускание поверхности земли Причиной опусканий земной поверхности может быть добыча жидких, газообразных и твердых полезных ископаемых И

Опускание поверхности земли
Причиной опусканий земной поверхности может быть
добыча жидких, газообразных и твердых полезных
ископаемых
Извлечение подземных вод на территории г. Токио привело к
понижению поверхности на отдельных его участках на 4,5 м.
Катастрофических размеров достигло опускание
поверхности г. Мехико в связи с интенсивным забором
подземных вод.
За 90-летний период эксплуатации (к концу 1970 г.) вся
территория города опустилась более, чем на 4 м, а его
северо-восточная часть – на 9 м.
К настоящему времени – более 13м, мексиканская столица
погружается под землю на 6см в год (наибольшая скорость
оседания поверхности отмечалась в 1950 – 1951 гг, достигая
46см в год).
14

15. Оседание поверхности земли в результате откачки подземных вод (г. Мехико)

15

16. Оседание поверхности земли в результате откачки подземных вод

16

17. Опускание поверхности земли Самым впечатляющим примером опускания территории в результате добычи нефти и газа является район г. Лонг-Бич

Опускание поверхности земли
Самым впечатляющим примером опускания
территории в результате добычи нефти и газа
является район г. Лонг-Бич в Калифорнии, где
оседание поверхности в 50-х годах XX века достигло
8,8 м.
В России эта проблема является актуальной для
Западной Сибири, поскольку опускание этой
территории даже на несколько десятков сантиметров
может существенно увеличить и без того ее сильную
заболоченность.
Неравномерные оседания поверхности земли
вызывают многочисленные деформации зданий и
сооружений.
17

18. Подтопление территорий Подтопление отмечается в 74 % городов России. Подтапливаются многие крупнейшие города страны: Астрахань, Волгоград,

Подтопление территорий
Подтопление отмечается в 74 % городов России.
Подтапливаются многие крупнейшие города страны:
Астрахань, Волгоград, Иркутск, Москва, Нижний
Новгород, Новосибирск, Омск, Ростов-на-Дону, СанктПетербург, Томск, Тюмень, Хабаровск и др.
Подтоплено около 9 млн. га земель различного
хозяйственного назначения, в том числе
5 млн. га сельскохозяйственных земель и 0,8 млн. га
застроенных городских территорий
Подтопление приводит к переувлажнению грунтов и
снижению их несущей способности, заболачиванию,
затоплению подвальных помещений и подземных
коммуникаций
18

19. Инженерная и хозяйственная деятельность человека, связанная со строительством и использованием территорий, должна основываться на знани

Инженерная и хозяйственная деятельность
человека, связанная со строительством и
использованием территорий, должна
основываться на знании законов развития
геологических процессов и явлений
Только на основе знания этих законов можно
перейти к планомерному управлению
геологическими процессами и явлениями в нужном
для человека направлении
19

20. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА как самостоятельный раздел инженерной геологии выделилась в середине XX века Инженерная геология – наука о геолог

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
как самостоятельный раздел инженерной геологии
выделилась в середине XX века
Инженерная геология – наука о геологической среде – о ее
свойствах, строении и динамике; о ее рациональном
использовании и охране в связи с инженерно-хозяйственной,
прежде всего, инженерно-строительной деятельностью
человека; наука о геологических условиях хозяйственной,
особенно инженерно-строительной деятельности человека.
Направления инженерной геологии:
- грунтоведение – изучает строение и свойства геологической
среды
- инженерная геодинамика – изучает динамику геологической среды
и решает вопросы рационального использования и охраны
- региональная инженерная геология
- специальная инженерная геология – посвящена проблемам
инженерных изысканий
- инженерная геология месторождений полезных ископаемых
20

21. Для инженерной геодинамики наибольший интерес представляют процессы, приуроченные к освоенным территориям, на которых в результате взаим

Для инженерной геодинамики наибольший
интерес представляют процессы,
приуроченные к освоенным территориям, на
которых в результате взаимодействия между
геологической и техногенной средами
возникают новые процессы и явления (или
активизируются старые), определяющие
условия функционирования техногенной среды
и природно-технических систем в целом
21

22.

Изучение геологических процессов
Динамическая геология – изучает
геологические процессы, протекающие
в природе независимо от человека
Инженерная геодинамика - исследует
влияние на геологические процессы
деятельности человека и
геологических процессов на жизнь и
деятельность людей, а также изучает
процессы, возникающие в результате
инженерно-хозяйственной
деятельности
22

23. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА верхняя часть земной коры, доступная техногенному воздействию и включающая в себя горные породы, подземные воды, прир

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА
верхняя часть земной коры, доступная
техногенному воздействию и включающая в себя
горные породы, подземные воды, природные газы,
почвы, микроорганизмы, находящиеся во
взаимодействии
23

24. Свойства геологической среды 1) Изменчивость в пространстве и времени Временная изменчивость геологической среды проявляется в непрерывн

Свойства геологической среды
1) Изменчивость в пространстве и времени
Временная изменчивость геологической среды проявляется
в непрерывном направленном ее развитии
Пространственная изменчивость проявляется за счет
наличия неоднородности среды
2) Неоднородность геологической среды
3) Дискретность геологической среды – проявляется в виде
трещиноватости, пустотности и др. характерных случаях
смены компонент
4) Анизотропность геологической среды – неодинаковость
структуры и свойств любых геологических объектов за
счет текстурных различий, наличия слоистости,
ярусности и др. форм организации геологической среды
24

25. ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ геологической среды обмен массой и энергией между компонентами геологической среды или между геологической средой и друг

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
геологической среды
обмен массой и энергией между компонентами
геологической среды или между геологической средой и
другими средами
Взаимодействие – процесс двусторонний
(в результате развития процессов эрозии происходит изменение
состояния не только геологической среды, но и гидросферы)
Две группы воздействий – прямые, исходящие от данной
среды, и обратные, появляющиеся в виде реакции на прямые
воздействия и оказывающие влияние не только на средуисточник прямого воздействия, но и на другие среды
25

26. Объект исследования – определенная область реальности (природной или социальной), на которую направлен процесс научного познания Предмет

науки – наиболее значимые свойства, стороны,
характеристики, особенности объекта, которые подлежат
непосредственному изучению или познание которых особенно
важно для решения той или иной проблемы (теоретической или
практической)
Метод исследования – способ исследования явлений, который
включает в себя различные теоретические и технические
средства познания, ведущие к получению новой информации.
Выделяют общие и частные (специальные) методы исследования
Методика – совокупность методов, направленных на проведение
какого-либо исследования
Методология – учение о приемах и методах любого научного
исследования, принципах построения, формах и способах
познавательной деятельности
26

27. ОБЪЕКТ изучения процессы и явления, возникающие в геологической среде в результате ее взаимодействия с окружающими средами, находящимися

ОБЪЕКТ изучения
процессы и явления, возникающие в
геологической среде в результате ее
взаимодействия с окружающими средами,
находящимися под воздействием
человеческого общества
27

28. ПРЕДМЕТ исследований знания о механизме, динамике, закономерностях процессов взаимодействия компонентов геологической среды и геологиче

ПРЕДМЕТ исследований
знания о механизме, динамике, закономерностях
процессов взаимодействия компонентов
геологической среды и геологической среды с
другими средами; законах и закономерностях
развития инженерно-геологических процессов,
формирующихся и/или развивающихся под
влиянием хозяйственной деятельности человека
28

29. ЗАДАЧИ инженерной геодинамики 1) Изучение генезиса, причин и закономерностей развития процессов как в естественных условиях, так и в связи

ЗАДАЧИ инженерной геодинамики
1) Изучение генезиса, причин и
закономерностей развития процессов как в
естественных условиях, так и в связи с
хозяйственной деятельностью человека.
2) Изучение распространения процессов по
площади и во времени.
3) Разработка методов прогнозирования
геологических процессов и явлений.
29

30. ЗАДАЧИ инженерной геодинамики 4) Разработка направлений, приемов и способов управления геологическими и инженерно-геологическими процесс

ЗАДАЧИ инженерной геодинамики
4) Разработка направлений, приемов и
способов управления геологическими и
инженерно-геологическими процессами в
нужном человеку направлении.
5) Рекомендации по рациональному выбору
участков размещения строительства, типа и
конструкции сооружений.
6) Создание инженерно-геологических основ
организации мониторинга геологической
среды.
30

31.

Методы исследования
Общегеологические методы
Методы инженерной геологии
Механико-математические методы
31

32. Методы исследования 1) Общегеологические методы используют естественноисторический подход к изучению геологических процессов и явлений,

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1) Общегеологические методы используют
естественноисторический подход к изучению
геологических процессов и явлений, учитывая
региональные геологические закономерности,
генетические и структурные особенности
геологического строения, геоморфологию и
тектонику территорий.
32

33. Методы исследования 2) Научный метод инженерной геологии представляет целый комплекс способов и приемов, основывающихся на учете следующи

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2) Научный метод инженерной геологии представляет
целый комплекс способов и приемов, основывающихся
на учете следующих законов:
- связей между различными природными процессами, в
соответствии с которыми развитие одних процессов
вызывает возникновение и развитие других;
- отражающих неизбежность возникновения
геологических процессов и явлений при наличии
противоречия или несоответствия в геологической
среде;
- динамики геологических процессов во времени,
отражающих обусловленность и закономерности их
развития в определенных условиях и по определенным
причинам;
- количественных изменений, происходящих под
влиянием геологических процессов и явлений, которые
приводят к деформациям, разрушениям, загрязнениям и
т.д.
33

34. Методы исследования 3) Механико-математические методы непосредственно связаны с количественными оценками и прогнозами изменения геологи

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3) Механико-математические методы
непосредственно связаны с количественными
оценками и прогнозами изменения
геологической среды под влиянием
воздействий (методы математического и
физического моделирования)
34

35. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА научное направление инженерной геологии, изучающее приповерхностные природные и природно-технические системы и п

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
научное направление инженерной геологии,
изучающее приповерхностные природные и
природно-технические системы и процессы
взаимодействия (т.е. экзогенные
геологические процессы) с целью обеспечения
экологической безопасности
жизнедеятельности на осваиваемых
территориях
35

36. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА научное направление инженерной геологии, изучающее морфологию, механизм, причины и пространственно-временные зак

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
научное направление инженерной геологии,
изучающее морфологию, механизм, причины и
пространственно-временные закономерности
развития в геологической среде геологических
и инженерно-геологических процессов,
формирующихся в ходе ее естественного
изменения под влиянием всей совокупности
природных факторов и в связи с инженернохозяйственной деятельностью человека
36

37. ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ системы, которые кроме естественных компонентов (горных пород, подземных вод, газов) содержат: - искусственны

ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
системы, которые кроме естественных
компонентов (горных пород, подземных вод, газов)
содержат:
- искусственные
компоненты
(сооружения)
- естественные
компоненты,
структура и свойства
которых настолько
изменены человеком,
что их можно считать
искусственными
37

38. ВЗАИМООТНОШЕНИЯ инженерной геодинамики с другими научными направлениями

Геотектоника
Механика грунтов
Гидрогеология
Динамическая
геология
Динамическая
геоморфология
Инженерная
геодинамика
Строительство
зданий
и сооружений
Экология
Грунтоведение
Горное
дело
Региональная
инженерная
геология
38

39.

39