- Введение

Лекция №1.

Введение.

Инженерная геология – это наука, изучающая св-ва и динамику геологической среды, ее взаимодействие с объектами инженерно хозяйственной деятельности человека. Геологическая среда – это взаимосвязанная многокомпонентная открытая система, состоит из верхней части литосферы и взаимодействующих с ней атмосферы, биосферы, поверхностной и подземной гидросферы. Которые формируют геологические условия обитания и жизнедеятельности человека. Грунты – это г.п. вовлекаемые в сферу инженерно-хозяйственной деятельности человека. Комплексное изучение оценка и  прогнозирование геологических условий строительства и эксплуатации различных сооружений. В инженерной геологии выделяются: 1) грунтоведение или инженерная петрология и механика грунтов, изучаются физико-механические и водные св-ва г.п. являются основаниями разных сооружений или строительных материалов. 2) инженерная геодинамика изучает естественные геологические процессы и явления и вновь возникшие процессы в связи с инженерной деятельностью человека. 3) инженерная геология месторождений п.и.  Изучает  инженерно-геологические условия разработки месторождений п.и. 4) региональная инженерная геология. Изучает закономерности формирования и районирования инженерно-геологических условий регионов для целей их хозяйственного освоения. 5) специальная инженерная геология. Рассматривает организацию и методы инженерно-геологических изысканий на разных стадиях, проектирования сооружений и хозяйственного освоения территорий. 6) морская инженерная геология. Изучает инженерно-геологические условия дна мирового океана, разрабатывает методики морского инженерно-геологического исследования и определения св-в морских грунтов. 7) экологическая инженерная геология или инженерная геология изучает воздействие человека на геологическую среду, которое может иметь отрицательные влияния на среду обитания человека и биосферу в целом.

Главные задачи.

1) выяснение геологических условий строительства. Выбор для строительства оптимальных участков с рекомендацией методов производства строительных работ. 2) разработка рекомендаций по обеспечению устойчивости сооружений и их нормальной эксплуатации. 3) типизация и районирование инженерно геологических условий горных массивов и территорий для целей их хозяйственного освоения. 4) изучение горно-геологических условий эксплуатации п.и. 5) прогнозные состояния геологической среды и решение геоэкологических задач. 6) прогнозирование и управление естественными и геологическим  процессами, влияющими на инженерные сооружения и новыми геологическими процессами которые могут возникнуть под воздействием сооружений. 7) рациональное использование и орана геологической среды и разработка мер по ее улучшению. 8) изучение деятельности человека, как важного геологического фактора. Значение инженерной геологии вытекает из тех задач которые она решает. Прежде всего инженерная геология имеет значение для сохранения геологической среды обитания человека. инженерная геология тесно связана с геологическими науками, а так же со многими естественными и техническими науками, физика, химия, математика, почвоведение, мерзлотоведение, климатология, океанология, горной и строительное дело. 

Методические основы инженерной геологии.

Используются методы исследования геологических наук и тех наук с которыми она тесно связана. Ее основные методы: 1) инженерно-геологическая съемка разных масштабов, с составление инженерно-геологических карт и разрезов. 2) инженерно-геологическая разведка с применением горных выработок (шурфов скважин) и методов геофизики. 3) опытные полевые работы для оценки различных св-в и устойчивости грунтов в естественном залегании. 4) режимные стационарные наблюдения за геологическими процессами подземными водами и т.д. 5) лабораторно-экспериментальные исследования св-в г.п. в образцах. 6) методы аномалии, расчлененные методы и методы инженерной геологии моделирования для оценки и прогноза инженерно-геологических условий. 7) механико-математические методы при выполнении инженерно-геологических расчетов, решении задач в грунтоведении, инженерная геодинамика. Анализ геолого-структурных и геомеханических моделей.

История развития инженерной геологии (самостоятельно).

Инженерно-геологическая характеристика г.п. (основы грунтоведения и инженерная петрологии).

Рекомендуемые материалы

Инженерно-геологические св-ва г.п. зависят от возраста и генетического типа г.п. формы геологических тел, их условий залегания текстурного и структурно минерального состава, гидрогеологических условий трещиноватости  пористости. Выветривания и др. факторов. Из инженерно-геологических св-в важнейшим является механические св-ва г.п. они определяют параметры прочности г.п. и закономерности деформации процессов при воздействии внешних сил.

Инженерно-геологические классификации г.п. классификация объединяется в группы. I специальные классификации. Ипользуются для решения особых задач, основаны на разделении г.п. по одному принципу или показателю. Наиболее часто используется: 1) классификации по устойчивости пород в относах. Разработана на основе угла естественного откоса рыхлых грунтов. Используется при проектировании  и выделении земляных сооружений. 2) по несущим способностям г.п. основана на величине нагрузок, которые выдерживают грунты без признаков деформации. 3) по способу и трудности разрабатывания грунтов. Используют для расчета на стоимость земляных работ. 4) по крепости М.М. Протодьяконова в ней выделяют 10-ть категорий г.п.  используются в горном деле. 5) по гранулометрическому составу рыхлых пород, отражает процентное содержание в грунтах фракций определенного размера. 6) классификация песков по степени плотности. 7) класс глинистых грунтов по числу пластичности. 8) класс глинистых грунтов по величине консистенции. 9) класс глинистых грунтов по степени водопроницаемости или водопоглощаемости на основе коэффициента фильтрации и удельного водопоглащения. Классификации с 5 – 10 используются при проектировании фундаментов сооружений. II отраслевые классификации. Удовлетворяют запросы разных видов строительства6 гражданское, промышленное, дорожное и др. III региональные классификации. Служат для типизации г.п. на определенных территориях используются при инженерно-геологическом картировании. IV общие инженерно-геологические классификации. Разработаны на основе нескольких прид-в г.п. используются в разных отраслях строительства.

Бесплатная лекция: "33. Феномен «Монд» " также доступна.

Общая инженерно-геологическая классификация. Ф.П.Саваренко и В.Д. Ломтадзе с изменениями.

Класс А. г.п. с жесткими структурными связями, обусловленные кристаллическим строением ве-ва. группа I твердые скальные г.п. обладающие высокой плотностью 2.65 – 3.10 г/см³. пористость не значительная не влагоемкие. Водопроницаемы по трещинам. Состав: магматические, метаморфические осадочные сцементированные г.п. (в том числе улучшенные цементацией). II относительно твердые полускальные г.п. средняя плотность 2,20 – 2,65 г/см³ пористость до 15%, слабопроницаемые. Водопроницаемость зависит от степени трещиноватости и выветренности. Состав г.п. I гр. Выветренные г.п. сильно трещиноватые и закарствованые вулканогенные г.п. осадочные г.п. на глинистом цементе. Сцементированные глинистые и карбонатные г.п. (в том числе искусственные улучшенные цементацией). Класс Б. г.п. без жестких структурных связей (дисперсионные или рыхлые группы). III рыхлые несвязаные г.п. плосность 1,4 – 1,9 пористость 25 – 40% невлагоемкие или слабо влагоемкие водопроницаемые. Состав: несцементированные обломочные г.п. (в том числе техногенные). IV мягкие связанные г.п. плотность 1,10 – 2,10. пористость 20 – 80%. Влажность 12 – 80%. Влагоемокие слабопроницаемые. Состав: несцементированные песчано-алевро-глинистые, г.п. (в том числе техногенные). V породы особого состава и состояния обладают специфическими св-вами. Состав: пески-плывуны, песчано-глинстые илы, фтор, соленосные г.п. и др.

Инженерно-геологические св-ва грунтов.

Физические св-ва. 1) Плотность грунта это масса единицы объема грунта, естественной влажности с ненарушенной структурой. g – масса грунта г/см³, V – объем. 2) плотность скелета грунта. δ,γ_ск – это масса единицы V сухого грунта естественного сложения. g – масса сухого грунта. W – влажность грунта в долях единицы. 3) пористость грунта n. Это отношение V пор в грунте к общему V грунта. рассчитывают по формуле  4) теплофизические св-ва характеризуют их тепловой режим обусловленный геотермальным градиентом. Выражается ч/з удельную и объемную теплоемкость и др. показатели. Средняя удельная теплоемкость мин.=0,2 кал/г_*с. Теплофизические св-ва оказываются влияние на скорость выветривания и почвообразования и прочность многолетне-мерзлотных г.п. 5) электрические св-ва грунтов отражают их способность проводить и поглощать электрический ток. Учитывается при расчетах громоотводов, лэп и др. 6) магнитные св-ва. Обусловлены наличием земного магнетизма. Учитывается при решении некоторых практических задач.

Физико-химические св-ва.

Это такие св-ва грунтов которые обуславливают взаимодействие грунта м/у собой. Проявление этих св-в зависит от минерального и химического состава твердой и жидкой фаз грунтов. Наличия свободных катионов (например Na⁺, Ca⁺ и др.) гранулометрического состава и нарушенности естественной структуры.  1) коррозионные св-ва обусловлены разрушительным воздействием на металлические части сооружений и конструкций, влаги является электронизация блуждающих токов и микроорганизмов. 2) электро-кинетические св-ва гурнтов обусловленные возникновением электро-кинетического потенциала под влиянием электрического поля. 3) диффузионные св-ва грунтов обусловлены самопроизвольным движением (диффузионного) ве-ва под влиянием электрических зарядов. Которые ведет к выравниванию концентраций компонентов в системе. 4) адсорбционные св-ва выражаются р-ми поглощения компонента происходит м/у жидкими и твердыми фазами грунта.