Презентация на тему Инженерная геология

свойствах, строении и динамике;
о ее рациональном использовании и

охране в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной деятельностью человека.

виду, что это компоненты геологической среды, затронутые деятельностью человека

– инженерными сооружениями
Инженерно-геологические условия – это совокупность природных условий, которые определяют планирование, размещение строительства, выбор места расположения сооружения, условия строительства и эксплуатации сооружений.

Основные факторы, определяющие инженерно-геологические условия территории региона
горные породы
рельеф и геоморфология
гидрогеологический условия
геологический процессы и явления
тектоника и неотектоника

факторы их формирования, подразделены И.В.Поповым на две группы.
Региональные геологические

факторы инженерно-геологических условий — факторы, которые прямо или косвенно зависят и управляются тектоническим развитием земной коры и ее современной тектонической жизнью.

Зональные геологические факторы инженерно-геологических условий — факторы, которые прямо или косвенно зависят от климатических условий. С одной стороны, они отличаются зональным характером пространственного изменения, а с другой — по существу являются геологическими. Их развитие и особенности определяются совместным влиянием современных климатических условий и геологического строения территории.
Различие факторов инженерно-геологических условий и факторов их формирования состоит в том, что первые являются результатом действия вторых.

2) рельеф территории;
3) состав, строение, состояние и свойства

грунтов, слагающих толщи, массивы, структуры:
4) мерзлотно-гидрогеологические условия в пределах криолитозоны и гидрогеологические условия вне ее;
5) современные эндо- и экзогенные геологические процессы, включая современные тектонические движения, вулканизм и сейсмичность.

– верхняя часть литосферы, которая рассматривается как сложная динамичная

система, находящаяся под воздействием деятельности человека и в значительной степени определяющая эту деятельность.

Задачи:
1. Создание теоретических основ рационального использования и охраны геологической среды.
2. Создание теоретической модели взаимодействия геологической среды и человека.
3. Разработка научных основ прогнозирования и составления карт прогноза изменения геологической среды и районирования территорий по условиям рационального освоения.
4. Разработка инженерно-геологических основ литомониторинга – длительной системы комплексных наблюдений за состоянием, изменением в пространстве и времени геологической среды и составлением прогнозов.

разделяется на три типа:
1) морфологические,
2) ретроспективные
3)

прогнозные.

свести к трем направлениям:
1) инженерно-геологическому обоснованию проектов инженерных сооружений

и рационального использования верхних горизонтов земной коры для их размещения (в более широком плане — для осуществления инженерно-хозяйственной деятельности);

2) оценке влияния природных и техногенных воздействий на состояние и свойства грунтов и их массивов как оснований и вместилищ инженерных сооружений;

3) соучастию в осуществлении практического управления природно-технической или природной литосистемой с целью сохранения обеспечения ими функциональных особенностей.

геология,
а – общее грунтоведение,
б- региональное грунтоведение,
в-

геодинамическое грунтоведение,
г- общая инженерная геодинамика,
д- региональная инженерная геодинамика,
е- общая региональная инженерная геология.

исследующим морфологию, механизм, инженерно-геологические причины и пространственно-временные закономерности формирования

и дальнейшего развития в верхних горизонтах земной коры литосферы, современных и прогнозируемых природных и антропогенно- геологических процессов.
Динамика развития геологических процессов анализируется при этом в двух временных системах:
1) в геологическом времени;
2) в физическом времени.
В теоретическом плане в ней разрабатываются научные основы и методы оценки геодинамических условий строительства и прогноза изменений этих условий под воздействием инженерных работ и сооружений. Основоположником этого направления инженерной геологии является Ф.П.Саваренский.

исследующее инженерно-геологические условия различных структур коры, закономерности их пространственного

распределения и формирования и пространственно-временного изменения под воздействием современных прогнозируемых природных и антропогенных геологических процессов.
Предмет региональной инженерной геологии составляет установление инженерно-геологических условий возведения и эксплуатации различных сооружений в геологически обособленных областях (регионах).

состав, состояние, строение и свойства грунтов и сложенных ими

грунтовых толщ (тел и массивов), закономерности их формирования и пространственно-временного воздействием современных и прогнозируемых геологических процессов, формирующихся в ходе развития земной коры под влиянием совокупности всех природных факторов и в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего инженерно-строительной деятельностью человечества.
В теоретическом плане главная проблема – изучение природы свойств горных пород, знание которой составляет научную базу для их прогнозирования и управления этими свойствами. Этот раздел инженерной геологии связан с именами Н.И.Прохорова, П.А.Замятчинского, Н.Н.Иванова, М.М.Филатова, В.В.Охотина и др.

обычно выделяют предысторию и три этапа:

первый — 1920— 1945

гг.,

второй — 1946—1986 гг.,

третий — 1987 г.—настоящее время.

и методик изучения грунтов
В XIX в. среди русских строителей

установилось определенное понятие термина «грунт». Под грунтом понимались те горные породы, которые служили в качестве основания для какого-либо сооружения.

В работе В.Карловича (1869) дается такое определение грунта: «В строительном искусстве под грунтом понимают обыкновенно ту частичку земной коры, на которой приходится основывать строения и которая имеет влияние на способ устройства основания».

Более широкое определение термина «грунт» дано в работе А.П.Павлова «Оползни Симбирского и Саратовского Поволжья» (1903), Только в том случае, когда горные породы изучались для строительства, он употреблял термин «грунт», понимая под ним верхнюю часть земной коры как объект, интересующий строителей.

В связи со строительством железных дорог знаний инженеров-строителей оказалось недостаточно и к геологическому обоснованию проектов были привлечены крупнейшие русские геологи — И.В.Мушкетов, А.П.Павлов, В.А.Обручев, А. П. Карпинский, С.А.Яковлев и др. В процессе этих и других работ в геологии наметилось новое «инженерное» направление.

В конце XIX—начале XX в. в России широкое распространение получили термины «геолого-технические» и «технико-геологические» изыскания.

Boussinesq
(1842-1929)
Dr. Arthur Casagrande
(1902 - 1981)

специального термина используемого как строителями, так и геологами;
2)

существенное продвижение в понимании роли грунтов в обеспечении функционирования строительных объектов;
3) накопление практического опыта изучения грунтов разных типов для проектирования инженерных сооружений.

создано Дорожно-исследовательское бюро, в котором под руководством Н.И.Прохорова, П.А.Замятченского

и Н.Н.Иванова исследовали почвы и осадочные породы для дорожного строительства.
Большое значение для развития грунтоведения имели работы П.А.Замятченского, М.М.Филатова, И.В.Попова, В.В.Охотина. В.А.Приклонского, Б.М.Гуменского, С.С.Морозова и др.
Благодаря М.М.Филатову методологической основой науки стал генетический подход при изучении горных пород и почв как грунтов, суть его в том, что состав, строение и свойства грунтов рассматриваются как результат их генезиса и последующих постгенетических преобразований на этапе диагенеза, катагенеза, метаморфизма и гипергенеза.

Одновременно с грунтоведением возникла механика грунтов. Ее исходные положения были освещены и вышедшей и 1925 г. монографии К.Терцаги «Строительная механика грунтов».

В 1930 г. была открыта кафедра грунтоведения в Ленинградском университете, а в 1938 г. - в Московском.
В 1929 г была организована первая кафедра инженерной геологии в Ленинградском горном институте, а в 1932 г. — в Московском геологоразведочном институте.

К. Строительная механика грунта на основе его физических свойств. —

М., 1933.
Terzaghi, K. Large Retaining Wall Tests, -  Engineering News Record, 1934,  Feb.1, March 8, April 19
Terzaghi, K. Theoretical Soil Mechanics, John Wiley and Sons, - New York, 1943.
Терцаги K., Р. Пек. Механика грунтов в инженерной практике. — М., 1958.
Терцаги К. Теория механики грунтов. — М., 1961.

В.А.Приклонский «Общее грунтоведение» (1943),
В.В.Охотин «Физические и механические

свойства грунтов в зависимости от их минералогического состава и степени дисперсности» (1937)
И.В.Попов «Основы инженерно-геологического грунтоведения» (1941).

самостоятельная наука, исследующая свой объект как геологический, исторический;

2)

разработано множество методов и методик изучения состава, строения, состояния и свойств грунтов как на основе адаптации методов других наук, так и разработки новых собственных методов, что позволило успешно решать научные и, главное, практические задачи;

3) поставлена и в ряде направлений успешно решена задача улучшения особенностей природных грунтов и создания искусственных антропогенных грунтов с заданными свойствами;

4) произошло формирование инженерной геологии, объединившей, по современной -терминологии, грунтоведение, инженерную геодинамику и методику инженерно-геологических исследований.

Исследования охватили, по Е.М.Сергееву, «изучение грунтов от микроуровня до

массива с целью рационального использования геологической среды». В этот период огромный вклад и развитие методологических положений внесли Е.М. Сергеев, В. А. Приклонский, Г. К. Бондарик, В.Д.Ломтадзе, В.Т.Трофимов.
Важнейшие результаты получены в изучении глинистых грунтов И.М.Горьковой, Н.Я.Денисовым, Р.С.Зиангировым. В.Д.Ломтадзе, И.Г.Коробановой, Л.И.Кульчицким, М.П.Лысенко, А.М.Монюшко. В.И.Осиповым, В.Н.Соколовым,
лёссовых грунтов -Ю.М.Абелевым, В.П.Ананьевым, Л.Г.Балаевым, В.С.Быковой, Н.В.Воляником. Б.Ф.Гадаем, Н.Я.Денисовым, В.И.Коробкиным, В.И.Круговым, Н.Н.Комиссаровой, А.К.Ларионовым, М.П.Лысенко. Г.А.Мавляновым, А.В.Минервиным. Ф.А.Никитснко, Е.М.Сергеевым, В.Т.Трофимовым, П.В.Царевым, Я.Е.Шаевичем,
песчаных грунтов - И.ВЛудлером, А.Д.Потаповым, П.И.Фадеевым,
скальных грунтов — Г.В.Алексеевым, Г. А.Голодковской, С.Г.Дубейковским, Н.С.Красиловой, В.М.Ладыгиным, Л.В.Шаумян,
мерзлых грунтов — С.С. Вяловым, С.Е.Гречишевым, Э.Д.Ершовым, Л.Т.Роман, Б.А.Савельевым, АД.Фроловым, П.А.Шумским, Л.П.Шушериной.
Искусственные грунты и методы их создания в наиболее полном объеме охарактеризованы В.В.Аскалоновым, А.П.Афониным, В.М.Безруком, С.Л.Воронкевичем, Л.В.Гончаровой, Ф.В.Котловым, С.С.Морозовым, Б.А.Ржанициным, В.А.Соколовичем.

Второй этап развития

И.В,Попов, В.И.Осипов, В.Н.Соколов, Л.К.Тамкаева,
о видах воды в грунтах

и процессах на границе твердой и жидкой компонент -Е.М.Сергеев, Р.И.Злочевская, В.А.Королев, Л.И.Кульчицкий. Ф.Д.Овчаренко.
о морфологических особенностях микростроения грунтов всех типов грунтов электронномикроскопическим методом получены Р.А.Дацко, Г.Г.Ильинской.

Приборы и оборудование
Принципиальна новые приборы для лабораторного изучении состава, строения и свойств грунтов были разработаны А.М.Васильевым, В.Я.Калачовым, И.МЛитвиновым, сотрудниками институтов Гидропроект, ВСЕГИНГЕО ЦНИИ МПС.
Для исследования свойств грунтов непосредственно в массиве — Л.С.Амаряном, Т.А.Грязновым, В.Я.Калачевым, И.М.Литвиновым, Ю.Г.Трофименковым, К.И.Тыльчевским, В.И.Феронским, коллективами сотрудников региональных трестов инженерных изысканий (Московский, Уральский и др.).

опубликованных Е.М.Сергеевым,
«Грунтоведение» написанное В.А.Приклонским (1949, 1951 и 1955),

«Инженерная геология. Инженерная петрология» В.Д.Ломтадзе (1970 и 1984),
«Грунтоведение» (1971, 1974 и 1983) созданное Е.М.Сергеевым, Г.А.Голодковской, Р.С.Зиангировым, В.И.Осиповым и В.Т.Трофимовым.

Учебные пособия.
«Методы лабораторных исследований физико-механических свойств песчаных и глинистых грунтов» (1952) В.Д. Ломтадзе (пособие выходило в свет в 1970, 1972 и 1990 гг. под несколько иными названиями)
«Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов» (1958, 1962, 1964 и 1975) Е.Г.Чаповского.
"Методическое пособие по инженерно-геологическому изучению горных пород» под редакцией Е.М.Сергеева (1968 и 1984).

зрелую науку с достаточно совершенным теоретическим базисом и разработанным

аппаратурно-методическим комплексом, которые позволили решить разные сложные задачи исследования грунтов.

существенно продвинулись теоретические разработки, основанные на обобщении накопленного огромного

экспериментального материала, малозатратные лабораторные исследования различных типов грунтов и внедрение компьютерных технологий, и том числе ГИС-технологий.
Результаты этих разработок изложены в материалах конференций, прошедших в Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова:
"Новые идеи в инженерной геологии» (1996).
«Генезис и модели формирования свойств грунтов» (1998).
«Теоретические проблемы инженерной геологии» (1999),
« Петрогенетические, историко-геологические и пространственные вопросы в инженерной геологии» (2002),
«Многообразие грунтов: морфология, причины, следствия» (2003),
в трудах Сергеевских чтений, проводимых ежегодно с 1999 г., а также периодических журнальных изданиях (Геоэкология, Вестник Московского университета. Геология и разведка и др.).
Опубликованы и монографии, в которых по-новому рассмотрены тради­ционные вопросы грунтоведении:
Трофимов ВТ. «Генезис просадочности лессовых пород» (1997),
Королев В.А. «Очистка грунтов от загрязнения (2002),
Григорьева И.К. «Микростроение лессовых пород» (2002).
В 1993 г. опубликован «Практикум по грунтоведению», обобщивший опыт проведения лабораторных работ по этой дисциплине в МГУ.
Издано В.Т. Трофимов. «Грунтоведение» М.: Изд-во МГУ, 2005.

Третий этап развития

М., Высшая школа, 2000, - 511 с.
Белый Л. Д.,

Попов В. В. Инженерная геология / Уч. пособие для вузов. -  М.: Стройиздат, 1975, 312 с.
Белый Л.Д. Инженерная геология / Уч. для строит. спец. вузов. – М., Высшая школа, 1985, 231 с.
Гребенец В.И., Рогов В.В. Инженерное мерзлотоведение / Уч. пособие. – М., Изд-во МГУ, 2000, 96 с.
Золотарев Г. С, Калинин Э. В., Минервин А.В. Учебное пособие по инженер­ной геологии.  - М.: Изд-во МГУ, 1970. 382 с.
Золотарев Г. С. Методика инженерно-геологических исследований.  - М.: Изд-во МГУ, 1990. 384 с.
Иванов П. Л. Грунты и основания гидротехнических сооружений.  - М.: Высшая школа, 1991. 447 с.
Коломенский Н.В., Комаров И. С. Инженерная геология / Учебник.  -  М.: Высшая школа, 1964. 480 с.
Ломтадзе В.Д.   Инженерная геология.   Специальная инженерная геология. - Л., 1978. 496 с.
Маслов Н. Н., Котов М. Ф. Инженерная геология / Учебник для вузов.  - М.: Изд-во литературы по строительству, 1971б 341 с.
Попов И.В. Инженерная геология / Учебник. - М., Госгеолиздат, 1951. 442 с.
Попов И. В. Инженерная геология / Учебник, 2-е изд.  - М.: Изд-во МГУ, 1959. 510 с.
Саваренский Ф.П. Инженерная геология. -  М.; Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1937, - 443 с.
Саваренский Ф.П. Инженерная геология. 2-е изд. -  М.;  ГОНТИ, 1939,  489 с.
Сергеев Е. М. Инженерная геология / Учебник.  - М.: Изд-во МГУ, 1978. 384 с.
Сергеев Е.М. Инженерная геология / Учебник. - М., Изд-во МГУ,  1982. - 247 с.
Учебное пособие по инженерной геологии / Ред.Г.С.Золотарев. - М., изд-во МГУ, 1989.
 

минерально-органическая, органоминеральная, многокомпонентная, многофазовая система, которая включает твердую, жидкую

и газообразную компоненты (как костную, так и живую) и изучается в инженерно-геологическом отношении.
В инженерно-геологической литературе четко обозначены два принципиально различных подхода к пониманию содержания термина «грунт».
Первый трактует «грунт» как специальный инженерно-геологический термин, который широко используется и в строительной литературе, строительной практике, и ряде других технических дисциплин.
Второй отрицает необходимость использования этот термина, считая его чуть ли не излишним.

Терминология

временной интервал вплоть до 50-х гг. XX в.
В

1934 г. М.М.Филатов писал:
«Почвы и горные породы, входящие в состав периферической части земной коры выветривания, служат естественными основаниями и материалами для различных инженерных сооружений, возведение которых связано с земляными работами.
В случае подземных сооружений они оказываются естественной средой, например при приложении метро, каналов, тоннелей, шахт и т.п. Толща земной коры, используемая и строительном деле, издавна получила название грунтовой, а почвы и горные породы, входящие в ее состав, именуются в строительной техника грунтами (грунт по-немецки — основание, основной материал) »
В 1938 г. М.М.Филатов более четко определил содержание понятия «грунт»:
«...под грунтами надлежит понимать почвы и горные породы, являющиеся основаниями, материалами и средой для инженерно-технических сооружений».

предлагал более широкое понимание содержания термина «грунт». Под грунтом

он понимал
«верхнюю часть земной коры, когда она рассматривалась как объект, интересующий строителей, независимо от ее использования в настоящем или будущем».

надо разуметь горную породу в сфере воздействия инженерною сооружения

или как объект инженерных мероприятий. Таким объектом может иногда быть не только естественный грунт, т.е. горная порода в естественных условиях своего залегания, но и в искусственных, например, грунт, идущий в тело насыпи, плотины. В изложенном выше понимании твердые, или «скальные», породы имеют такое же основание именоваться грунтами, как и рыхлые, поскольку эти породы рассматриваются с инженерной точки зрения».

в. ), характеризовался существенным расширением содержания объема понятия термина

«грунт» за счет четкого формулирования более широких целей исследования горных пород и почв как грунтов и, как следствие этого, логико-формального вовлечения в сферу исследования не только природно-технической литосистемы реальной, но и природной реальной и природно-технической литосистемой идеальной.

Е.М.Сергеев в 1952 г. определил рассматриваемый термин так:
«под грунтами следует понимать почвы и горные породы, которые преимущественно залегают в зоне выветривания и могут быть использованы в качестве оснований, материалов или среды для различных сооружений».
или :
«под грунтами понимают любые почвы и горные породы, в большинстве случаев залегающие в зоне выветривания и являющиеся объектом изучения в связи с использованием в строительстве и других областях техники».

(Е.М. Сергеев, Г.А. Голодковская, Р.С. Зиангиров, В.И. Осипов. В.Т.

Трофимов) в третьем издании учебника «Грунтоведение» (1971):
« Грунты — это любые горные породы и почвы, которые изучаются как многокомпонентные системы, изменяющиеся ко времени, с целью познания их как объекта инженерной деятельности человека».
В качестве компонент грунта авторы называли твердую, жидкую и газовую составляющие.

период 80-х и более поздних годов. Г.К.Бондарик в 1981

г. дал свое определение термина «грунт»:
«грунт есть минеральная (органоминеральная) фазовая система: включающая в общем случае твердую, жидкую и газообразную фазы. Твердая фаза грунта может быть представлена любой горной породой, горной породой и льдом, любой почвой».
Г.К.Бондарик «Теоретические основы инженерной геологии» (1985)
«под грунтами понимают любые горные породы, почвы и антропогенные геологические образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы, изучаемые в связи с инженерной деятельностью человека».

— широко распространенное в строительной практике условное прикладное наименование,

главным образом, песчаных и глинистых пород. Попытка обозначать этим термином любые горные пород не получила признания. Существуют международные ассоциации по механике грунтов и фундаментостроению и по механике скальных горных пород.
Ученые и инженеры первой занимаются изучением песчаных и глинистых пород в инженерном аспекте, а второй — изучением горных пород твердых (скальных) и относительно твердых (полускальных).
В инженерной геологии следует исходить из фундаментальных геологических понятий, т.е. все геологические образования земной коры, как природные, так и измененные инженерной деятельностью человека, следует называть горными породами».

породы, природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава,

образующие самостоятельные геологические тела, слагающие земную кору».

минер, агр. определенного состава и строения, сформировавшиеся в результате

геол. процессов и протекающие в земной коре в виде самостоятельных тел. С геохим. точки зрения Г.П. — естественные закономерные ассоциации м-лов, состоящие преимущественно из петрогенных элементов (главных хим. элементов породообразующих м-лов)... В соответствии с главными геол. процессами, приводящими к образованию Г.П., среди них различают 3 генетических класса: осад., магм. (изверженные) и мет.»

внимание на то, что перечень геологических объектов, которые могут

быть использованы в качестве грунтов, не включает геологические осадки.

Геологический словарь (1978) :

Осадки (геологические) - продукты, отложившиеся в результате физ., хим. и биологических процессов, еще не превращенные дальнейшими процессами в г.п. и лежащие на поверхности в зоне совр. осадконакопления (песок, ил, сапропель)... Г.п. (в том числе и несцементированные) нельзя называть осадками .

Почва — это особое природное образование, обладающее некоторыми свойствами, присущими живой и неживой природе. Почва состоит из генетических горизонтов, образующих почвенный профиль и возникающих в результате преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным воздействием воды, воздуха и организмов

в такое перечисление. В результате этого начало рассматриваемою определения

изменили так:
«Грунт — любая горная порода, осадок, почва и техногенные геологические образования, представляющие собой многокомпонентные системы, используемые...»
В ГОСТ 25100 это предложение не было включено.

техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную, многообразную геологическую систему, являющуюся

объектом инженерно-хозяйственной деятельности. Грунты могут служить основаниями зданий и сооружений, средой для их размещения, материалом для их возведения.