РОЗДІЛ 1. Інженерна геологія як наука. Основні відомості з історії розвитку Інженерної геології. Завдання інженерної геології на сучасному етапі розвитку економіки і господарства.

Date: 2015-10-07; view: 497.

ВСТУП

Зміст

вСТУП............................................................................................................................................................................................................ 5

РОЗДІЛ 1. Інженерна геологія як наука. Основні відомості з історії розвитку Інженерної геології. Завдання інженерної геології на сучасному етапі розвитку економіки і господарства. 5

1.1. Взаємозв'язок інженерної геології з іншими науками........................................................................................... 6

Розділ 2. Поняття про інженерно-геологічні умови......................................................................................... 9

2.1. Інженерно-геологічна оцінка геоморфологічних умов місцевості.......................................................................... 11

2.2. Інженерно-геологічна оцінка тектонічних особливостей місцевості та умов залягання порід................... 13

2.2.1. Тріщинуватість гірських порід та її значення під час інженерно-геологічної оцінки порід................. 15

2.2.2. Виявлення зон подрібнення і тріщинуватості гірських порід........................................................................... 16

2.3. Основні завдання літологічних і петрографічних досліджень для інженерно-геологічної оцінки місцевості. 18

2.3.1. Вплив петрографічних особливостей порід на оцінку інженерно-геологічних умов будівництва.... 19

2.3.2. Петрографічна характеристика основних типів гірських порід...................................................................... 20

2.4. Інженерно-геологічна оцінка гідрогеологічних умов місцевості............................................................................. 24

Розділ 3. Фізико-геологічні та інженерно-геологічні процеси і явища. принципи класифікації і загальна характеристика...................................................................................................................................................... 26

3.1. Інженерно-геологічна класифікація процесів і явищ.................................................................................................. 28

3.2. Вивітрювання гірських порід і основні його чинники.......................................................................................................... 29

3.2.1. Шляхи проникнення агентів вивітрювання в земну кору.................................................................................. 31

3.2.2. Зони вивітрювання порід............................................................................................................................................... 33

3.2.3. Вивчення вивітрювання для інженерно-геологічних завдань........................................................................... 34

3.2.4. Зовнішні ознаки вивітрювання порід та їх опис.............................................................................................. 35

3.2.5. Спостереження, необхідні для встановлення характеру і потужності захисних покриттів і ціликів. 38

3.2.6. Лабораторне вивчення вивітрілих порід.................................................................................................................... 39

3.2.7. Заходи боротьби з вивітрюванням гірських порід................................................................................................. 39

3.3. Сезонне та багаторічне промерзання гірських порід.......................................................................................................... 41

3.3.1. Будова товщі багаторічномерзлих порід.................................................................................................................... 42

3.3.2. Основні типи підземних льодів і процеси, що їх утворюють.............................................................................. 43

3.3.3. Фізичні процеси у промерзаючих гірських породах.............................................................................................. 44

Фізичні і механічні властивості мерзлих і відталих гірських порід........................................................................... 44

3.3.4. Фізико-геологічні явища, характерні для областей розвитку багаторічномерзлих порід...................... 45

3.3.5. Деформація споруд внаслідок явищ промерзання і відтанення....................................................................... 48

3.3.6. Особливості інженерно-геологічних досліджень в умовах розвитку багаторічномерзлих порід......... 48

3.3.7. Умови будівництва в районах розвитку багаторічномерзлих порід............................................................... 49

3.4. Діяльність вітру (еолові процеси).............................................................................................................................................. 50

3.4.1. Інженерно-геологічні дослідження еолових процесів........................................................................................... 50

3.4.2. Заходи боротьби з рухомими пісками......................................................................................................................... 51

3.5. Діяльність поверхневих вод........................................................................................................................................................ 52

3.5.1. Площинний змив і струменева ерозія.......................................................................................................................... 52

3.5.2. Яругоутворення.................................................................................................................................................................... 53

3.5.3. Діяльність річок................................................................................................................................................................... 54

3.5.4. Формування берегів природних і штучних водоймищ................................................................................................ 56

3.5.5. Заходи боротьби з морською абразією........................................................................................................................ 58

3.5.6. Переробка берегів і формування чаші водосховищ............................................................................................... 58

3.5.7. Захист берегів водоймищ від переробки і супутних явищ........................................................................... 60

3.6. Просідні явища в гірських породах........................................................................................................................................... 60

3.6.1. Будівництво на просідних породах.............................................................................................................................. 61

3.7. Карст................................................................................................................................................................................................ 62

3.7.1. Умови утворення і розвитку карсту, заходи боротьби з ним.............................................................................. 62

3.8. Болота і заболочені території.................................................................................................................................................... 65

3.8.1. Умови утворення боліт. Будівництво на заболочених територіях................................................................... 65

3.9. Діяльність підземних вод.......................................................................................................................................................... 67

3.9.1. Суфозійні явища.................................................................................................................................................................. 67

3.9.2. Завдання інженерно-геологічних досліджень і заходи боротьби з суфозією................................................ 68

3.9.3. Пливуни............................................................................................................................................................................ 68

3.9.4. Завдання інженерно-геологічних досліджень і заходи боротьби з пливунами........................................... 70

3.10. Дія гравітаційних сил на схилах............................................................................................................................................. 71

3.10.1. Зсуви....................................................................................................................................................................................... 71

3.10.2. Умови виникнення зсувного процесу....................................................................................................................... 72

3.10.3. Класифікація зсувів..................................................................................................................................................... 73

3.10.4. Заходи боротьби зі зсувами....................................................................................................................................... 73

3.10.5. Методи інженерно-геологічного вивчення зсувів............................................................................................ 74

3.10.6. Осипи, обвали, розсипи.............................................................................................................................................. 75

3.11. Діяльність внутрішніх сил Землі (землетруси)............................................................................................................... 77

3.11.1. Причини виникнення землетрусів............................................................................................................................. 77

3.11.2. Фізичні явища в породах, що відбуваються під час землетрусів.................................................................... 77

3.11.3. Оцінка сили землетрусів................................................................................................................................................. 78

3.11.4. Сейсмічне районування.................................................................................................................................................. 79

3.11.5. Умови будівництва в сейсмічноактивних районах............................................................................................ 79

3.12. Процеси, пов‘язані з інженерно-господарською діяльністю людини................................................................... 80

3.12.1. стискання грунтів під спорудами.............................................................................................................................. 80

3.12.2. Деформації, пов‘язані зі зміною побутового тиску.............................................................................................. 82

3.12.3. Гірничий тиск..................................................................................................................................................................... 82

3.12.4. Осідання земної поверхні під впливом відкачувань підземних вод або рідких чи газоподібних корисних копалин.............................................................................................................................................................................................. 83

розділ 4. Стадії проектування та склад інженерно-геологічних досліджень....................... 84

4.1. Категорії складності інженерних споруд............................................................................................................................ 84

4.2. Класифікація інженерно-геологічних умов ділянок будівництва інженерних споруд................................... 85

4.3. Стадії проектування інженерних споруд. Склад та порядок розробки проектної документації................ 86

4.4. Інженерні вишукування для будівництва інженерних споруд................................................................................. 87

4.5. Інженерно-геологічне випробування................................................................................................................................... 89

розділ 5. МЕТОДИ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНОЇ ОЦІНКИ МАСИВІВ ГІРСЬКИХ ПОРІД.................................. 90

Список літератури........................................................................................................................................................................ 92

Інженерна геологія має свій предмет, свої завдання і методи досліджень. Вона розробляє широке коло наукових геологічних проблем і розв'язує практичні завдання, що виникають під час проектування та будівництва різноманітних споруд (цивільних і промислових будівель, міст, доріг, мостів, гідровузлів, теплових і атомних електростанцій, тунелів і метрополітенів, аеродромів, портів, шахт, кар'єрів тощо), під час виконання інженерних робіт з покращання територій (осушення, зрошення, боротьба зі зсувами, сельовими та іншими геологічними явищами), а також під час виконання гірничих робіт на родовищах корисних копалин.

В підручнику розглядається коло завдань, питань і проблем, що становлять зміст головної частини курсу інженерної геології. В ньому наводяться основні положення про геологічні умови будівництва, які визначаються на підставі вивченні рельєфу території будівництва, її геологічної будови, гідрогеологічних умов, поширення тих чи інших типів гірських порід, структурно-тектонічної обстановкиі розвитку геологічних процесів і явищ. В основу посібника покладено курс лекцій, який автор читає на геологічному факультеті Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Посібник відповідає програмі курсу, котра була свого часу скорочена у зв'язку з переходом на нові освітні стандарти. Тому посібник розрахований не лише на студентів спеціальності «гідрогеологія», але й на студентів ряду інших геологічних спеціальностей. Автор намагався відібрати з циклу інженерно-геологічних дисциплін те, що конче необхідно знати геологам інших спеціальностей. Внаслідок скорочення обсягу лекційних годин довелося відмовитися від викладення в посібнику основ регіональної інженерної геології, яка є невід'ємною частиною інженерної геології і читається тепер лише для студентів-гідрогеологів. Під час розробки посібника автор базувався на результатах новітніх теоретичних досліджень в галузі інженерної геологій та суміжних наук, практики інженерних вишукувань та досвіду проектування, будівництва і експлуатації будівель і споруд.

Перший розділ посібника містить короткі відомості про суть інженерної геології, місце її в ряду інших геологічних наук та історію становлення й розвитку.

У другому розділі посібника подається опис тієї геологічної обстановки, яка вивчається й піддається оцінці під час інженерно-геологічних досліджень. Тут розглядаються інженерно-геологічні завдання, що розв'язуються за допомогою геоморфологічних, тектонічних та інших методів досліджень.

У третьому розділі розглядаються фізико-геологічні та інженерно-геологічні процеси і явища, які впливають на оцінку умов будівництва.

Четвертий розділ містить у собі поняття про стадійність інженерно-геологічних вишукувань відповідно до чиннних нормативних документів, а п'ятий – короткі відомості про методи інженерно-геологічної оцінки масивів гірських порід.

Автор висловлює подяку завідувачу кафедри гідрогеології та інженерної геології О.Є.Кошлякову та доценту С.В.Корнєєнку за рецензування посібника і цінні зауваження, висловлені при цьому, а також співробітникам кафедри, котрі надавали технічну допомогу під час підготовки електронної версії посібника до публікації.

Інженерна геологія входить у систему геологічних знань про Землю і є геологічною наукою, що межує з технічними науками (будівельною, гірничою), тісно пов‘язана з геологічними (стратиграфією, тектонікою, літологією, гідрогеологією) та іншими природними науками.

Основоположник інженерної геології акад. Ф.П.Саваренський вважав, що “інженерна геологія є галуззю геології, яка трактує питання прикладення геології до інженерної справи”. В одній із своїх робіт (ще у 1934 р.) він писав, що перед інженерною геологією постає подвійне завдання: 1) вибрати і вивчити на наукових засадах місця зведення споруд і 2) дати прогноз зміни природних умов внаслідок втручання людини.

Приблизно в той же час Г.М.Каменський (1936) ввів поняття про інженерно-геологічні процеси та явища. Їх вивчення, оцінка і прогнозування складають основне завдання інженерної геології. До них належать сучасні геологічні процеси та явиша, викликані природними факторами, але змінені (активізовані) інженерно-будівельною діяльністю людини, а також утворені знову під її впливом. Типові приклади – це переробка берегів водосховищ, вплив фільтраційних потоків на гірські породи, зсуви на берегах кар‘єрів і укосах виїмок і т.д. У кожного геологічного процесу є свій інженерно-геологічний аналог.

На думку В.В.Приклонського (1949), інженерна геологія складається з трьох основних розділів:

1) вчення про гірські породи як ґрунти, включаючи і технічну меліорацію;

2) вчення про інженерно-геологічні явища;

3) регіональна інженерна геологія.

За означенням І.В.Попова, інженерна геологія – це галузь геології, що вивчає будову і динаміку верхньої частини літосфери (гелогічного середовища), як об‘єкт будівельної діяльності людини.

Головними теоретичними й практичними завданнями інженерної геології на сучасному етапі є:

1) вивчення діяльності людини у верхній частині літосфери як геологічного фактора;

2) оцінка інженерно-геологічних умов (гірських порід, підземних вод, геологічних процесів тощо);

3) просторово-часовий прогноз взаємодії геологічного середовища та інженерних споруд (у кількісній формі);

4) обгрунтування методів управління геологічними та інженерно-геологічними процесами;

5) спеціалізована типізація та районування території і масивів порід з метою раціонального їх використання, охорони оточуючого середовища і виконання вишукувань.

Таким чином, інженерна геологія є наукою про формування й зміни інженерно-геологічних умов територій, про геологічні умови будівництва і експлуатації споруд, раціональне використання геологічного середовища та його охорони в зв'язку з розвитком геологічних процесів і явищ.