Что изучает инженерная геология

Геология, за все время своего существования, как науки, породила десятки подчиненных ей наук и дисциплин. Тотальное изучение недр Земли, история зарождения и движения различных ее слоев, анализ почвы, полезных ископаемых, попытки прогнозировать землетрясения – это лишь маленькая вершинка огромного айсберга конгломерата наук под гербом геологии.

Сегодня же мы поговорим о науке, которая стоит на стыке деятельности двух творцов. Солнечной системы, как «архитектора» нашей планеты и, собственно, любого архитектора из рода человеческого. Инженерная геология – это наука взаимодействия геологических объектов (чаще всего – грунтов) с инженерными сооружениями человечества. Влияние геологических объектов на конструкции инженеров и наоборот. Возможность использования этих объектов, как фундамент для человеческих построек. Эти и некоторые другие нюансы современной инженерной геологии мы и обсудим в статье.

Немного истории

Инженерная геология зародилась, как наука, в XIX веке. В России подвижки среди данного направления науки появились в связи со строительством железных дорог. (1842 – 1914 г.г.). В данных мероприятиях оставили свой след такие геологи, как А.П. Павлов, А.П. Карпинский, В.А. Обручев, И.В. Мушкетов, Ф.Ю. Левинсон-Лессинг и др. Окончательно наука сформировалась в 1920 году не без помощи В. А. Приклонского, И. В. Попова, Е. М. Сергеева, Ф. П. Саваренского и др.

Сформировавшись, инженерная геология вступила в свой первый этап развития. Всего этих этапов на сегодняшний день три:

• первый, начавшийся в год основания и продлившийся до 1940 года. В этот период методики инженерно-геологических исследований вместе с инженерной геодинамикой объединились в известное нам сейчас понятие инженерной геологии.
• с 1940 по 1980 годы в науке сформировались четкие три направления: региональной инженерной геологии, грунтоведения и инженерной геодинамики. Были созданы прикладные разделы наук, которые помогали при проектировании государственных объектов. В этот же период мир увидел 8-томник «Инженерная геология СССР».
• третий период, длящийся до сих пор с 1980 года, является периодом окончательного формирования науки и ее дополнительных дисциплин. Обладая мощной теоретической базой и достаточно обширным аппаратурно-методическим комплексом, ученые в состоянии теперь проводить инженерно-геологические исследования всей нашей планеты глобально.

Цели и задачи

Основной целью данной науки является устойчивость фундаментов сооружений, обеспечение безопасности выполнения геологических работ в горах.

Задачами, которыми озабочена инженерная геология, являются, во-первых – анализ возможных деформаций горных выработок в зонах контакта, определение поведенческо-временной модели горизонтальных и вертикальных выработок в следствие снижения уровня подземных вод и увеличением объемов горных работ.

Во-вторых – анализ поведения грунтов при выполнении горных работ в различных температурных средах (таяние, заморозка), при транспортировке пород, ударных нагрузках и т.д.

В-третьих – выполнение расчетов наиболее устойчивых углов для наклона уступов и бортов карьеров, углов наклона пород, фундаментов сооружений, процессов оседания поверхности при понижении отметки протекания подземных вод.

Взглянув на эту цель и задачи, становится очевидным, что эта дисциплина является действительно вспомогательной для геологии, более всего акцентирующей внимание на взаимодействие человека с планетой и на безопасность проводимых человеком инженерных работ.

При выборе локации для постройки инженерного сооружения могут понадобиться знания не только инженерной геологии. Также было бы неплохо узнать мнение минерологов, сейсмологов, геодинамиков и вулканологов.

Создавайте будущее вместе с нами

Присоединяйтесь к нашей команде: мы создаем финтех-сервисы для 28 млн клиентов и опережаем рынок на 5 лет. Работаем на результат и делаем больше, чем от нас ждут.

Разделы науки

Данная вспомогательная для геологии наука также имеет свои дисциплины, свои подпункты. На данный момент разделов инженерной геологии три:

• горнопромышленная инженерная геология – обеспечивает все необходимые расчёты и анализы во время возведения и эксплуатации инженерных объектов;
• инженерная геодинамика – раздел, изучающий все геологические силы и процессы, влияющие на инженерные сооружения;
• инженерное грунтоведение – предметом изучения являются грунты, горные породы, их свойства, поведение при взаимодействии с постройками и при выполнении работ.

Предмет изучения

Так как человечество никаких своих сооружений в земной мантии, и, уж тем более, в ядре не возводило – очевидно, что инженерная геология – наука, непосредственным предметом изучения которой является земная кора. Она покрывает нашу планету неравномерным слоем глубиной от 30, до 2900 км в некоторых местах.

Весь слой земной коры представляет собой горные породы различных составов. Те породы, с которыми так или иначе взаимодействует человечество, называют грунтами. Данное определение не зависит от плотности или состава исследуемых пород. Главный фактор – именно присутствие деятельности человека.

Сами грунты, в свою очередь делят на осадочные метаморфические и магматические. И пусть осадочные грунты являются лишь двадцатой частью от всего состава земной коры, но они покрывают три четверти суши, потому и являются наиболее исследуемыми.

Виды проводимых работ

Для начала строительства необходимо в выбранном месте предварительно провести некий комплекс мероприятий. Речь идет о инженерно-геологической разведке, съемке и рекогносцировочных работах.

Инженерно-геологическая разведка является способом получения данных горно-геологического характера, которые описывают интересующую нас для возведения построек местность. При разведке проводят фотосъемки с воздуха, делают диаграммы, графики местности, проводят камеральную обработку. Потом проводятся, при необходимости, буровые работы, геофизические, лабораторные. Породы и грунты тестируются полевыми и лабораторными испытаниями. В конце проводят итоговую камеральную обработку.

Рекогносцировочные работы необходимы для определения потребности в более подробных исследованиях, анализах при рассмотрении уже полученных геолого-геофизических данных. Если всех данных достаточно – остается лишь перейти к съемке.

Инженерно-геологическая съемка заключает в себе исследование гидрогеологии и геоморфологии интересующих территорий, определение геологических свойств грунтов, пород, анализ активности тех или иных геологических процессов. Весь комплекс мероприятий проводится, чтобы локация, в которой планируется возведение сооружения, обладала как можно более полной инженерно-геологической оценкой. Если все условия благоприятствуют строительству, следующим этапом является составление проектной, финансовой и рабочей документации.

Подводя итог

Напоследок хотелось бы отметить очевидную важность инженерной геологии, как науки. Ведь, если мы живем на этой планете, используем ее ресурсы, строим здания на ее грунтах, то имеет смысл вдумчиво разобраться, в каких местах можно построить плотину или проложить железную дорогу, в каких местах опасно возводить мост, а в каких инженерные сооружения просто необходимы, дабы предотвратить нежелательные последствия в виде буйства сил природы.