МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

ФГОУ СПО КАЗАНСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ

Курс лекций

по дисциплине

«Основы инженерной геологии»

Для студентов по специальности 270103

«Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

Рассмотрено на заседании ПЦК

___________________________

Протокол № ___ от __________

Председатель ПЦК __________

Согласовано на заседании ПЦК

___________________________

Протокол № ___ от __________

Председатель ПЦК __________

«Согласовано»

Протокол методического Совета колледжа

№_______от__________________________

Подпись Зам. директора по НМР_________

КАЗАНЬ 2011

Автор:

- преподаватель специальных дисциплин Казанского строительного

колледжа первой категории – Мифтахова Эльвира Ильдусовна

Рецензенты:

- преподаватель специальных дисциплин Казанского строительного колледжа высшей категории – Бойчук Ирина Геннадьевна

- доцент кафедры «Основания, фундаменты, динамика сооружений и инженерная геология» Казанского государственного архитектурно-строительного университета, кандидат геолого-минералогических наук – Згадзай Л.К.

Краткая аннотация:

Курс лекций дисциплины «Основы инженерной геологии» разработан для студентов, обучающихся по специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» в соответствии со стандартом ГОС СПО № 20-2902-Б от 23.04.02 и содержит пояснительную записку, лекционный материал, вопросы для самоконтроля, экзаменационные вопросы, список литературы и приложения.

Пояснительная записка

Курс лекций дисциплины «Основы инженерной геологии» разработан для студентов, обучающихся по специальности 270103 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений» в соответствии со стандартом ГОС СПО № 20-2902-Б от 23.04.02.

Учебная дисциплина «Основы инженерной геологии» является общепрофессиональной.

Курс лекций представляет основы геологии, гидрогеологии, геоморфологии, инженерно-геологических изысканий и включает в себя изучение геологических процессов и явлений, минералов и горных пород, типов и форм рельефа.

В курсе лекций изложены современные представления о геологии. Представлен материал по грунтам, подземным водам и геоморфологическим процессам как основным объектам инженерной геологии.

Курс лекций по своему содержанию является универсальным и может быть использован студентами и преподавателями средних специальных учебных заведений строительных специальностей при изучении дисциплины «Основы инженерной геологии».

Введение

Геология — наука о Земле, о ее составе, строении и развитии, о геологических процессах, протекающих на Земле и в ее оболочках (сферах). Основным объектом изучения геологии является литосфера, - наружная оболочка Земли, сложенная твердыми горными породами. Она служит источником минерального сырья, вместилищем нефти, газа, подземных вод и средой для строительства различных инженерных сооружений.

Начало накопления знаний о строении земной коры и различных геологических процессах восходит к истокам цивилизации. Люди использовали каменные материалы, руды, соль, подземную воду и другие природные ресурсы уже в древнейшие эпохи.

Развитие цивилизации зависело от того, какие богатства природы, богатства земных недр люди умели находить и использовать. Даже в названиях: «каменный век», «бронзовый век», «железный век» — отражено это умение использовать камни и металлы в качестве оружия, орудия труда, сырья, строительных материалов.

Геология является сложной комплексной наукой, в недрах которой сформировались и развиваются несколько циклов научных дисциплин о Земле, изучающих различные ее геологические аспекты. Вещественный состав Земли и ее недр изучается науками геохимического цикла: кристаллографией (наукой о кристаллах), минералогией (наукой о минералах), петрографией (наукой о горных породах), почвоведением (наукой о почвах). В совокупности эти науки образуют геохимию, занимающуюся изучением вещественного состава земных недр, распределением, взаимодействием и перемещением ее химических элементов.

Происходящие в недрах литосферы и на ее поверхности геологические процессы изучаются науками, составляющими динамическую геологию. В нее входят: геотектоника (наука об условиях залегания горных пород, о движении земной коры и ее деформациях), учение о магматизме, сейсмология (наука о землетрясениях), учение о метаморфизме (изменениях горных пород в недрах Земли), учение о выветривании, учение о седиментации (накоплении осадков) и другие научные отрасли геологии.

История развития Земли и органической жизни на ней изучается также циклом наук, образующих историческую геологию. В нее входят стратиграфия — учение о слоях осадочных пород, палеонтология учение об ископаемых остатках организмов, палеогеография — учение о физико-географической обстановке в прошлом, собственно историческая геология и др.

Гидрогеология (геология подземных вод) — наука о подземных водах земной коры. Она изучает геологическую роль, происхождение, формирование, закономерности распространения и движения подземных вод, а также их физические и химические свойства. Гидрогеология возникла и развивалась как наука, удовлетворяющая запросы практики и народного хозяйства. Сейчас она превратилась в своеобразную самостоятельную науку, призванную способствовать наиболее рациональному и комплексному использованию подземных вод и других минерально-сырьевых ресурсов.

Самостоятельными разделами гидрогеологии являются: общая гидрогеология, которая изучает происхождение подземных вод, условия их залегания, движение, физические свойства и химический состав; динамика подземных вод рассматривает закономерности движения, режима и баланса подземных вод под влиянием естественных и искусственных факторов, разрабатывает методы количественной оценки и управления движением подземных вод; методика гидрогеологических исследований занимается методами и приемами проведения гидрогеологических исследований для решения различных народнохозяйственных задач; гидрогеология месторождений полезных ископаемых изучает подземные воды применительно к задачам геолого-промышленной оценки месторождений, промышленного их освоения и разработки; учение о минеральных, промышленных и термальных подземных водах рассматривает вопросы формирования месторождений минеральных, промышленных и термальных вод и их практического использования; региональная гидрогеология изучает закономерности распространения подземных вод в различных физико-географических условиях; мелиоративная гидрогеология занимается вопросами изучения и улучшения гидрогеологических условий территорий для их наиболее рационального сельскохозяйственного освоения (орошения, осушения, обводнения).

Из краткого рассмотрения содержания разделов гидрогеологии видно, что современная гидрогеология из науки, изучающей природные процессы,

становится наукой, управляющей этими процессами и ставящей их на службу обществу.

Инженерная геология — наука о свойствах горных пород, физико-геологических процессах и их изменениях под воздействием естественных и искусственных факторов. Она изучает горные породы (грунты) как основания или среду для возведения инженерных сооружений и их последующей эксплуатации, разрабатывает прогнозы взаимодействия инженерных сооружений и геологической среды и мероприятия, обеспечивающие устойчивость и нормальную эксплуатацию проектируемых сооружений. Инженерная геология тесно связана с гидрогеологией, так как подземные воды оказывают большое влияние на строительные свойства горных пород, развитие различных физико-геологических явлений, на условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений. Отсюда становится понятно, насколько велико значение этой науки и выполняемых инженерно-геологических и гидрогеологических исследований для обоснования различных видов строительства — гражданского, промышленного, оборонного, гидротехнического, мелиоративного, транспортного и др.

В настоящее время инженерная геология развивается как комплексная наука. Она включает следующие разделы:

грунтоведение изучает состав, строение, состояние и свойства грунтов как основания и среды для возведения инженерных сооружений, разрабатывает методы улучшения свойств механики грунтов, рассматривает механические свойства грунтов и закономерности их поведения при воздействии инженерных сооружений, разрабатывает методы инженерных прогнозов;

методика инженерно-геологических исследований изучает методы и приемы организации и проведения инженерно-геологических исследований для решения различных народнохозяйственных задач;

региональная инженерная геология рассматривает и оценивает инженерно-геологические условия отдельных территорий и регионов, разрабатывает методы регионального изучения и оценки инженерно- геологических условий применительно к различным видам строительства.

Большое значение имеют молодые разделы инженерной геологии:

мерзлотоведение и механика мерзлых грунтов, занимающиеся соответственно изучением строения, состава и свойств мерзлых грунтов и их поведения при воздействии инженерных сооружений. Важность этих разделов обусловлена тем, что зона развития многолетнемерзлых пород занимает около половины территории нашей страны.

Для изучения геологического строения, гидрогеологических и инженерно - геологических условий участков земной коры при решении различных народнохозяйственных задач выполняется комплекс геолого-гидрогеологических, инженерно-геологических и других исследований. В него обычно входят:

1) сбор, обобщение и анализ материалов предыдущих исследований,

2) рекогносцировочные комплексные или специализированные (гидрогеологические, инженерно-геологические и др.) исследования,

З) комплексные или специализированные съемки и картирование,

4) разведочные работы (бурение скважин, проходка шурфов, шахт и других разведочных выработок),

5) полевые, опытно-фильтрационные и инженерно-геологические работы,

б) лабораторные работы,

7) моделирование,

8) стационарные гидрогеологические и инженерно-геологические наблюдения,

9) топогеодезические работы,

10) геофизические исследования.