 |
История возникновения и развития инженерной геологии.
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
В настоящем учебном пособии, в основу которого положен курс лекций, читаемых автором студентам геологоразведочного факультета, в краткой форме изложены основные положения инженерной геологии, приведена современная понятийная база, охарактеризованы цели, задачи, содержание главных направлений науки- грунтоведения и экзогеодинамики. В отдельную лекцию выделена тема инженерно-геологических исследований при разведке и разработке месторождений.
Лекция 1
Инженерная геология (предмет, содержание, структура науки, история возникновения, связь с другими науками, компоненты инженерно-геологических условий, методы получения информации).
Масштабы и интенсивность строительной и хозяйственной деятельности человека стремительно возрастают. Широко известны примеры создания в нашей стране таких уникальных сооружений как массивные бетонные плотины Саяно-Шушенской, Красноярской и Братской ГЭС высотой более 100м, в бывшем СССР арочная плотина Ингури ГЭС (270 м), каменнонабросная плотина Нурекской ГЭС (300 м), каналы Каракумский канал длиной более 1000 км, Иртыш-Караганда (около 450 км), грандиозные транспортные системы и объекты.
Не менее интенсивна деятельность человека и в связи с добычей полезных ископаемых: в России действуют десятки железнорудных и угольных карьеров глубиной более 150м, проектируются карьеры глубиной более 600м. Объемы земляных работ при строительстве и добыче полезных ископаемых соизмеримы с геологическими процессами, протекающими на Земле. Например, только выемка грунта при гидротехническом строительстве и добыче полезных ископаемых ежегодно составляет многие миллионы кубических метров, что вполне сопоставимо с результатами деятельности такого природного процесса, как речная эрозия. В состав многих гидротехнических сооружения входят плотины и дамбы из местных материалов: каменно-земляные, намывные из песка и гравийно-песчаной смеси, насыпные из различных грунтов. Объем материала Нурекской плотины составляет 56 млн.м3. Суммарные объем грунта, образующего дамбы (их общая длина более 12,5км), входящие в напорный фронт плотины Горьковской ГЭС на р. Волге составляет 15 млн.м3.
|
|
|
В.И.Вернадский в работе «Несколько слов о ноосфере», (ноосфера - сфера разума) в 1944 году, указывал, что с появлением человека, несомненно, возникла новая огромная геологическая сила на поверхности нашей планеты. Деятельность человека противоречива: в одних случаях она созидательна, а в других разрушительна, так как приводит к нарушению природного равновесия и вызывает развитие геологических процессов, изменяющих геологическую среду.
Геологическая среда - это окружающие нас геологические условия. /В.Д.Ломтадзе/. Геологическая среда возникает и изменяется во взаимодействии с атмосферой, гидросферой и внутренними сферами Земли. Изучают геологическую среду науки геологического цикла, в том числе и инженерная геология, для которой она является объектом исследований.
Инженерная геология является отраслью геологии, изучающей динамику верхних горизонтов земной коры в связи с инженерной деятельностью человека /И.В.Попов/.
Современное, более расширенное определение дает Г.К.Бондарик /1/. Инженерная геология - наука о свойствах литосферы и ее движении, обусловленном ее взаимодействиями с внешними средами (гидросферой, атмосферой, ноосферой) в том числе взаимодействиями с сооружениями или продуктами (проявлениями) человеческой деятельности.
История возникновения и развития инженерной геологии.
Возникновение инженерной геологии связано со строительством. Можно выделить два этапа становления науки:
|
|
|
Первый этап. Строители самостоятельно изучали горные породы, которые служили основанием, средой и материалом сооружений от курганов и пирамид до христианских храмов. Знание инженерно-геологических условий, умение приспособить сооружение к местным ИГУ, поражает в дошедших до нас постройках. Научные исследования и обобщение накопленного материала относятся к первому десятилетию Х1Хв. В монографиях, «как строить надежно, рационально при наименьших затратах», появились главы, содержащие характеристики грунтов, залегающих в основании фундаментов и методов их изучения.
Второй этап. Привлечение геологов к изучению геологических условий для строительства (20-е годы Х1Х в - 20-е годы ХХ века).
В России, при строительстве железных дорог, известнейшие геологи того времени - И.В.Мушкетов, В.А.Обручев, А.В.Павлов, привлекались для консультаций. В 1903г. А.В.Павлов опубликовал работу «Оползни Симбирского и Саратовского Поволжья», которую можно рассматривать как первую крупную инженерно-геологическую монографию.
В 1923 году как самостоятельное научное направление возникло грунтоведение, которое изучает состав и свойства горных пород, рассматриваемых при размещении сооружений, как грунты, то есть, как объект инженерно-строительной деятельности человека. Однако, при размещении крупных гидротехнических, промышленных сооружений в сложных условиях выяснилось, что одних данных о составе и свойствах грунтов недостаточно. Для выбора наилучшего участка строительства и объективной оценки вариантов необходимы были не только знания о грунтах, но широкий круг сведений о геологическом строении территории, физико-географических особенностях ее, о протекании геологических процессов, о гидрогеологических особенностях, а главное нужна оценка поведения природной геологической обстановки при строительстве и эксплуатации сооружения. Изучение этих вопросов взяла на себя новая наука - инженерная геология.
Термин «Инженерная геология» употребляли русские геологи с начала 20-х годов ХХ века. В 1929г. на немецком языке появилось книга Редлиха, Кампе, Терцаги «Инженерная геология», но как наука инженерная геология оформилась в СССР. Одним из основоположников инженерной геологии является академик Ф.П.Саваренский (1881-1946), который считал, что инженерная геология должна «изучать геологические процессы и физико-технические свойства горных пород, определяющие условия возведения сооружений и направление инженерно-геологических мероприятий по обеспечению устойчивости земляных масс».
|
|
|
В 1929 году была открыта кафедра инженерной геологии в ЛГИ, в 1932г. - в МГРИ, в 1938 году в МГУ.
В 1937 году в свет вышли книги Ф.П.Саваренского «Инженерная геология» и «Методика инженерно-геологических исследований для гидротехнического строительства» (М.П.Семенов, Н.И.Бендиман, М.М.Гришин), которые окончательно закрепили представление об инженерной геологии, как новой отрасли геологической науки.
Большое значение для развития инженерной геологии имели работы Ф.П.Саваренского, И.В.Попова, Н.Н.Маслова, В.А.Приклонского, Н.В.Коломенского, Е.М.Сергеева и других ученых, принимавших участие в широко поставленных изысканиях и исследованиях под строительство ГЭС на Волге, впервые сооружаемых на глинистых грунтах, по трассе канала Москва-Волга и других грандиозных строек социализма.
После войны инженерная геология интенсивно развивалась в связи с освоением новых районов, строительством ГЭС на Волге, сибирских реках, а затем с началом освоения Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции и строительством БАМа.
В 1968 году вышла в свет инженерно-геологическая карта СССР под редакцией М.В.Чуринова. В 1976-1977 годах была опубликована сводная работа «Инженерная геология СССР»в 8 томах, в подготовке которой приняли участие практически все инженеры-геологи СССР. В 1991-1992 годах вышли первые тома второго обновленного издания «Инженерная геология СССР».
В СССР, а в настоящее время в РФ, сложилась практика обязательного проведения инженерно-геологических изысканий перед строительством любых сооружений. В настоящее время изданы методические руководства и рекомендации по проведению всех видов инженерно-геологических съемок и изысканий под все виды строительства. Большая часть параметров и характеристик, используемых в инженерной геологии, определяются в соответствии с государственными стандартами (ГОСТами).Требования к инженерно-геологическому изучению участков и площадок нормированы. Они должны выполняться в соответствии с главами строительных норм и правил (СНиП).
|
|
|
