Инженерная геология

Применение геологии в инженерной практике

Инженер-геолог, выкачивающий керн на месторождении в Западной Австралии.

Инженерная геология - это применение геологии к инженерного исследования с целью обеспечения признания и учета геологических факторов, касающихся расположения, проектирования, строительства, эксплуатации и технического обслуживания инженерных работ за. Инженерные геологи предоставляют геологические и геотехнические рекомендации, анализ и проектирование, связанные с человеческим развитием и различными типами структур. Сфера инженерных геологов находится в основном в области взаимодействия земли и конструкции или исследования того, как земля или земные процессы влияют на созданные человеком конструкции и деятельность человека.

Инженерно-геологические исследования могут выполняться на этапах планирования, анализа воздействия на окружающую среду, гражданского или структурного инженерного проектирования, стоимостного проектирования и строительства общественных и частных строительных проектов, а также на этапах после строительства и судебной экспертизы проектов. Работы, выполненные инженерными геологами, включают:, геотехнические, свойства материалов, оползни и устойчивость склонов, эрозия, затопление, обезвоживание и сейсмические исследования и т. д. Инженерно-геологические исследования выполняются геологом или инженерным геологом, который имеет образование, подготовку и имеет опыт, связанный с распознаванием и интерпретацией природных процессов, понимание того, как они процессы воздействуют на сооружения, созданные руками человека (и наоборот), а также знание методов снижения опасностей, возникающих в результате неблагоприятных природных или антропогенных условий. Основная задача инженера-геолога - защита жизни и имущества от повреждений, вызванных различными геологическими условиями.

Практика инженерной геологии также очень тесно связана с практикой инженерной геологии и инженерной геологии. Если есть разница в содержании дисциплин, то в основном это связано с подготовкой или опытом практикующего специалиста.

Содержание

1 История
2 Практика
3 Объем исследований
4 Геологические опасности и неблагоприятные геологические условия
5 Механика грунтов и горных пород
6 Методы и отчетность
7 См. Также
8 Ссылки
- 8.1 Инженерная геология
- 8.2 Геологическое моделирование

История

Хотя изучение геологии существовало веками, по крайней мере, в ее В современной форме наука и практика инженерной геологии начинались как признанная дисциплина только в конце 19 - начале 20 веков. Первая книга под названием «Инженерная геология» была опубликована в 1880 году Уильямом Пеннингом. В начале 20 века Чарльз Берки, американский геолог, который считался первым американским инженером-геологом, работал над несколькими проектами водоснабжения Нью-Йорка, а затем работал над плотиной Гувера и множеством других объектов. другие инженерные проекты. Первый американский учебник инженерной геологии был написан в 1914 году Райсом и Ватсоном. В 1921 году Реджинальд У. Брок, первый декан факультета прикладных наук Университета Британской Колумбии, начал первые программы бакалавриата и магистратуры по геологической инженерии, отметив, что студенты с инженерным образованием стали первоклассными практикующими геологами. В 1925 г. Карл Терзаги, австрийский инженер и геолог, опубликовал первый текст в «Механике грунтов» (на немецком языке). Терзаги известен как основоположник механики грунтов, но также проявлял большой интерес к геологии; Терзаги считал механику грунтов одной из дисциплин инженерной геологии. В 1929 году Терзаги вместе с Редлихом и Кампе опубликовали собственный текст по инженерной геологии (также на немецком языке).

Потребность в геологе для инженерных работ привлекла внимание всего мира в 1928 году после выхода из строя Св. Фрэнсис Дам в Калифорнии и гибель 426 человек. Еще больше технических сбоев, которые произошли в последующие годы, также побудили инженеров-геологов работать над крупными инженерными проектами.

В 1951 году одно из самых ранних определений «инженер-геолог» или «профессиональный инженер-геолог» было дано Исполнительным комитетом отдела инженерной геологии Геологического общества Америки.

Практика

Одна из важнейших ролей инженеров-геологов - это интерпретация форм рельефа и земных процессов для выявления потенциальных геологических и связанных с ними техногенных опасностей, которые могут иметь большое влияние на гражданские сооружения и человеческое развитие. Опыт геологии дает инженеру-геологу понимание того, как устроена земля, что имеет решающее значение для минимизации опасностей, связанных с землей. Большинство инженеров-геологов также имеют ученые степени, в которых они получили специальное образование и подготовку в областях механика грунта, механика горных пород, геотехника, грунтовые воды, гидрология и гражданское проектирование. Эти два аспекта образования инженеров-геологов дают им уникальную способность понимать и смягчать опасности, связанные с взаимодействием земли и конструкции.

Объем исследований

Инженерно-геологические изыскания и исследования могут быть выполнены:

для жилых, коммерческих и промышленных объектов;
для правительственных и военных установки;
для общественных работ, таких как ливневая канализация, электростанция, ветряная турбина, линия электропередачи, канализация очистное сооружение, водоочистное сооружение, трубопровод (акведук, канализация, водосток ), тоннель, бестраншейное строительство, канал, плотина, водохранилище, фундамент здания, железная дорога, транзит, шоссе, мост, сейсморазведка, электростанция, аэропорт и парк;
для разработки шахты и карьера, хвостохранилища шахты, рекультивации шахты и проходки туннелей ;
в заболоченных землях и программы восстановления среды обитания ;
для государственных, коммерческих, или участки рекультивации опасных промышленных отходов;
для берегового строительства, восполнения песка, обрыва или морского утеса устойчивости, гавани, пирс и разработка набережной;
для морского выхода, буровой платформы и подводного трубопровода, подводный кабель; и
для других типов объектов.

Геологические опасности и неблагоприятные геологические условия

Типичные геологические опасности или другие неблагоприятные условия, оцененные и смягченные инженером-геологом включают:

разрыв разлома при сейсмически активных разломах ;
сейсмических и землетрясениях опасности (сотрясение грунта, разжижение, цунами и сейш );
оползень, селевой поток, камнепад, селевой поток и вывал опасности ;
и устойчивость склонов ;
эрозия ;
гашение и вспучивание геологических образований, таких как иней пучение ;
грунт проседание (например, из-за изъятия грунтовых вод, провала воронки, обрушения пещеры, разложения органических почв, и тектоническое движение);
вулканические опасности (вулканические извержения, горячие источники, пирокластические потоки, сельный поток, обломки ava ланче, вулканические землетрясения );
или горные породы, требующие сильного взрыва или взрывных работ ;
слабых и разрушающихся грунтов, разрушения опоры фундамента;
неглубокие грунтовые воды / просачивание; и
другие типы геологических ограничений.

Инженер-геолог или геофизик может быть привлечен для оценки способности к выемке грунта (т. е. рыхлости ) грунтовых (горных) материалов для оценки необходимости предварительных взрывных работ во время строительства земляных работ, а также связанных с ними ударов из-за вибрации во время взрывных работ на проектах.

Механика грунтов и горных пород

Механика грунтов - это дисциплина, в которой применяются принципы инженерной механики, например кинематика, динамика, механика жидкости и механика материалов для прогнозирования механического поведения грунтов. Механика горных пород - это теоретическая и прикладная наука о механическом поведении горных пород и горных массивов; это та отрасль механики, которая занимается реакцией горных пород и горных масс на их физическое окружение. Все основные процессы связаны с поведением пористой среды. Вместе механика грунтов и горных пород является основой для решения многих задач инженерной геологии.

Методы и отчетность

Методы, используемые инженерными геологами в своих исследованиях, включают

картирование геологических полей геологических структур, геологических формаций, почвенных единиц и опасности;
обзор геологической литературы, геологических карт, геотехнических отчетов, инженерных планов, экологических отчетов, стереоскопических аэрофотоснимков, данных дистанционного зондирования, Global Positioning System ( GPS) данные, топографические карты и спутниковые изображения;
выемка грунта, отбор проб и каротаж грунта / горных пород в пробуренных скважинах, испытательных котлованах и траншеях с обратной лопатой, рытье траншей и бульдозерных котлованов;
геофизические исследования (например, сейсмические рефракции переходы, исследования удельного сопротивления, георадиолокационные исследования (GPR), магнитометр исследования, электромагнитные исследования, профилирование нижнего дна с высоким разрешением и другие геофизические методы);
мониторинг деформаций в качестве систематической меры nt и отслеживание изменения формы или размеров объекта в результате приложения к нему напряжения вручную или с помощью автоматической системы контроля деформации ; и
другие методы.

Полевые работы обычно завершаются анализом данных и подготовкой инженерно-геологического отчета, геотехнического отчета или проектного задания, отчета об опасности разломов или сейсмической опасности, геофизического отчета, отчет о ресурсах подземных вод или гидрогеологический отчет. Отчет по инженерной геологии также может быть подготовлен вместе с геотехническим отчетом, но обычно содержит те же инженерно-геологические анализы и рекомендации по проектированию, которые были бы представлены в геотехническом отчете. Отчет по инженерной геологии описывает цели, методологию, цитируемые ссылки, выполненные испытания, выводы и рекомендации по разработке и детальному проектированию инженерных работ. Геологи-инженеры также предоставляют геологические данные на топографических картах, аэрофотоснимках, геологических картах, картах Географической информационной системы (ГИС) или других базах карт.

См. Также

Источники

Инженерная геология

Брок, 1923, Образование геолога: экономическая геология, т. 18, стр. 595–597.
Бейтс и Джексон, 1980, Глоссарий геологии: Американский геологический институт.
Гонсалес де Вальехо, Л. и Феррер, М., 2011. «Геологическая инженерия». CRC Press, 678 стр.
Кирш, 1991, Наследие инженерной геологии: первые сто лет: Геологическое общество Америки; Centennial Special Volume 3
Леггет, Роберт Ф., редактор, 1982, Геология городов: Геологическое общество Америки; Обзоры по инженерной геологии, том V, 131 стр.; содержит девять статей отдельных авторов для следующих городов: Вашингтон, округ Колумбия; Бостон; Чикаго; Эдмонтон; Канзас-Сити; Жители Нового Орлеана; Нью-Йорк; Торонто; и Города-близнецы, Миннесота.
Леггет, Роберт Ф., и Карроу, Пол Ф., 1983, Справочник по геологии в гражданском строительстве: McGraw-Hill Book Company, 1340 страниц, 50 глав, пять приложений, 771 иллюстрации. ISBN 0-07-037061-3
Прайс, Дэвид Джордж, Инженерная геология: принципы и практика, Springer, 2008 г. ISBN 3- 540-29249-7
Проф. Д. Венкат Редди, NIT-Karnataka, Engineering Geology, Vikas Publishers, 2010 ISBN 978-81259-19032
Бюллетень инженерной геологии и окружающей среды

Геологическое моделирование

Ван Х.Ф., Теория линейной пороупругости с приложениями к геомеханике и гидрогеологии, Princeton Press, (2000).
Уолтем Т., Основы инженерной геологии, 2-е издание, Taylor Francis, (2001).