Івано-Франківський національний технічний

Університет нафти і газу

Кафедра теоретичних основ геології

О.Р. Стельмах

 

ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ ТА ГЕОФІЗИКА

КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ

Для студентів напряму підготовки 6.080801 -

“Геодезія, картографія та землеупорядкування”

 

Рекомендовано методичною радою

Університету

 

 

Івано-Франківськ

2010

МВ   0206070855-3306-2010

Стельмах О.Р. Інженерна геологія та геофізика: Конспект лекцій /2-ге видання. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.–168 с.

У конспекті лекцій наведені основні положення інженерної геології, описані екзогенні процеси та їх вплив на будівельні характеристики порід, методика інженерно-геологічних досліджень при проектуванні міст, будівель, споруд, транспортних магістралей, гідровузлів.  

Конспект лекцій складено згідно з робочою програмою дисципліни “Інженерна геологія та геофізика” для студентів напряму підготовки 6.080801 - “Геодезія, картографія та землеупорядкування”.

Конспект лекцій призначений студентам очної і заочної форм навчання вищих навчальних закладів, що проходять підготовку за напрямом підготовки 6.080801 - “Геодезія, картографія та землеупорядкування”, для самостійної роботи при вивченні дисципліни.

 

Рецензент:

Академік, доктор геолого-

мінералогічних наук, професор                          О.М. Адаменко

 

 

Завідувач кафедри теоретичних

основ геології                                                         О.Р. Стельмах

 

 

Нормоконтролер                                               Г.Я. Онуфрик

 

 

Інженер 1 категорії                                                 Н.В. Мирка

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № _ 10__ від «_ 24__»___ 02_____20_ 11_ р.)

© Стельмах О.Р., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

МВ 0206070855-3306-2010

Стельмах О.Р. Інженерна геологія та геофізика: Конспект лекцій /2-ге видання. – Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.–168 с.

У конспекті лекцій наведені основні положення інженерної геології, описані екзогенні процеси та їх вплив на будівельні характеристики порід, методика інженерно-геологічних досліджень при проектуванні міст, будівель, споруд, транспортних магістралей, гідровузлів.  

Конспект лекцій складено згідно з робочою програмою дисципліни “Інженерна геологія та геофізика”.

Конспект лекцій призначений студентам очної і заочної форм навчання вищих навчальних закладів, що проходять підготовку за напрямом 6.080801 - “Геодезія, картографія та землеупорядкування”, для самостійної роботи при вивченні дисципліни.

 

Рецензент: академік, доктор геолого-

мінералогічних наук, професор О.М. Адаменко

 

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № __ від «__»__________20_ 10 р.)

 

© Стельмах О.Р., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

ЗМІСТ

	стор.
Вступ	8
1 ЗОВНІШНЯ ДИНАМІКА ЗЕМЛІ	10
1.1 ЕКЗОГЕННІ ГЕОЛОГІЧНІ ЯВИША І ПРОЦЕСИ	10
1.1.1 Гірські породи в будівництві	10
1.1.2 Основні екзогенні явища і процеси	10
1.1.3 Вивітрювання гірських порід	19
1.1.4 Заболочення	22
1.1.5 Робота вітру	26
1.1.6 Діяльність атмосферних вод	27
1.1.7 Робота постійних водних потоків	30
1.1.8 Діяльність морів і озер	34
1.1.9 Геологічна робота льодовиків	37
1.1.10 Лавини, обвали, осипи, зсуви, розсипи, курум	41
1.1.11 Відсідання схилів і відсіч порід	47
1.1.12 Зсуви	47
1.1.13 Сезонна і багаторічна мерзлота	61
1.1.14 Кріогенні явища і процеси	62
1.2 ПІДЗЕМНІ ВОДИ	64
1.2.1 Формування та класифікація підземних вод	64
1.2.2 Безнапірні підземні води	69
1.2.3 Напірні води	75
1.2.4 Фізичні властивості і хімічний склад	78
1.2.5 Геологічна діяльність підземних вод	79
1.2.6 Карст	81
2 ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДЛЯ РІЗНИХ ВИДІВ ГОСПОДАРСЬКОЇ ДІЯЛЬНОСТІ	85
2.1 ПРИЗНАЧЕННЯ І ЗМІСТ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ	85
2.1.1 Завдання і послідовність виконання інженерно геологічних досліджень	85
2.1.2 Стадії проектування споруд і виконання інже-нерно-геологічних досліджень	87
2.1.3 Інженерно-геологічні умови і послідовність їх вивчення	91
2.1.4 Неоднорідність і мінливість інженерно-геоло-гічних умов територій	92
2.1.5 Категорії складності інженерно-геологічних умов	95
2.1.6 Спостереження за деформаціями мас гір-ських порід на схилах і в укосах	97
2.1.7 Систематичні інструментальні спостереження за положенням поверхневих реперів в припо-верхневих шарах гірських порід	98
2.1.8 Систематичні інструментальні спостереження за положенням глибинних реперів на різній глибині в товщі гірських порід	98
2.1.9 Спостереження за осіданням і деформаціями споруд	99
2.2 ПРОЕКТУВАННЯ І БУДІВНИЦТВО МІСТ І СЕЛИЩ	100
2.2.1 Стадії проектування міст і інженерних вишу-кувань	101
2.2.2 Головні питання інженерної геології при проектуванні і будівництві міст	103
2.2.3 Основи інженерно-геологічного районування територій при плануванні міст	106
2.2.4 Освоєння незручних територій	108
2.2.5 Склад і методика інженерних вишукувань для обґрунтування проектів планування міст	109
2.3 ЦИВІЛЬНІ І ПРОМИСЛОВІ БУДИНКИ І СПОРУДИ	113
2.3.1 Стадії проектування й інженерних вишукувань	113
2.3.2 Інженерно-геологічні дослідження для вибору будівельного майданчика	114
2.3.3 Склад і методика інженерно-геологічних дос-ліджень на стадії вибору площадки для будівництва	115
2.3.4 Вибір площадки для будівництва	117
2.3.5 Геологічні умови будівництва цивільних і промислових будинків і споруд	119
2.3.6 Особливості поводження гірських порід у підставі фундаментів будинків і споруд	120
2.3.7 Види природних основ	123
2.3.8 Визначення глибини закладення фундаментів	126
2.3.9 Прогноз осідання будинків і споруд	128
2.3.10 Геологічні умови застосування пальових фундаментів	129
2.3.11 Інженерні заходи для підвищення стійкості будинків і споруд і забезпечення нормальних умов їх будівництва й експлуатації	130
2.3.12 Склад і методика інженерних вишукувань на обраному будівельному майданчику	133
2.4 ЗАЛІЗНИЦІ Й АВТОМОБІЛЬНІ ДОРОГИ	133
2.4.1 Стадії проектування й інженерних вишукувань	134
2.4.2 Інженерно-геологічні дослідження при виборі траси дороги	135
2.4.3 Склад і методика інженерних вишукувань при виборі траси дороги	137
2.4.4 Детальні інженерно-геологічні дослідження для обґрунтування технічного проекту дороги	138
2.4.5 Склад і методика інженерних вишукувань для обґрунтування технічного проекту земляного полотна дороги	140
2.4.6 Матеріали про поширення родовищ баласто-вих і будівельних матеріалів уздовж траси до-роги для забезпечення будівництва	141
2.5 МОСТОВІ ПЕРЕХОДИ	142
2.5.1 Стадії проектування й інженерних вишукувань	143
2.5.2 Інженерні вишукування для вибору місця і траси мостового переходу	144
2.5.3 Склад і методика інженерних вишукувань для обґрунтування технічного проекту мостового переходу	148
2.6 ГІДРОТЕХНІЧНІ СПОРУДИ	149
2.6.1 Стадії проектування й інженерних вишукувань	150
2.6.2 Інженерно-геологічні дослідження для обґрун-тування схеми комплексного використання ріки	151
2.6.3 Інженерно-геологічні дослідження для обґрун-тування вибору створу проектованого гідровузла	153
2.6.4 Задачі геологічних і інженерно-геологічних досліджень для обґрунтування технічного проекту гідровузла	158
2.6.5 Споруди гідровузла	159
2.6.6 Вимоги до гірських порід основи гребель	160
2.6.7 Поліпшення властивостей гірських порід у основі споруд і на ділянках примикань гребель	162
2.6.8 Інженерно-геологічні умови територій водоймищ	163
ЛІТЕРАТУРА	167

 

Вступ

Інженерна геологія — галузь геології, яка вивчає, у зв'язку з інженерною діяльністю людини, гірські породи і геологічні процеси, що відбуваються у верхніх горизонтах і на поверхні земної кори.

У задачі інженерної геології входить також прогноз змін геологічного середовища при взаємодії з ним різних споруд під час їх будівництва і експлуатації.

Інженерна геологія тісно пов'язана з іншими науками і широко використовує їх досягнення в своїх теоретичних і методичних підходах. Найважливішими її складовими, що використовуються для обґрунтування проектів будівництва є ґрунтознавство, інженерна геодинаміка, інженерна геологія масивів гірських порід, регіональна інженерна геологія, методологія досліджень та спеціальна методика і апаратура досліджень.

Необхідність залучення геологів до будівництва виникла у середині XІX століття, коли в передових країнах Європи і Америки широкого розвитку набуло будівництво доріг, мостів, тунелів, промислових і цивільних будівель та споруд. Досвід показав, що без проведення інженерно-геологічних досліджень неможливо забезпечити надійність будівництва і ефективну безаварійну експлуатацію споруд, які стають все більш складними і дорогими.

Перші геологічні дослідження проводилися при будівництві залізниць, багато з яких перетинали райони зі складною геологічною будовою і небезпечними геологічними процесами. До досліджень залучались видатні геологи - А. П. Карпінський, Д. Л. Іванов, І. В. Мушкєтов, А. П. Павлов, В. А. Обручєв. Пізніше необхідність в геологічних дослідженнях стала відчуватися і при інших видах будівництва.

Згодом розвитку набули геологічні дослідження для гідротехнічного, транспортного, цивільного, промислового, сільськогосподарського, рекреаційного та інших видів будівництва. З кінця 20-х років ці роботи одержали назву інженерно-геологічних. У 1932р. в Московському геолого-розвідувальному інституті була створена перша в світі кафедра інженерної геології, яку очолив Ф.П. Саваренський. З початку 30-х років видаються методичні керівництва, інструкції і навчальні посібники з інженерно-геологічних досліджень (І. В. Попов і ін.). У 1937 р. вийшов підручник Ф.П. Саваренського «Інженерна геологія».

У числі визначних сучасних вчених у області інженерної геології слід назвати І. В. Попова, В. А. Приклонського, Н. В. Коломенського, П. Н. Панюкова, Н. Я. Денисова, Б. М. Гуменського, а за кордоном К. Терцаги, Ф. Дальтона, К. Скотта, Ф. Лея (США), К. Крауфорда, Р. Лежже, Ж. Хержета (Канада), Б. Денне, Д. Сміта, Д. Пріка (Англія), К. Люїса, М. Арнольда (Франція), Ф. Грубе, Р. Вольтера (ФРН), Л. Бьєррума (Норвегія), Ж. Скопека, Ж. Рубара (Чехословакія), Д. Стефановича, С. Слімана (Югославія), Д. Бранагана (Австрія), X. Ніні, Е. Ронка (Фінляндія) і ін.

В даний час ніяке будівництво неможливе без інженерно-геологічного обґрунтування проектів. Тому організації, які проводять нове будівництво та здійснюють ремонти і реконструкцію споруд, як правило, мають проектно-дослідні підрозділи, що виконують необхідні дослідження. Вони розв'язують практичні задачі з допомогою теорії і методів інженерної геології.

 

ЗОВНІШНЯ ДИНАМІКА ЗЕМЛІ