Предмет, цель, задачи и методы инженерной геологии

Инженерная геология — отрасль геологии, изучающая динамику верхней части литосферы (геологической среды) в связи с инженерной деятельностью человека.

Основная цель — изучение геологических условий строительства и эксплуатации инженерных сооружений и разработка прогноза их взаимодействия с геологической обстановкой. Основными задачами инженерной геологии являются:

изучение деятельности человека в верхней части литосферы как геологического фактора;

оценка инженерно-геологических условий (горных пород, подземных вод, геологических процессов и др.) для обоснования принципиальной возможности и экономической целесообразности строительства и эксплуатации сооружений, выбора их местоположения и типа и методов производства строительных работ;

пространственно-временной прогноз взаимодействия геологической среды и инженерных сооружений;

обоснование методов управления геологическими и инженерно-геологическими процессами и мероприятий по предотвращению опасных последствий;

типизация и районирование территории и массивов пород в целях рационального их использования и охраны природной среды.

Оценка геологической среды, процессов и свойств пород, прогноз их взаимодействия с инженерными сооружениями и разработка методов искусственного воздействия в нужном для практики направлении должны представляться в количественных характеристиках в пространстве и во времени.

Инженерная геология состоит из 3-х основных и двух дополнительных разделов:

• 1. Грунтоведение (инженерная петрология) — наука о грунтах, включая проблемы технической мелиорации (упрочнение) грунтов (грунт — условное прикладное наименование любой горной породы, рассматриваемой с инженерно-строительной точки зрения);
• 2. Инженерная геодинамика — наука о инженерно-геологических процессах и явлениях (происходят под воздействием человека);
• 3. Региональная инженерная геология — наука о инженерно-геологическом районировании, т. е. выделении инженерно-геологических регионов;
• 4. Специальная инженерная геология;
• 5. Инженерная геология месторождений полезных ископаемых.

Кроме того, выделяются: инженерная сейсмология, инженерное мерзлотоведение, мелиоративная инженерная геология и др.

Основные методы инженерной геологии:

метод естественно-исторического анализа — геологический метод изучения стратиграфии и петрографических особенностей отложений, тектоники и т. д., позволяющий выяснить причины и условия возникновения и развития геологических процессов;

экспериментальный метод — используется для количественной оценки процессов и явлений; лабораторные и полевые опытные работы и стационарные наблюдения позволяют получать расчетные характеристики физико-механических свойств горных пород, водоносных горизонтов и др.;

метод аналогий — метод геологического подобия; любое сооружение, построенное в определенных геологических условиях, является экспериментом, конкретным примером, который должен изучаться и служить средством познания подобных явлений;

метод моделирования применяется для изучения механизма, физики процесса и динамики его развития: моделирование русловых, волновых, гравитационных, коррозионных и других процессов выполняют на логических и вещественных моделях в лабораториях и полевых условиях;

вероятностно-статистический метод устанавливает вероятность проявления процессов и корреляционных связей их развития с различными причинами и другими явлениями и позволяет обосновывать достоверность и надежность прогноза;

расчетно-теоретическим методом пользуются для окончательного прогноза явлений, когда накопились необходимый фактический материал для обоснования расчетной схемы и расчетные данные, выявлено время для составления прогноза и др. (прогноз устойчивости склонов, оползней, подмыва и разрушения берегов и др.); метод позволяет выявлять и изменять инженерными мероприятиями соотношение активных и пассивных сил, предупреждая и локализуя развитие негативных геологических процессов.

Инженерная геология, сформировавшаяся на сопряжении геологических наук с инженерно-строительным и горным делом, имеет тесные контакты со многими естественными и техническими науками.

Теоретической основой для оценки современных геологических и прогноза инженерно-геологических процессов являются представления о поведении идеальных упругих и пластичных сред, преобразованные применительно к реальным случаям деформирования массивов неоднородных и трещиноватых пород.