Аннотация
Человек изучает землю
ГЕОЛОГИ
В ЭКСПЕДИЦИЯХ
К концу XX в. на геологической карте нашей планеты практически не осталось белых пятен. Это означает, что определены состав, строение, возраст, происхождение каждой пяди поверхности Земли. Разведаны запасы полезных ископаемых, от которых в огромной степени зависит благосостояние любого государства и которые природа до обидного несправедливо распределила среди стран мира. Известно, какие районы наиболее
сейсмически опасны и где вероятнее всего извержения вулканов. На планету постоянно поступает вещество из космоса в виде метеоритов и космической пыли. Исследуя его, учёные расширяют знания о нашей Галактике и даже Вселенной. Накоплен колоссальный запас сведений об истории развития планеты, что помогает специалистам с большой долей вероятности прогнозировать движение целых материков и отдельных участков земной поверхности, открытие новых месторождений. Весь этот фактический материал собран благодаря самоотверженному труду многих поколений естествоиспытателей, постигающих тайны Земли в полевых условиях — в геологических экспедициях.
Полевые работы проводятся по всему земному шару, включая океанские просторы и покрытую льдами Антарктиду, труднопроходимые таёжные дебри и горные кручи. В последние десятилетия всё чаще учёные разных стран объединяются в международные геологические партии для проведения совместных комплексных исследований.
>>>
Из энциклопедии
О полевых испытаниях грунтов штампом малой площади
В статье предлагается к обсуждению вопрос о целесообразности разработки мобильной установки (навесной приставки на мачту бурового станка) для полевых испытаний грунтов штампом уменьшенной площади (100 см2)
>>>
ТЕКУЧЕВ Ю.Б., КОНАШИНСКАЯ Е.П.
Кафедра геоэкологи, гидрогеологии и
инженерной геологии (ГГиИГ)
Южно-Российского
государственного технического университета,
г Новочеркасск, konaselena@yandeis.ru
По материалам журнала "Инженерные изыскания"
Осадочные горные породы
Осадочные горные породы образуются в условиях земной поверхности в результате накопления и цементации обломочного материала, выпадения различных веществ из растворов или под воздействием жизнедеятельности организмов.
>>>
Г.А. Кейльман В.Б. Болтыров
ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ
Горные породы. Общие сведения
Горными породами называются минеральные агрегаты определенного состава и строения, образовавшиеся в результате природных физико-химических процессов.
>>>
Г.А. Кейльман В.Б. Болтыров
ОСНОВЫ ГЕОЛОГИИ
Полигоны ТБО: Есть ли альтернатива?
В статье рассматривается комплекс проблем, связанных с размещением полигонов твердых бытовых отходов (ТБО) в России, в т.ч. в Московской области. Кратко характеризуются их состав, структура и воздействие на экосистемы. Анализируются вопросы о политике создания новых полигонов ТБО и об альтернативных решениях проблемы утилизации твердых бытовых отходов
>>>
КОРОЛЕВ В.А.
Профессор геологического ф-та 'МГУ им. MB. Ломоносова.
По материалам журнала "Инженерная геология"
Особенности инженерно-геологических исследований при решении экологических проблем
Проблема отношений человеческого общества со средой его обитания является столь же древней, как и само общество. Однако в течение длительного времени человеческая деятельность укладывалась в рамки возможностей природных систем к регенерации, не превышала их самовосстановительного потенциала. Иначе говоря, полная совокупность техногенных взаимодействий с природной системой, составляющей среду обитания человека, не превышала некоторых критических значений. Состояние природной среды было стабильным. Современная цивилизация с ее экстенсивным использованием природных ресурсов во второй половине XX в. поставила перед человечеством несколько критических проблем, одной из которых является экологическая. Она заключается в неблагоприятном для всего живого, в том числе и для человека, изменении свойств окружающей среды, вызванном хозяйственной деятельностью человеческого общества
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Инженерно-геологические изыскания при строительстве линий электропередач
Проектирование и инженерно-геологические изыскания воздушных линий электропередач (ЛЭП) проводят в одну или две стадии. Одностадийное проектирование допускается для ЛЭП, обеспечивающих электроэнергией населенные пункты в сельской местности, и ЛЭП напряжением до 500 кВ, если стоимость их строительства не превышает установленных лимитов.
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Инженерно-геологические изыскания при строительстве трубопроводов
В процессе разработки схемы размещения и развития отраслей народного хозяйства, включающей систему трубопроводного транспорта, пользуются накопленной инженерно-геологической информацией (этап I изысканий). Инженерно-геологические изыскания для магистральных трубопроводов, как и их проектирование, ведут в две стадии. Стадии проекта соответствуют инженерно-геологические изыскания, проводимые сначала на намеченных вариантах трассы трубопровода (этап Па), а затем на выбранной трассе (этап Пб). Для стадии рабочей документации (этап III)
инженерно-геологические изыскания ведут только на участках индивидуального проектирования или перетрассирования, а также на местах размещения сооружений.
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Отчетные инженерно-геологические материалы
Носителями инженерно-геологической информации, потребляемой в процессах планирования, проектирования, строительства и эксплуатации ПТС, являются отчетные инженерно-геологические материалы. К числу главнейших отчетных материалов принадлежат: отчеты об инженерно-геологических исследованиях; инженерно-геологические заключения; карты и разрезы; математические модели распределения компонентов инженерно-геологических условий, модели полей геологических параметров, представляемые в графической или аналитической форме; схемы размещения опытных работ и схемы сппинфов; графики сечения полей геологических параметров по главным направлениям изменчивости; графики и диаграммы, иллюстрирующие взаимосвязи между геологическими параметрами, корреляционные поля и матрицы; графики опытных работ; зарисовки и фотографии.
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Организация инженерно-геологических исследований
Инженерно-геологические исследования разделяются на подготовительный, полевой и камеральный периоды. Главное содержание подготовительного периода — подготовка к проведению полевых и камеральных работ. Этот период включает следующие работы:
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Горные и буровые работы
Методы и общая технология инженерно-геологических работ. Методы получения инженерно-геологической информации. Типы горных выработок... В процессе проходки буровых скважин в условиях сложного разреза, представленного породами разных классов, рационально применять разные способы бурения в комплексе. Одна из задач, реализуемых в процессе
бурения инженерно-геологических скважин, заключается в отборе образцов горных пород, в том числе сохранивших естественные структуру и влажность.
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Еще раз о качестве инженерно-геологических изысканий для строительства
в статье дается экскурс в историю взаимоотношений изыскателей и экспертов. Отмечается, что созданные Минрегионразвития региональные управления государственной экспертизы проектов сыграли значительную роль в улучшении качества представляемых проектов и результатов инженерных изысканий. Подчеркивается, что сотрудники экспертных управлений высказывают не свои мнения и решения, а указывают исполнителям на нарушения норм действующих документов.
>>>
По материалам журнала "Инженерные изыскания"
Принципы размещения и установления объемов инженерно-геологических работ
При проведении инженерно-геологических исследований в рамках разных этапов хозяйственной деятельности (планирование, проектирование, строительство и эксплуатация сооружений) объемы
инженерно-геологических работ и их размещение различны. По мере перехода от одного этапа к другому изменяются условия инженерной задачи и, следовательно, требования к инженерно-геологической информации, обеспечивающей ее решение. На более поздних этапах требуется информация о свойствах геологической среды, замкнутая границами меньшего ее объема (район исследований, строительная площадка, границы предполагаемой сферы взаимодействия...), менее полная по списку свойств геологической среды, но зато более точная и обеспеченная более высокой доверительной вероятностью. Различие характера инженерно-геологической информации определяет разные методы ее получения, разные объемы инженерно-геологических работ и их пространственное размещение.
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Пути и условия оптимизации инженерно-геологических исследований
Хозяйственная, в том числе и инженерная, деятельность разделяется на четыре этапа: планирование, проектирование, строительство и эксплуатация природно-технических систем. Инженерно-геологические исследования, проводимые на разных этапах хозяйственной деятельности, всегда подчинены ее задачам. Коротко это можно сформулировать так: геологическая задача всегда вытекает из инженерной задачи и подчинена ей. Главное положение инженерно-геологических работ, проводимых для решения практических вопросов, можно представить в виде принципа цели инженерно-геологических исследований. Содержание этого принципа таково: характер и объем
инженерно-геологических изысканий, проводимых в рамках некоторого этапа хозяйственной деятельности, должны точно отвечать цели хозяйственной деятельности этого этапа. По отношению к этапу проектирования ПТС следует говорить о том, что характер и объем инженерно-геологических изысканий, проводимых на некоторой стадии проектирования, должны точно отвечать цели строительного проектирования на этой стадии. Это положение хорошо понимал основоположник отечественной инженерной геологии Ф. П. Саваренский, который применительно к лабораторным испытаниям грунтов еще в 1935 г. отмечал, что каждое лабораторное исследование должно соответствовать точно поставленной задаче. Без четко поставленной цели даже очень большое количество лабораторных данных практически не имеет значения, так как геолог не может использовать весь полученный материал, чтобы сделать заключение
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Определение понятия "Инженерно-геологические условия"
В процессе инженерно-геологических исследований собирают сведения о физико-географической обстановке, климате, растительности, животном мире, об опыте строительства и эксплуатации сооружений, экономике и т. д. Эти данные о свойствах сред, внешних по отношению к геологической (атмосферы, поверхностной гидросферы, биосферы искусственной среды), являются результатами исследований других наук.
Инженерам-геологам они необходимы для оценки набора, характера и интенсивности взаимодействий других сред — систем с изучаемой литосистемой. Кроме того, они нередко используются для оценки свойств геологической среды (например, метод ландшафтных индикаторов при проведении среднемасштабной
инженерно-геологической съемки). Взаимодействия геологической среды с другими средами проявляются в форме экзогенных геологических процессов. Для изучения процессов нужно знать, где, как, с какой интенсивностью и какие входы литосистемы взаимодействуют с элементами других систем. Знание набора взаимодействий, интенсивности и вклада каждого взаимодействия, характера и скорости изменения отношений, свойств и структуры геологической среды, обусловленных взаимодействиями с другими средами, дает надежную основу для понимания экзогенных геологических процессов и их количественного прогноза. Данные о свойствах других сред используются также для решения ряда вопросов, возникающих при планировании и проектировании сооружений (например, обоснование возможности и целесообразности строительства сооружений на данной территории с учетом экологического, экономического и других критериев эффективности)
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ, СВОЙСТВА, КАТЕГОРИИ ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Любые искусственные объекты, в том числе и сооружения, всегда взаимодействуют с окружающей их областью природной среды. Существование взаимодействий между искусственными и естественными объектами Земли требует совместного рассмотрения взаимодействующих объектов как сложных тел (систем), называемых природно-техническими системами. Природно-техническая система (ПТС) — целостная, упорядоченная в пространственно-временном отношении совокупность взаимодействующих компонентов, включающая орудия, продукты и средства труда, естественные и искусственно измененные природные тела, а также естественные и искусственные поля.
Примером ПТС может служить гидроузел, в котором искусственные объекты — гидротехнические сооружения и водохранилище — взаимодействуют между собой и с окружающими их областями литосферы, гидросферы, атмосферы, биосферы. Взаимодействие проявляется в разнообразных геологических, гидрологических, атмосферных и биологических процессах. Компоненты природной среды, взаимодействующие с искусственными объектами, различны. Набор их зависит от класса ПТС. В одних ПТС с искусственными объектами активно взаимодействуют граничащие с ними области литосферы, атмосферы, биосферы (мелиоративные системы), в других — области гидросферы (портовые сооружения) или литосферы (подземные сооружения, котлованы и карьеры, эксплуатационные скважины).
В ходе строительства сооружений, проведения горных работ, добычи жидких и газообразных полезных ископаемых, мелиорации земель и т. д. человек всегда не только создает искусственные объекты, но и существенно изменяет свойства природной среды, в особенности свойства прилегающих областей литосферы, на которых (в которых) эти объекты размещены. В процессе указанной хозяйственной деятельности формируются и функционируют ПТС, основными компонентами которых наряду с искусственными телами являются естественные геологические тела. В функционировании таких ПТС главнейшую роль играют процессы взаимодействия между искусственными объектами и некоторой областью литосферы.
>>>
Г.К. Бондарик, Л.А. Ярг. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗЫСКАНИЯ
Применение ГИС-технологий в геологическом мониторинге при строительстве подземных сооружений
В данной статье рассматриваются вопросы организации мониторинга окружающей
геологической среды с применением современных численных методов и
геоинформационных систем.
Важнейшим фактором, который необходимо учитывать при освоении подземного пространства, является влияние на окружающую среду подземных сооружений в процессе их строительства и эксплуатации, когда могут существенно меняться природное напряженно-деформированное состояние породного массива и присущие ему
инженерно-геологические и гидрогеологические условия. Вследствие этих изменений возможна активизация опасных
инженерно-геологических процессов (карстовых, суффозионных, оползневых и др.). Значительным осложняющим фактором при этом является существенное изменение геоэкологической обстановки.
Многофакторность воздействия подземного сооружения на окружающую среду и соответствующая многоаспектная реакция среды требуют наличия постоянного
геологического мониторинга подземного пространства на всех стадиях жизненного цикла данного сооружения. При этом надо отметить объективную сложность освоения подземного пространства — разрозненность и неопределенность
геологической информации, сложность определения зон влияния проектируемого сооружения на вмещающий массив и др.
>>>
По материалам журнала "
Инженерная геология"
История развития комплексных
инженерно-геологических изысканий в России
Комплексные
инженерно-геологические изыскания в нашей стране имеют давнюю историю. На первоначальных этапах в России проводились отдельные исследования грунтов с применением технических средств, явившихся прообразами современных пробоотборников. Имеются, например, сведения об изучении Петром I грунтов дна Каспийского моря, о чем писал офицер морского флота США М.Ф. Мори, всемирно известный исследователь морей: «Честь первой попытки достать образцы морского дна с большой глубины принадлежит
Петру Великому. Этот замечательный государь придумал особый зонд для промеров в Каспийском море. Снаряд состоял из пары крючьев и грузила, приложенных таким образом, что при первом ударе о морское дно грузило соскакивало, а крючья возвращались на поверхность с куском захваченной ими земли» [3]. С конца XVIII века все промерные работы, выполняемые русскими мореплавателями, сопровождались отбором проб донных грунтов. На морских картах, помимо указания глубин, помещались сведения о грунтах.
Можно считать, что
инженерно-геологические изыскания в России начались во второй половине XIX века. Тогда при строительстве железных дорог и промышленных предприятий
к решению прикладных задач, связанных с геологией,
привлекали таких знаменитых геологов, как К.И. Богданович,
А.А. Борисяк, Д.Л. Иванов, А.А. Иностранцев, Л.И. Латугин,
Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, А.В. Львов, И.В. Мушкетов, В.А.
Обручев, А.П. Павлов, Н.Ф. Погребов, А.Н. Рябинин и др.
Работая как изыскатели,
геологи применяли различные методы
исследований: маршрутные наблюдения, проходку шурфов и шахт,
ручное бурение, лабораторные испытания грунтов. Оценка
физико-механических свойств грунтов в полевых условиях
производилась по характеру и глубине внедрения в них
заступа, лопаты, кайла, лома, клиньев, стального сверла. В
начале XX столетия при изысканиях железных дорог начали
применять прообраз современного
статического зондирования —
погружение зонда в мягкие отложения под весом гирь. В 1887
г. появилась книга С. Вагнера «Приложение геологии к
инженерному делу», вышедшая в России под редакцией И.В. Мушкетова [2].
>>>
И.В. Архангельский Генеральный директор ООО "НПФ "Недра",
infantdra@bk.ru
Прогноз строительного уровня воды.
Заблаговременное определение строительного уровня воды на месте
В тех случаях, когда составлены альтернативные
проекты, учитывающие различные возможные положения уровня
воды в процессе строительства, или, когда в зависимости от
гидрогеологических условий могут возникнуть различные
ситуации, целесообразно определять строительный уровень до
прибытия подрядчика на строительную площадку. Это может
оказаться необходимым даже в том случае, когда на руках
имеется соответствующий прогноз. При отсутствии прогноза
определение строительного уровня воды обязательно.
Строительный уровень воды должен быть определен также, когда
он представляет собой основное, заранее оговоренное условие
технологии строительства, например, при работах по
сооружению буронабивных свай, выполнение которых ниже уровня
грунтовых вод невозможно. Если возможно определить
тенденцию изменения уровня воды (знак), то это также
следует сделать.
В зависимости от объекта наблюдений и используемого метода
исследований могут быть приняты различные решения.
Если строительство начнется вскоре после проведения почвенной
съемки и имеется достаточное количество обсадных труб, то
можно оборудовать для постоянных наблюдений несколько
буровых скважин.
При помощи копаных колодцев, расположенных вокруг площадки
строительства, строительный уровень воды в любой выбранной
по желанию точке территории, может быть заблаговременно
определен с высокой точностью при минимальных затратах
средств и времени (Rethati, 1956). Основным предварительным
условием для этого является
одновременное проведение в
процессе инженерно-геологической съемки замеров уровней воды
в колодцах и скважинах. До начала строительства ничего
делать не нужно, кроме повторного измерения уровня в
колодцах и добавления средних значений изменений уровней от
выбранного момента в процессе
инженерно-геологической съемки до одноразового уровня,
наблюдавшегося в процессе бурения. Если расстояния между
колодцами существенно различны, целесообразно взвешивать
разности в уровнях воды обратно пропорционально расстоянию.
Надежность и ожидаемые отклонения могут быть
охарактеризованы дисперсиями. Возможно допущение, что на оба
момента времени уклон зеркала грунтовых вод принимается
одинаковым. Расположение буровых скважин на строительной
площадке соответствует месту определения строительного
уровня воды.
Л.Ретхати Грунтовые воды в строительстве
Определение уровня грунтовых вод в скважинах и шахтных колодцах
Требования, предъявляемые к гидрогеологическим скважинам
Для обеспечения точных и достаточно
убедительных наблюдений за уровнем грунтовых вод следует
использовать
буровые
скважины,
пробуренные "всухую". Однако по
экономическим соображениям иногда приходится делать
отступления от этого правила.
Применение промывочного раствора допустимо только в
тех случаях когда физические характеристики грунтов и
технология
бурения
гарантируют, что природная структура и консистенция образцов
грунта не подвергнутся значительным изменениям, и когда в
пределах исследуемых глубин имеется только один водоносный
горизонт. (Даже в приведенных выше случаях применение
глинистого раствора возможно лишь после вскрытия скважиной
установившегося уровня грунтовых вод или верхней границы
напорного водоносного горизонта.)
Подливка воды в скважину допустима только, когда
буровой наконечник углубляется в тонкий песок, залегающий
ниже уровня грунтовых вод, и когда этот песок поступает в
скважину благодаря разности уровней, обусловленной
приподниманием бурового снаряда или в результате экскавации
грунта. (Использование промывочной воды в таких случаях
допустимо, так как грунт достаточно проницаем и
установившийся уровень может быть определен быстро и точно.)
Технология бурения
Для получения надежных данных о положении текущего уровня
грунтовых вод следует иметь в виду следующее.
При каждом извлечении бурового снаряда должна визуально
оцениваться степень насыщения грунта. В момент, когда
скважиной вскрывается непрерывная поверхность воды (
уровень
появления воды), должны быть измерены глубины этого
уровня и забоя скважины от постоянной точки. После этого
бурение прекращается, пока не будет определено повторными
измерениями, что уровень воды стабилизировался (
установившийся
уровень воды).
Глубины скважины и уровня воды должны измеряться перед
обсадкой и перед возобновлением бурения. По окончании
бурения скважина должна быть очищена от шлама, а уровень
грунтовых вод замерен до и после извлечения обсадных труб, а
затем еще через 12, 24 и, если это возможно, через 48 ч
(измерения следует произвести, по возможности, в большем
числе
буровых скважин,
но как минимум в одной). Эти измерения необходимо выполнить
даже, если в период
инженерно-геологической съемки никаких грунтовых вод не
наблюдалось. В те же моменты времени полезно также измерить
и глубину скважины, чтобы сравнить ее состояние в момент
замера с более ранними.
Во время перерывов в работе и по окончании бурения скважина
должна быть защищена от попадания в нее посторонних
предметов, атмосферных осадков и испарения. Устье скважины
должно быть закрыто, а площадке вокруг него должна быть
придана такая форма, при которой поверхностные воды не могли
бы попасть в скважину.
Бурение скважины
на глубину больше запланированной рекомендуется лишь в том
случае, если по влажности грунта (или уровням воды в
соседних скважинах) можно заключить, что уровень грунтовых
вод может быть встречен через 0,5-1,0 м. Это особенно важно,
если требуется получить данные об условиях течения и уклонах
грунтовых вод и если гидрогеологические условия слишком
сложны.
В случае, когда ожидается подъем уровня
грунтовых вод выше поверхности земли, обсадные трубы следует
нарастить до высоты, превышающей этот подъем.
В документации следует отмечать: 1) диаметр скважины
и обсадных труб; 2) глубины скважины и воды, измеренные в
различные моменты времени; 3) положение обсадных труб в
момент встречи грунтовых вод; 4) полную длину колонны
обсадных труб; 5) даты использования глинистого раствора и
промывной воды и 6) глубины, на которых в скважину поступал
плывун.
Важно вести наблюдения и описывать все виды искусственных
эффектов, способных повлиять на неустановившийся уровень
грунтовых вод во время бурения.
Л.Ретхати Грунтовые воды в строительстве