Слайд 1Инженерная геодинамика
раздел инженерной геологии, в котором рассматриваются вопросы развития геологической
среды, изменения ее состояния под влиянием как природных, так и техногенных факторов, приводящих к развитию природных и инженерно-геологических процессов, а также влияние инженерно-геологических процессов на инженерно-геологические условия территории и условия жизнедеятельности человека
Слайд 2По данным Всемирной конференции по уменьшению опасности стихийных бедствий (Иокогама, 1994
г.), за 30 лет (1963 – 1992 гг.) от катастрофического проявления геологических и других природных процессов:
- погибло около 4 млн. человек (в мире);
- пострадавших более 3,3 млрд. человек;
- экономический ущерб 374,8 млрд. долларов
В России:
- погибло более 3 тыс. человек;
- пострадало около 540 тыс. человек;
- экономический ущерб (в ценах 1990 г.) – миллиарды рублей
Слайд 3Масштабы распространения геологических процессов в РФ
1) эрозионные процессы
2) процессы, обусловленные
силами
гравитации
3) карстовые процессы
Слайд 4Пораженность оползнями и селевыми потоками
Сочинского побережья Черного моря – 80 %
Отдельных районов
Ингушетии и Ставропольского края – 90 %
Широкое распространение имеют оползни в Поволжье, Забайкалье, на Сахалине и в других регионах России
В РФ 725 городов подвержено воздействию гравитационных процессов
Слайд 6Во время землетрясения в провинции Консу в Китае в 1920 г. произошла
массовая активизация оползней, в результате которой были разрушены десятки деревень и погибло около 100 тыс. человек.
В 1949 г. в Тянь-Шане (Таджикистан) в результате землетрясения произошел мощный оползень, перешедший в сель, под которым было погребено 33 населенных пункта с общей численностью населения около 20 тыс. человек.
Слайд 7Во время извержения вулкана в горах Святой Елены (США, штат Вашингтон)
в 1980 г. образовался самый крупный, из известных на Земле, оползень объемом 2,8 млрд. м3. Благодаря заблаговременно принятым мерам жертв было мало (5-10 человек), однако, оползень разрушил территорию около 60 км2.
В 1989 г. в Таджикистане во время 5-6-балльного землетрясения произошло разжижение и оползание около 20 млн. м3 лессовых пород, погибло 270 человек
Слайд 9Эрозионные процессы
Ежегодно с пахотных склонов на территории России сносится и необратимо
теряется 0,56 млрд. тонн наиболее плодородной части почвенного покрова.
Суммарный ежегодный прирост длины овражной сети составляет, в среднем, 20 тыс. км, сокращение пашни за счет развития оврагов – 100-150 тыс. га
Слайд 11Распределение ЭГП (суммарное количество проявлений всех генетических типов, зафиксированное мониторингом
за
период 2001-2009 г.г.)
по территориям
федеральных округов РФ
(по данным Центра ГМСН)
Слайд 12Геологическая роль инженерной деятельности человека
Интенсивное хозяйственное освоение территорий часто приводит к
активизации природных процессов или развитию новых, которые ранее отсутствовали
Наибольшую опасность среди таких процессов представляют:
- опускание поверхности земли,
- подтопление
Слайд 13Геологическая роль инженерной деятельности человека
Слайд 14Опускание поверхности земли
Причиной опусканий земной поверхности может быть добыча жидких, газообразных
и твердых полезных ископаемых
Извлечение подземных вод на территории г. Токио привело к понижению поверхности на отдельных его участках на 4,5 м.
Катастрофических размеров достигло опускание поверхности г. Мехико в связи с интенсивным забором подземных вод.
За 90-летний период эксплуатации (к концу 1970 г.) вся территория города опустилась более, чем на 4 м, а его северо-восточная часть – на 9 м.
К настоящему времени – более 13м, мексиканская столица погружается под землю на 6см в год (наибольшая скорость оседания поверхности отмечалась в 1950 – 1951 гг, достигая 46см в год).
Слайд 15Оседание поверхности земли в результате откачки подземных вод (г. Мехико)
Слайд 16Оседание поверхности земли в результате откачки подземных вод
Слайд 17Опускание поверхности земли
Самым впечатляющим примером опускания территории в результате добычи нефти
и газа является район г. Лонг-Бич в Калифорнии, где оседание поверхности в 50-х годах XX века достигло 8,8 м.
В России эта проблема является актуальной для Западной Сибири, поскольку опускание этой территории даже на несколько десятков сантиметров может существенно увеличить и без того ее сильную заболоченность.
Неравномерные оседания поверхности земли вызывают многочисленные деформации зданий и сооружений.
Слайд 18Подтопление территорий
Подтопление отмечается в 74 % городов России.
Подтапливаются многие крупнейшие города
страны: Астрахань, Волгоград, Иркутск, Москва, Нижний Новгород, Новосибирск, Омск, Ростов-на-Дону, Санкт-Петербург, Томск, Тюмень, Хабаровск и др.
Подтоплено около 9 млн. га земель различного хозяйственного назначения, в том числе
5 млн. га сельскохозяйственных земель и 0,8 млн. га застроенных городских территорий
Подтопление приводит к переувлажнению грунтов и снижению их несущей способности, заболачиванию, затоплению подвальных помещений и подземных коммуникаций
Слайд 19Инженерная и хозяйственная деятельность человека, связанная со строительством и использованием территорий,
должна основываться на знании законов развития геологических процессов и явлений
Только на основе знания этих законов можно перейти к планомерному управлению геологическими процессами и явлениями в нужном для человека направлении
Слайд 20ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
как самостоятельный раздел инженерной геологии выделилась в середине XX века
Инженерная
геология – наука о геологической среде – о ее свойствах, строении и динамике; о ее рациональном использовании и охране в связи с инженерно-хозяйственной, прежде всего, инженерно-строительной деятельностью человека; наука о геологических условиях хозяйственной, особенно инженерно-строительной деятельности человека.
Направления инженерной геологии:
- грунтоведение – изучает строение и свойства геологической среды
- инженерная геодинамика – изучает динамику геологической среды и решает вопросы рационального использования и охраны
- региональная инженерная геология
- специальная инженерная геология – посвящена проблемам инженерных изысканий
- инженерная геология месторождений полезных ископаемых
Слайд 21
Для инженерной геодинамики наибольший интерес представляют процессы, приуроченные к освоенным территориям,
на которых в результате взаимодействия между геологической и техногенной средами возникают новые процессы и явления (или активизируются старые), определяющие условия функционирования техногенной среды и природно-технических систем в целом
Слайд 23ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА
верхняя часть земной коры, доступная техногенному воздействию и включающая в
себя горные породы, подземные воды, природные газы, почвы, микроорганизмы, находящиеся во взаимодействии
Слайд 24Свойства геологической среды
1) Изменчивость в пространстве и времени
Временная изменчивость геологической среды
проявляется в непрерывном направленном ее развитии
Пространственная изменчивость проявляется за счет наличия неоднородности среды
2) Неоднородность геологической среды
3) Дискретность геологической среды – проявляется в виде трещиноватости, пустотности и др. характерных случаях смены компонент
4) Анизотропность геологической среды – неодинаковость структуры и свойств любых геологических объектов за счет текстурных различий, наличия слоистости, ярусности и др. форм организации геологической среды
Слайд 25ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
геологической среды
обмен массой и энергией между компонентами геологической среды или
между геологической средой и другими средами
Взаимодействие – процесс двусторонний
(в результате развития процессов эрозии происходит изменение состояния не только геологической среды, но и гидросферы)
Две группы воздействий – прямые, исходящие от данной среды, и обратные, появляющиеся в виде реакции на прямые воздействия и оказывающие влияние не только на среду-источник прямого воздействия, но и на другие среды
Слайд 26Объект исследования – определенная область реальности (природной или социальной), на которую
направлен процесс научного познания
Предмет науки – наиболее значимые свойства, стороны, характеристики, особенности объекта, которые подлежат непосредственному изучению или познание которых особенно важно для решения той или иной проблемы (теоретической или практической)
Метод исследования – способ исследования явлений, который включает в себя различные теоретические и технические средства познания, ведущие к получению новой информации. Выделяют общие и частные (специальные) методы исследования
Методика – совокупность методов, направленных на проведение какого-либо исследования
Методология – учение о приемах и методах любого научного исследования, принципах построения, формах и способах познавательной деятельности
Слайд 27ОБЪЕКТ изучения
процессы и явления, возникающие в геологической среде в результате ее
взаимодействия с окружающими средами, находящимися под воздействием человеческого общества
Слайд 28ПРЕДМЕТ исследований
знания о механизме, динамике, закономерностях процессов взаимодействия компонентов геологической среды
и геологической среды с другими средами; законах и закономерностях развития инженерно-геологических процессов, формирующихся и/или развивающихся под влиянием хозяйственной деятельности человека
Слайд 29ЗАДАЧИ инженерной геодинамики
1) Изучение генезиса, причин и закономерностей развития процессов как
в естественных условиях, так и в связи с хозяйственной деятельностью человека.
2) Изучение распространения процессов по площади и во времени.
3) Разработка методов прогнозирования геологических процессов и явлений.
Слайд 30ЗАДАЧИ инженерной геодинамики
4) Разработка направлений, приемов и способов управления геологическими и
инженерно-геологическими процессами в нужном человеку направлении.
5) Рекомендации по рациональному выбору участков размещения строительства, типа и конструкции сооружений.
6) Создание инженерно-геологических основ организации мониторинга геологической среды.
Слайд 32МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
1) Общегеологические методы используют естественноисторический подход к изучению геологических процессов
и явлений, учитывая региональные геологические закономерности, генетические и структурные особенности геологического строения, геоморфологию и тектонику территорий.
Слайд 33МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2) Научный метод инженерной геологии представляет целый комплекс способов и
приемов, основывающихся на учете следующих законов:
- связей между различными природными процессами, в соответствии с которыми развитие одних процессов вызывает возникновение и развитие других;
- отражающих неизбежность возникновения геологических процессов и явлений при наличии противоречия или несоответствия в геологической среде;
- динамики геологических процессов во времени, отражающих обусловленность и закономерности их развития в определенных условиях и по определенным причинам;
- количественных изменений, происходящих под влиянием геологических процессов и явлений, которые приводят к деформациям, разрушениям, загрязнениям и т.д.
Слайд 34МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
3) Механико-математические методы непосредственно связаны с количественными оценками и прогнозами
изменения геологической среды под влиянием воздействий (методы математического и физического моделирования)
Слайд 35ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
научное направление инженерной геологии, изучающее приповерхностные природные и природно-технические
системы и процессы взаимодействия (т.е. экзогенные геологические процессы) с целью обеспечения экологической безопасности жизнедеятельности на осваиваемых территориях
Слайд 36ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОДИНАМИКА
научное направление инженерной геологии, изучающее морфологию, механизм, причины и
пространственно-временные закономерности развития в геологической среде геологических и инженерно-геологических процессов, формирующихся в ходе ее естественного изменения под влиянием всей совокупности природных факторов и в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека
Слайд 37ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
системы, которые кроме естественных
компонентов (горных пород, подземных вод,
газов) содержат:
- искусственные
компоненты
(сооружения)
- естественные
компоненты,
структура и свойства
которых настолько
изменены человеком,
что их можно считать
искусственными
Слайд 38ВЗАИМООТНОШЕНИЯ инженерной геодинамики
с другими научными направлениями
Инженерная
геодинамика
Геотектоника
Динамическая
геология
Динамическая
геоморфология
Экология
Механика грунтов
Грунтоведение
Гидрогеология
Строительство
зданий
и сооружений
Горное
дело
Региональная
инженерная
геология