Программа учебного курса
Инженерная геология, часть 2.
Инженерная и экологическая геодинамика
119992, Москва, Воробьевы горы, МГУ, геологический факультет МГУ, кафедра инженерной и экологической геологии,
тел. (095) 939-35-87.
E-mail: korolev@geol.msu.ru
Автор — профессор Королев Владимир Александрович.
Курс читается в 6 семестре для студентов специальности «Экологическая геология».
Объем курса —36 часов, лекции — 24 часа, лабораторные (практические) занятия — 12 часов.
Форма контроля. Прием лабораторных (практических) работ; экзамен или зачет в конце 6 семестра.
Аннотация. Курс посвящен изучению геологических и инженерно-геологических процессов и явлений в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека и решением различных эколого-геологических проблем. Он является составной частью дисциплины «Инженерная геология» и читается студентам после овладения ими курса «Грунтоведение». Главные задачи курса заключаются в развитии у студентов профессиональных инженерно-геологических навыков и знаний о геологических и инженерно-геологических процессах и явлениях, их анализе, методах прогнозирования, способах инженерной защиты, необходимых им для изучения и оценки экологических функций литосферы.
1. Теория и методология инженерной и экологической геодинамики
Объект, предмет и задачи инженерной и экологической геодинамики, история ее развития. Теория, законы и методология инженерной и экологической геодинамики. Основные законы инженерной и экологической геодинамики. Геологическая среда и ее состояние. Природно-технические системы и массивы грунтов. Массивы как часть биогеоценозов. Соотношение инженерной геодинамики и экологической геологии.
2. Инженерно-геологические и эколого-геологические условия
Понятия об инженерно-геологических и эколого-геологических условиях. Компоненты инженерно-геологических условий. Факторы развития геологических и инженерно-геологических условий. Категории сложности инженерно-геологических и природных условий.
3. Инженерно-геологические процессы и явления
Понятие об инженерно-геологических процессах и явлениях. Общие закономерности развития эндогенных и экзогенных геологических процессов. Общие, региональные и специальные инженерно-геологические классификации процессов. Геологические и инженерно-геологические процессы как специфическая форма движения материи в верхней части земной коры. Природные и техногенные факторы развития процессов. Геодинамический мониторинг. Геодинамическая функция литосферы в экологическом аспекте. Влияние геологических процессов на сукцессии экосистем. Генетические и режимообразующие факторы процессов. Режим экзогенных процессов.
4. Процессы и явления внутренней динамики
Механизм тектонических процессов, современные тектонические теории. Землетрясения и их механизм. Параметры силы землетрясений. Сейсмическое районирование и микрорайонирование. Наведенная сейсмичность и ее причины. Эколого-геологическое значение сейсмичности. Задачи эколого-геологических исследований в районах с высокой сейсмичностью.
Неотектонические процессы. Инженерно-геологический анализ новейших и современных тектонических структур и движений. Типы разрывных нарушений. Методы изучения и признаки для оценки характера и интенсивности неотектонических и современных движений, примеры.
Вулканизм. Механизм и причина вулканизма. Типы извержений и их продукты. Прогноз извержений и их эколого-геологическая роль.
Техногенный и природный метаморфизм. Факторы техногенного метаморфизма. Его изучение и анализ.
Процессы, обусловленные выработками подземного пространства. Горные удары: природные и техногенные факторы, их изучение и прогноз. Проседания поверхности, вызванные подземными выработками и добычей флюидов: причины, механизм, оценка и меры борьбы.
5. Процессы и явления внешней динамики. Выветривание
Изучение процессов и кор выветривания. Процессы разгрузки напряжений и разуплотнение пород. Определение понятий и схемы расчленения кор выветривания на зоны и горизонты по инженерно-геологическим признакам. Древние и современные коры выветривания в разных комплексах пород и климатических районах. Природные и техногенные факторы выветривания. Оценка степени выветрелости пород и скорости процессов выветривания. Полевое и экспериментальное изучение процессов выветривания. Эколого-геологическое значение изучения и роль процессов выветривания.
6. Гравитационные склоновые процессы
Оползни и другие гравитационные склоновые процессы: формирование и устойчивость склонов. Общая инженерно-геологическая классификация гравитационных явлений на склонах: обвалы, оползни, осыпи, лавины, ледники, осовы, солифлюкция, курумы и другие переходные формы. Основные геологические и иные факторы развития гравитационных склоновых процессов и их взаимообусловленность.
Оползни. Классификация оползней; региональные и генетические их типы. Природные и техногенные факторы их формирования. Инженерно-геологическое изучение и оценка оползневой опасности. Эколого-геологическая оценка оползней. Роль подземных и техногенных вод в развитии оползней.
Обвалы и осыпи. Формирование склонов и методы оценки их устойчивости. Прогноз оползней и обвалов, методы расчетов устойчивости слонов. Эколого-геологическая оценка обвалов и осыпей. Меры борьбы с обвалами, оползнями разных типов.
Ледники, снежные лавины. Природные и техногенные факторы их формирования. Инженерно-геологические и эколого-геологические исследования для обоснования схем защиты и проектов комплексных мероприятий по стабилизации склонов и по предотвращению опасных последствий.
7. Абразия
Формирование берегов морей, озер и водохранилищ; инженерно-геологическая оценка абразии. Инженерно-геологическое значение абразионных процессов. Геологические и техногенные факторы формирования и развития берегов морей. Классификация пород по характеру и сопротивляемости размыву. Скорость процессов абразии берегов морей. Типы побережий как отражение истории бассейна и их геологического строения. Влияние береговых сооружений и строительных работ на формирование берегов. Комплексное изучение процессов абразии и меры борьбы с ними. Эколого-геологическая оценка и роль процессов абразии.
Наносы и их вдольбереговое перемещение. Пляжи и их формирование. Природные и техногенные факторы формирования наносов. Эколого-геологическая оценка формирования наносов. Берегоукрепительные сооружения.
Переработка берегов водохранилищ. Волновой и уровенный режим водохранилищ и их значение для формирования берегов. Способы прогнозов переработки берегов водохранилищ. Эколого-геологическая оценка процесса переработки берегов.
8. Эрозия, сели, затопление, заиление
Эрозия и ее виды. Эрозия и аккумуляция как взаимозависимые процессы. Склоновая, овражная и речная эрозия и факторы их развития. Классификация пород по сопротивляемости эрозионному размыву. Оценка эрозионной опасности. Защитные противоэрозионные мероприятия и инженерно-геологические данные, необходимые для их обоснования.
Селевые потоки. Типы селей и механизм их движения. Влияние селей на экосистемы. Гидрологические, геологические и другие факторы их возникновения и развития. Селевые районы России и сопредельных территорий СНГ. Эколого-геологическая оценка и значение селей.
Затопление территорий. Природные и техногенные факторы формирования наводнений и затопления территорий. Изучение затопления, оценка его опасности. Эколого-геологическая оценка затопления и наводнений. Меры борьбы с затоплением территорий.
Заиление водохранилищ. Природные и техногенные факторы заиления. Оценка процессов заиления и прогноз. Эколого-геологическая оценка заиления. Меры борьбы с заилением водохранилищ. Седиментогенез и его закономерности. Регулирование седиментогенеза в хвостохранилищах и гидроотвалах.
9. Карст
Определение и значение карстовых процессов и выщелачивания при инженерно-геологической оценке массива пород и территории района. Типы, возраст карста и связь с геологической историей района. Гидродинамические зоны и развитие карста в платформенных и горноскладчатых областях. Природные и техногенные факторы развития карста. Оценка скорости и прогноз карстовых процессов, их значение для разных сооружений. Эколого-геологическое значение и роль карста.
10. Суффозия, разжижение, плывуны и набухание
Виды и механизм суффозии. Явления, вызванные суффозией на природных склонах, в бортах карьеров и откосах котлованов. Суффозионные формы рельефа. Размывы по трещинам внутри толщи пород. Оценка суффозионной опасности. Эколого-геологическая оценка суффозии. Меры борьбы с суффозией.
Разжижение, природные и техногенные факторы. Плывуны и плывунные явления. Условия образования, инженерно-геологическая и эколого-геологическая оценка этих явлений; методы изучения и меры предотвращения опасных последствий. Эколого-геологическое значение суффозии и внутрипластовых размывов.
Набухание и усадка. Природные и техногенные факторы, изучение и прогноз этих процессов. Меры борьбы с набуханием.
11. Криогенные процессы
Главнейшие факторы формирования толщ многолетне мерзлых пород. Льдистость пород и факторы ее обусловливающие. Типы льдов в мерзлых породах.
Процессы пучения, бугры пучения. Наледообразование. Морозобойное растрескивание пород и этапы развития полигональных форм. Криогенные склоновые процессы: курумы, оползание, солифлюкция. Солифлюкционные и десерпционные явления на склонах. Механизм и виды смещений. Эколого-геологическая оценка криогенных склоновых процессов. Термокарст, термоабразия, термоэрозия и последствия их проявления. Влияние техногенных факторов на развитие криогенных процессов. Меры борьбы, прогноз и эколого-геологическое значение криогенных процессов.
12. Заболачивание, подтопление, засоление и загрязнение
Заболачивание. Определение понятий: болото, заболоченные территории и подтопление. Условия их возникновения, влияние состава грунтов и режима грунтовых вод. Особенности изысканий в районах распространения болот. Прогноз заболачивания, меры борьбы, эколого-геологическая оценка заболачивания.
Подтопление. Природные и техногенные факторы подтопления. Изучение и оценка опасности подтопления. Эколого-геологическая оценка подтопления. Меры борьбы с подтоплением.
Засоление и загрязнение почв и горных пород. Природные и техногенные факторы засоления и загрязнения. Изучение и оценка опасности засоления и загрязнения. Эколого-геологическая оценка загрязнения. Меры борьбы с засолением и загрязнением грунтов.
13. Эоловые процессы
Дефляция, корразия, эоловая аккумуляция. Факторы развития этих процессов. Развевание песчаных и пылеватых грунтов на обнаженных поверхностях. Механизм переноса песков и эоловые формы рельефа. Влияние эоловых процессов на экосистемы. Изучение и оценка опасности от эоловых процессов. Эколого-геологическая оценка эоловых процессов. Меры защиты дорог, поселков и друга объектов от эоловых процессов. Активизация их под влиянием техногенных факторов.
14. Просадочные явления
Просадочность и ее типы. Природа и механизм просадочных явлений в массивах лессовых пород. Тип грунтовых условий по просадочности. Способы ее оценки и инженерно-геологического изучения. Прогноз развития просадочности. Строительство на просадочных грунтах, меры борьбы с просадочностью и способы ее ликвидации. Эколого-геологическое значение просадочных явлений.
Практические занятия
1.Составление инженерно-геологических разрезов оползневого склона, борта карьера, берега водохранилища с расчетами устойчивости и кратким заключением об их устойчивости.
2.Аналогичное задание для района распространения просадочных лессов.
3.Расчет параметров трещиноватости массива пород.
4.Реферат или устный доклад на основе проработки дополнительной литературы на одну из тем курса.
Литература
Основная:
Королев В.А. Инженерная и экологическая геодинамика /Электронный учебник на СD. – М., 2004 г.
Золотарев Г.С. Инженерная геодинамика./ Учебник - М., МГУ, 1983.
Иванов И.П., Тржцинский Ю.Б. Инженерная геодинамика./ Учебник – СПб, Наука, 2001.
Теоретические основы инженерной геологии. Геологические основы. / Ред. Е.М. Сергеев. М., Недра, 1985.
Учебное пособие по инженерной геологии / Ред.Г.С.Золотарев. - М., МГУ, 1989.
Дополнительная:
Ананьев В.П., Потапов А.Д. Инженерная геология. / Учебник – М., Высшая школа, 2000, - 511 с.
Белый Л.Д. Инженерная геология / Учебник. – М., Высшая школа, 1985.
Природные опасности России. /Под общей ред. В.И.Осипова и С.К. Шойгу, в 6-и томах. – М., изд.фирма «КРУК», 2000-2003 гг.
Сергеев Е.М. Инженерная геология / Учебник. – М., изд-во МГУ, 1982.
Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Инженерная геология и экологическая геология: теоретико-методические основы и взаимоотношение. - М., МГУ, 1999
Экогеология России. Т.1. Европейская часть / Под ред Г.С.Вартаняна. – М., ЗАО «Геоинформмарк», 2000, - 300 с.
Экологические функции литосферы / Трофимов В.Т., Д.Г.Зилинг, Т.А.Барабошкина и др. Под ред. В.Т.Трофимова. - М.: МГУ, 2000. - 432 с.
© Королев В.А., 2004 г. |
