МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
|
УТВЕРЖДАЮ
Директор ИПР
_____________ Дмитриев А.Ю.
«___»________________2014 г.
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение
основная образовательная программа подготовки аспиранта
по направлению 05.06.01 – Науки о Земле
Уровень высшего образования
подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре
ТОМСК 2014
ПРЕДИСЛОВИЕ
Рабочая программа составлена на основании федеральных государственных образовательных стандартов основной образовательной программы высшего образования подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре по направлению 05.06.01 Науки о Земле.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА РАССМОТРЕНА И ОДОБРЕНА на заседании обеспечивающей кафедры гидрогеоэкологии, инженерной геологии и гидрогеоэкологии ИПР протокол № 1 от 28 августа 2014 г.
Научный руководитель программы
аспирантской подготовки Л.А. Строкова
Программа СОГЛАСОВАНА с институтами, выпускающими кафедрами специальности; СООТВЕТСТВУЕТ действующему плану.
Зав. обеспечивающей кафедры ГИГЭ Л.А. Строкова
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель изучения дисциплины – формирование у аспирантов углубленных профессиональных знаний в области инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения.
Аспирант, изучивший дисциплину «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», способен самостоятельно ставить и решать производственные проблемы геологической отрасли методами научных исследований.
Задачи дисциплины
- формирование у аспирантов теоретических знаний и практических навыков в области инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения;
- формирование навыков самостоятельной научно-исследовательской и педагогической деятельности.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Рассматриваемая дисциплина относится к дисциплине Вариативного междисциплинарного профессионального модуля А1.ВМ3.6 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» основной образовательной программы подготовки аспиранта по отрасли науки 05.06.01 – Науки о Земле.
Для усвоения курса требуется знание общей, структурной, исторической геологии, грунтоведения, инженерной геодинамики, региональной инженерной геологии, мерзлотоведения, методики инженерно-геологических исследований.
Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 25.00.08 - Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение.
3. Требования к результатам освоения дисциплины
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:
иметь представление: о методах постановки и исследования
задач инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения;
знать: основную терминологию по теме дисциплины;
уметь: ставить и решать задачи по инженерной геологии, мерзлотоведению и грунтоведению и проводить анализ полученного решения.
Выпускник, освоивший программу аспирантуры, должен обладать следующими универсальными компетенциями:
- способностью к критическому анализу и оценке современных научных достижений, генерированию новых идей при решении исследовательских и практических задач, в том числе в междисциплинарных областях (УК-1);
- способностью проектировать и осуществлять комплексные исследования, в том числе междисциплинарные, на основе целостного системного научного мировоззрения с использованием знаний в области истории и философии науки (УК-2);
- готовностью участвовать в работе российских и международных исследовательских коллективов по решению научных и научно-образовательных задач (УК-3);
- готовностью использовать современные методы и технологии научной коммуникации на государственном и иностранном языках (УК-4);
-способностью планировать и решать задачи собственного профессионального и личностного развития (УК-5).
Выпускник, освоивший программу аспирантуры, должен обладать следующими общепрофессиональными компетенциями:
- способностью самостоятельно осуществлять научно-исследовательскую деятельность в соответствующей профессиональной области с использованием современных методов исследования и информационно-коммуникационных технологий (ОПК-1);
- готовностью к преподавательской деятельности по основным образовательным программам высшего образования (ОПК-2).
Выпускник, освоивший программу аспирантуры, должен обладать следующими профессиональными компетенциями:
- готовностью оценивать инженерно-геологические и гидрогеологические условия для различных видов хозяйственной деятельности, составлять программы инженерно-геологических и гидрогеологических исследований, планировать и организовать инженерно-геологические и гидрогеологические исследования (ПК-1);
- способностью анализировать, систематизировать и интерпретировать инженерно геологическую и гидрогеологическую информацию; строить различные инженерно-геологические карты (ПК-2);
- способностью проводить расчеты гидрогеологических параметров и устойчивости сооружений в связи с развитием негативных экзогенных геологических процессов; моделировать экзогенные геологические и гидрогеологические процессы прогнозировать гидрогеологические и инженерно-геологические процессы и оценивать точность и достоверность прогнозов (ПК-3).
В результате освоения дисциплины аспирант должен продемонстрировать следующие результаты образования:
|
знает:
|
–
|
номенклатуру и основные строительные свойства грунтов;
|
|
–
|
методы оценки изменений свойств грунтов под влиянием различных факторов;
|
|
–
|
методы сохранения природных свойств грунтов при строительстве;
|
|
–
|
об особенностях строительства в районах распространения многолетнемерзлых пород в Сибири.
|
|
|
умеет:
|
|
|
обосновывать состав и методику проведения инженерно-геологических исследований в зависимости от сложности и ответственности объектов
|
|
–
|
определять физико-механические свойства грунтов;
рассчитывать количественные показатели свойств грунтов;
проводить расчеты гидрогеологических параметров и устойчивости сооружений в связи с развитием негативных экзогенных геологических процессов
|
|
-
|
моделировать и прогнозировать гидрогеологические и инженерно-геологические процессы и оценивать точность и достоверность прогнозов
|
|
–
|
искать, получать, анализировать, систематизировать и интерпретировать инженерно-геологическую информацию
|
|
|
владеет:
|
|
|
методами выполнения инженерно-геологических исследований для различных видов строительства
|
|
–
|
методами оценки пригодности грунтов строительной площадки в качестве оснований сооружений;
|
|
–
|
имеет опыт составления программ инженерно-геологических исследований, строить карты инженерно-геологических условий и районирования.
|
|
СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Разделы дисциплины и виды занятий
Приводимая ниже таблица показывает вариант распределения бюджета учебного времени, отводимого на освоение основных модулей предлагаемого курса согласно учебному плану.
4.2. Практические занятия – семинары по разделам дисциплины:
Инженерная геология – 114 часов (конференция «Современные проблемы ИГ»), Грунтоведение – 44 часа (конференция «Современные методы определения состава и свойств грунтов»), Теоретические основы мерзлотоведения – 48 часов (деловая игра «Строительство нефтепровода Восточная Сибирь - Тихий океан или газопровода «Силы Сибири»»), Процессы в мерзлых породах - 42 часа (конференция); Практические приложения мерзлотоведения – 26 часов (научный проект - составление расчетной схемы основания)
Наименование разделов и тем
|
Трудоемкость
(в ЗЕТ)
|
Всего занятий
(в часах)
|
Всего
учебных занятий
(в часах)
|
3 сем
|
4 сем
|
ПЗ
|
СР
|
ПЗ
|
СР
|
Раздел 1. Инженерная геология
|
2
|
114
|
|
|
|
|
Тема 1. Общие вопросы инженерной геологии
|
|
6
|
2
|
4
|
|
|
Тема 2. Инженерная геодинамика
|
|
34
|
4
|
16
|
2
|
12
|
Тема 3. Методика инженерно-геологических исследований
|
|
44
|
4
|
16
|
4
|
20
|
Тема 4. Региональная инженерная геология
|
|
30
|
4
|
10
|
6
|
10
|
Раздел 2. Грунтоведение
|
2
|
94
|
|
|
|
|
Тема 5. Общие вопросы грунтоведения
|
|
2
|
2
|
|
|
|
Тема 6. Состав и строение грунтов
|
|
26
|
2
|
4
|
4
|
16
|
Тема 7. Свойства грунтов
|
|
22
|
4
|
4
|
2
|
12
|
Тема 8. Характеристика основных типов грунтов
|
|
18
|
2
|
12
|
|
4
|
Тема 9. Массивы грунтов
|
|
14
|
2
|
6
|
2
|
4
|
Тема 10. Техническая мелиорация грунтов
|
|
12
|
|
6
|
|
6
|
Раздел 3. Мерзлотоведение
|
5
|
116
|
|
|
|
|
Тема 11. Общие вопросы мерзлотоведения
|
|
14
|
4
|
10
|
|
|
Тема 12. Особенности состава и строения мерзлых пород и их свойства
|
|
14
|
2
|
10
|
|
2
|
Тема 13. Физические и физико-химические процессы в мерзлых, промерзающих и оттаивающих горных породах
|
|
14
|
4
|
10
|
|
|
Тема 14. Сезонное промерзание и сезонное протаивание горных пород
|
|
6
|
|
|
2
|
4
| Тема 15. Многолетнемерзлые толщи в различных геолого-структурных условиях |
|
12
|
|
|
2
|
10
|
Тема 16. Мерзлотные физико-геологические процессы, явления и образования
|
|
14
|
|
|
2
|
12
|
Тема 17. Подземные воды области распространения многолетнемерзлых пород
|
|
12
|
|
|
2
|
10
|
Тема 18. Районирование и картирование области распространения мерзлых пород
|
|
16
|
|
|
4
|
12
|
Тема 19. Основы механики мерзлых горных пород
|
|
8
|
|
|
2
|
6
|
Тема 20. Методы строительства в области многолетней мерзлоты
|
|
6
|
|
|
2
|
4
|
З семестр
|
4
|
144
|
36
|
108
|
|
|
4 семестр
|
5
|
180
|
|
|
36
|
144
|
Всего по дисциплине
|
9
|
324
|
36
|
108
|
36
|
144
|
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Технология процесса обучения по дисциплине «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» включает в себя следующие образовательные мероприятия:
а) аудиторные занятия (лекционно-семинарская форма обучения);
б) самостоятельная работа;
г) контрольные мероприятия в процессе обучения и по его окончанию;
д) зачет в 3 семестре; экзамен в 4 семестре.
При освоении дисциплины используются сочетания различных видов учебной работы с методами и формами активизации познавательной деятельности аспирантов для достижения запланированных результатов обучения и формирования компетенций.
Информационно-развивающие технологии, направленные на овладение большим запасом знаний, запоминание и свободное оперирование ими. Используется лекционно-семинарский метод, самостоятельное изучение литературы, применение новых информационных технологий для самостоятельного пополнения знаний, включая использование технических и электронных средств информации. Реализуется во время аудиторных занятий, которые проводятся в интерактивной форме с элементами проблемного обучения и дискуссиями, с использованием мультимедийной техники. Презентации позволяют качественно иллюстрировать практические занятия схемами, формулами, рисунками. Кроме того, презентации позволяют четко структурировать материал занятия. Электронная презентация позволяет отобразить процессы в динамике, что позволяет улучшить восприятие материала.
Деятельностные практико-ориентированные технологии, направленные на формирование системы профессиональных практических умений при проведении экспериментальных исследований в научно-исследовательских лабораториях, обеспечивающих возможность качественно выполнять профессиональную деятельность по выбранному профилю.
Развивающие проблемно-ориентированные технологии, направленные на формирование и развитие проблемного мышления, мыслительной активности, способности проблемно мыслить, видеть и формулировать проблемы. Реализуется в виде постановки проблемных задач отвечающих целям освоения дисциплины «Геоэкология» и формирует необходимые компетенции. Решаемые проблемные задачи стимулируют познавательную деятельность и научно-исследовательскую активность аспирантов.
Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие учет различных способностей аспирантов, создание необходимых условий для развития их индивидуальных способностей, развитие активности личности в учебном процессе. Реализуются в результате общения преподавателя и аспиранта при выполнении заданий по дисциплине и на еженедельных консультациях.
Самостоятельная (внеаудиторная) работа аспирантов состоит в проработке лекционного материала, подготовке к семинарским занятиям, подготовке докладов и рефератов, изучении правовых норм, дополнительной литературы. Она составляет 54 часа. Самостоятельная работа строится на основе использования методических материалов к семинарским занятиям, которые содержат вопросы и задания по каждой теме. Домашние задания формируются на основе учебников и учебных пособий, специальной научной литературы, доступа к Internet.
Кроме этого в течение семестра аспирантами выполняется реферат, который оценивается по следующим показателям:
- оформление презентации;
- ответы на вопросы;
- участие в семинаре и конференциях.
ТЕМЫ РЕФЕРАТОВ
История развития инженерной геологии и связь ее с другими естественными и техническими науками.
Классификация современных эндогенных и экзогенных геологических процессов.
3 Сейсмическое микрорайонирование.
Региональные геологические и зональные факторы формирования инженерно-геологических условий.
Принципы и признаки инженерно-геологического районирования.
История возникновения и развития грунтоведения, его современное состояние.
Источники энергии, определяющие тепловое состояние Земли, их относительное значение.
Миграция влаги в промерзающих и мерзлых горных породах.
Классификации и механизмы формирования структур и текстур мерзлых толщ горных пород.
Факторы, влияющие на глубину сезонного промерзания и сезонного протаивания горных пород.
Методы изучения сезонного промерзания и сезонного протаивания горных пород.
Особенности состава и строения сезоннопромерзающих и сезоннопротаивающих горных пород.
Основные особенности подземных вод криолитозоны.
Особенности загрязнения и естественная защищенность подземных вод в условиях криолитозоны.
Принципы строительства подземных коммуникаций в районах с многолетнемерзлыми породами
Для достижения целей при совместной и индивидуальной познавательной деятельности аспирантов в части овладения теоретическими знаниями и практическими умениями используется полный набор методического материала: лекции; методические рекомендации по проведению семинарских занятий; индивидуальные задания по отдельным разделам курса; доклады по актуальным проблемам геоэкологии; тесты и контрольные задания для проверки знаний аспирантов.
ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ И ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
Цель контроля - получение информации о результатах обучения и степени их соответствия результатам обучения.
6.1. Текущий контроль
Текущий контроль успеваемости, т.е. проверка усвоения учебного материала, регулярно осуществляемая на протяжении семестра. Текущий контроль знаний учащихся организован как устный опрос.
Текущая самостоятельная работа включает работу с лекционным материалом с использованием сетевого образовательного ресурса (Web CT), изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку, поиск и анализ литературы и электронных источников информации по заданной проблеме в курсовом проекте, подготовку к контрольным работам, подготовку к экзамену.
6.2. Промежуточная аттестация
Промежуточная аттестация осуществляется в конце семестра и завершает изучение дисциплины «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение». Форма аттестации – кандидатский экзамен в письменной или устной форме. Кандидатский экзамен проводится в 4 семестре в соответствии с программой кандидатского минимума.
Экзаменационный билет состоит из трех теоретических вопросов, тематика которых представлена в программе кандидатского экзамена.
На кандидатском экзамене аспирант должен продемонстрировать высокий научный уровень и научные знания по дисциплине «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение».
6.3. Список вопросов для проведения текущего контроля и устного опроса обучающихся:
Что такое инженерно-геологические условия территорий?
Объясните методику составления инженерно-геологическая карт и охарактеризуйте их основные виды
Что такое тиксотропия, в чем сущность этого явления и каково его инженерно-геологическое значение
Назовите категории геологических тел и критерии их выделения при инженерно-геологическом расчленении геологического разреза.
Значение изучения тектоники и неотектоники при инженерно-геологических изысканиях?
Причины, условия и факторы развития эрозии и абразии и мероприятия по защите.
Содержание разделов и тем, вынесенных на самостоятельное изучение
Раздел 1. Инженерная геология
Тема 1. Общие вопросы
Предмет, методология, цели и задачи инженерной геологии как геологической науки. История развития инженерной геологии и связь ее с другими естественными и техническими науками. Горные породы, подземные воды, рельеф и современные геологические процессы как компоненты инженерно-геологических условий.
Тема 2. Инженерная геодинамика
Классификация современных эндогенных и экзогенных геологических процессов. Понятие об инженерно-геологических процессах.
Напряженное состояние массивов пород. Инженерно-геологический анализ новейших тектонических структур и движений. Сейсмическое микрорайонирование. Формирование и генетические типы трещин. Инженерно-геологическое изучение процессов разуплотнения и выветривания пород. Эрозионные процессы и селевые потоки. Абразия и переработка берегов водохранилищ. Обвалы, оползни, курумы и другие склоновые явления. Просадки в лессах. Карст в карбонатных, сульфатных породах и в солях.
Тема 3. Методика инженерно-геологических исследований
Инженерно-геологические исследования для гидротехнического строительства. Инженерно-геологические явления на бортах глубоких карьеров и методика их изучения.
Задачи и методика инженерно-геологических исследований для подземных сооружений и шахтных разработок месторождений полезных ископаемых. Инженерно-геологическое изучение урбанизированных территорий.
Тема 4. Региональная инженерная геология
Теоретические основы региональной инженерной геологии. Региональные геологические и зональные факторы формирования инженерно-геологических условий. Принципы и признаки инженерно-геологического районирования. Инженерно-геологические карты и разрезы. Инженерно-геологическая характеристика отдельных регионов России.
Раздел 2. Грунтоведение
|
