Обобщен опыт по разработке и внедрению в практику нового, радиолокационного метода подповерхностных зондирований. Рассмотрены физические основы, аппаратура, методика зондирований, проводимых на земной поверхности и с борта летательных аппаратов. Приведены результаты применения метода при измерении уровня грунтовых вод, толщины промерзающих слоев, поисках водоносных горизонтов, изучении зоны аэрации, разведке торфяных месторождений.
Рассмотрены связи сейсмических свойств горных пород с их гидрогеологическими и инженерно-геологическими характеристиками в качестве физического обоснования применения сейсмоакустических методов для решения гидрогеологических и инженерно-геологических задач. Описаны отдельные методы сейсмоакустических исследований в гидрогеологии и инженерной геологии (наземные, подземные, скважинные, на акваториях, лабораторные), в том числе методика проведения измерений и способы обработки данных. Рассмотрена комплексная методика сейсмоакустических исследований при решении разнообразных гидрогеологических и инженерно-геологических задач.
Для геофизиков, работающих в области гидрогеологии и инженерной геологии, а также гидрогеологов и инженеров-геологов, использующих геофизические методы на практике.
Учебное пособие содержит задачи и упражнения по основам общей геологии, динамической геологии, инженерных изысканий, охраны и рационального использования окружающей среды, экологии, инженерной экологии, инженерной геологии и гидрогеологии.
Задачи и упражнения многовариантны, разной степени сложности, что позволяет использовать их в проведении лабораторных работ, практических занятий, курсовых работ, в качестве домашних заданий заочникам, при приеме зачетов и экзаменов, для контроля текущей успеваемости студентов. Для серий однотипных задач и упражнений даны примеры решений. В приложении приведены классификационные таблицы описания горных пород и минералов.
Во втором издании (1-е —в 1984 г.) исправлены и уточнены формулировки некоторых задач, внесены новые задачи, упрощены некоторые карты, терминология приближена к ГОСТ 25100—95, обновлен справочный аппарат в приложении.
Для студентов строительных и горно-геологических специальностей вузов.
В книге изложены современные представления общей геологии о строении Земли, ее геологической истории, основных типах горных пород и условиях их образования, о геологических процессах и явлениях; рассмотрены основные гидрогеологические и инженерно-геологические условия верхней части земной коры и методы их изучения и документации в процессе проведения геологоразведочных работ и специальных изысканий и др.
Книгу написали: «Введение», главы 5,8, 9, 10, 11 — канд. геолого-минералогических наук В. М. Кононов; главы 1—4, 12 — канд. геолого-минералогических наук А. М. Крысенко; главы 6, 7 — доктор геолого-минералогических наук проф. В. М. Швец.
As noted in the Preface to the first edition, engineering geology can be defined as the application of Geology to engineering practice. In other words, it is concerned with those geological factors that influence the location, design, construction and maintenance of engineering works. Accordingly, it draws on a number of geological disciplines such as geomorphology, structural geology, sedimentology, petrology and stratigraphy. In addition, engineering geology involves hydrogeology and some understanding of rock and soil mechanics.
Similar to the first edition, this edition too is written for undergraduate and post-graduate students of engineering geology. It is hoped that this will also be of value to those involved in the profession, especially at the earlier stages of their careers. However, it is aimed at not just engineering geologists but also at those in civil and mining engineering, water engineering, quarrying and, to a lesser extent, architecture, planning, surveying and building. In other words, those who deal with the ground should know something about it.
Предлагаемый учебник по гидрогеологии с основами инженерной геологии предназначается для студентов геологоразведочных факультетов вузов по специальностям: «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых», «Техника разведки месторождений полезных ископаемых», «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» и «Геологическая съемка и поиски месторождений полезных ископаемых».
Как известно, подземные воды при разработке месторождений полезных ископаемых имеют весьма существенное значение, обусловливая необходимость принятия мер по борьбе с их притоками в горные выработки. Выбор тех или других осушительных мероприятий и их эффективность всецело зависят от гидрогеологических условий месторождения и степени его гидрогеологической изученности. Инженеры-геологи, осуществляющие разведку месторождений, должны обладать необходимым минимумом знаний по гидрогеологии и инженерной геологии, что является обязательным условием для обеспечения нужного качества разведочных работ. Краткому изложению основ этих дисциплин и посвящен предлагаемый учебник.
Условия строительства в г. Москве постоянно усложняются. Строительство новых зданий в черте города, особенно в его центральной части, осуществляется, как правило, рядом с существующей застройкой и может оказывать на нее негативное влияние. Развивается строительство «точечных» высотных зданий с высокими значениями удельной нагрузки на основание. Возрастают объемы реконструкции существующих зданий, чаще всего с надстройкой на 2 - 4 этажа. Резко активизировалось использование подземного пространства города и строительство в связи с этим многоэтажных подземных комплексов различного назначения, транспортных тоннелей, коллекторов большого диаметра. Вместе с тем значительная часть территории города, особенно его центр, характеризуется сложными и неблагоприятными для строительства инженерно-геологическими и экологическими условиями. Здесь развиты опасные геологические и инженерно-геологические процессы (карстово-суффозионные, оползневые, суффозия, эрозия, подтопление), залегают специфические грунты (насыпные техногенные, слабые глинистые, пучинистые, набухающие), встречаются древние эрозионные врезы (долины). Указанные условия часто осложнены негативными техногенными факторами (динамические воздействия, утечки из водонесущих коммуникаций, откачки подземных вод, подрезка склонов и т.п.). Подземные сооружения часто размещаются в глубоких и наименее изученных горизонтах геологической среды, вблизи зон тектонических нарушений, древних эрозионных врезов, закарстованных и выветрелых пород; вскрывают суффозионно-неустойчивые, плывунные или тиксотропные грунты; приводят к активизации существующих и возникновению новых опасных геологических и инженерно-геологических процессов, не проявлявшихся ранее в ненарушенных природных условиях. Указанные условия строительства выдвигают перед инженерными изысканиями повышенные требования. При строительстве и реконструкции зданий и сооружений в условиях тесной городской застройки они должны быть направлены не только на обоснование проектов нового строительства и обеспечение его надежности, но и на обеспечение безопасности природной и техногенной окружающей среды. Все это обусловливает необходимость увеличения объема инженерных изысканий для строительства, особенно в части прогноза изменения инженерно-геологической обстановки, развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов и оценки геологического риска социальных и экономических потерь от воздействия этих процессов.
Последние десятилетия в обращении с отходами наиболее популярна экономически оправданная концепция их вторичного использования. По мере истощения минерально-сырьевых ресурсов и с появлением новых технологий переработки складированные отходы становятся пригодными по количеству и качеству для промышленного использования, а их скопления получили название «техногенные месторождения» [1]. Чаньвинское месторождение известняков разрабатывают карьерным способом, его проектная мощность 5 миллионов тонн в год. Добываемый известняк большей частью используется в виде «химического камня» в производстве кальцинированной соды. Глина в отношении качества карбонатного сырья является вредным компонентом. Она присутствует на месторождении во многих формах, составляя основную часть вскрышных пород и материала, заполняющего различные полости внутри массива известняков. Общее количество глины на месторождении довольно велико и по предварительным расчётам составляет порядка 25-35 миллионов тонн. При разработке месторождения глинистый материал концентрируется в отвале, который, по существу, представляет собой техногенное месторождение глины [2]. Возможность использования того или иного вида полезного ископаемого (или сырья) определяется, прежде всего, его качеством (составом и технологическими свойствами). Нами проведены гранулометрический, минералогический, силикатный, атомно-абсорбционный анализы, общий химический анализ водной вытяжки, а также определены сушильные свойства, параметры набухания и показатели пластичности исследуемых глин. Полученные результаты дают основание утверждать, что технологические свойства, а также валовой химический состав глин удовлетворяют требованиям к сырью для производства керамических кирпича и камней. Однако глины содержат крупные карбонатные включения в количествах значительно превышающих нормы, вследствие чего без дополнительной обработки (удаления карбонатных частиц фр. +0,5) не могут быть использованы для производства керамических изделий. Тем не менее изученные глины без какой-либо предварительной подготовки можно использовать в цементной промышленности для получения (в смеси с карбонатными породами) портландцементного клинкера и для рекультивации породных отвалов шахт Кизеловского угольного бассейна. Но реализация этой возможности вследствие малой стоимости сырья и больших транспортных издержек весьма сомнительна. Также после выделения песков глины могут быть использованы как материал для производства адсорбентов и буровых растворов. Дальнейшие поиски возможностей использования глин месторождения целесообразно вести в направлении обнаружения в них содержаний мелкого и тонкого золота и платиноидов. Перспективно также проведение анализа на содержание алмазов в глинах, выполняющих крупные карстовые воронки.
Геология (греч. "гео" - земля, "логос" - учение) - одна из важнейших наук о Земле. Она занимается изучением состава, строения, истории развития Земли и процессов, протекающих в ее недрах и на поверхности. Современная геология использует новейшие достижения и методы ряда естественных наук - математики, физики, химии, биологии, географии. Значительный прогресс в указанных областях наук и геологии ознаменовался появлением и развитием важных пограничных наук о Земле - геофизики, геохимии, биогеохимии, кристаллохимии, палеогеографии, позволяющих получить данные о составе, состоянии и свойствах вещества глубоких частей земной коры и оболочек Земли, расположенных ниже. Особо следует отметить многостороннюю связь геологии с географией (ландшафтоведением, климатологией, гидрологией, гляциологией, океанографией) в познании различных геологических процессов, совершающихся на поверхности Земли. Взаимосвязь геологии и географии особенно проявляется в изучении рельефа земной поверхности и закономерностей его развития. Геология при изучении рельефа использует данные географии, так же как и география опирается на историю геологического развития и взаимодействия различных геологических процессов. Вследствие этого наука о рельефе - геоморфология фактически является также пограничной наукой. По геофизическим данным в строении Земли выделяется несколько оболочек: земная кора, мантия и ядро Земли. Предметом непосредственного изучения геологии являются земная кора и подстилающий твердый слой верхней мантии - литосфера (греч. "литос" - камень). Сложность изучаемого объекта вызвала значительную дифференциацию геологических наук, комплекс которых совместно с пограничными науками (геофизикой, геохимией и др.) позволяет получить освещение различных сторон его строения, сущность совершающихся процессов, историю развития и др. Одним из нескольких основных направлений в геологии является изучение вещественного состава литосферы: горных пород, минералов, химических элементов. Одни горные породы образуются из магматического силикатного расплава и называются магматическими или изверженными, другие - путем осаждения и накопления в морских и континентальных условиях и называются осадочными; третьи - за счет изменения различных горных пород под влиянием температуры и давления, жидких и газовых флюидов и называются метаморфическими. Изучением вещественного состава литосферы занимается комплекс геологических наук, объединяющихся часто под названием геохимического цикла. К ним относятся: петрография (греч. "петрос" - камень, скала, "графо" - пишу, описываю), или петрология -наука, изучающая магматические и метаморфические горные породы, их состав, структуру, условия образования, степень изменения под влиянием различных факторов и закономерность распределения в земной коре. Литология (греч. "литос" - камень) - наука, изучающая осадочные горные породы. Минералогия -наука, изучающая минералы - природные химические соединения или отдельные химические элементы, слагающие горные породы. Кристаллография и кристаллохимия занимаются изучением кристаллов и кристаллического состояния минералов. Геохимия - обобщающая синтезирующая наука о вещественном составе литосферы, опирающаяся на достижения указанных выше наук и изучающая историю химических элементов, законы их распределения и миграции в недрах Земли и на ее поверхности. С рождением изотопной геохимии в геологии открылась новая страница в восстановлении истории геологического развития Земли.
Приведены сведения, необходимые технику-геологу при производ-стве полевых и камеральных работ; набор таблиц и графиков, предназначенных для использования без промежуточных вычислении, данные по проектированию оснований и фундаментов. Материалы по бурению скважин даны в объеме, достаточном для качественного и эффективного использования результатов бурения в инженерно-геологических целях.
Для техников-геологов. Может быть полезным для широкого круга специалистов, занятых на инженерно-геологических изысканиях, а также для учащихся и студентов геологоразведочных техникумов и вузов.
