Введение

П.П. Ипатов

РЕГИОНАЛЬНАЯ

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Учебное пособие

Допущено УМО по образованию в области прикладной геологии в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 130302 “Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания” направления подготовки 130300 “Прикладная геология”

Издательство

Томского политехнического университета

УДК 624.131 (075.80)

ББК 26.3

Ипатов П.П.

И 76 Региональная инженерная геология:

учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2007. – 140 с.

В учебном пособии рассмотрены основные теоретические положения региональной инженерной геологии, определения и понятия, структура дисциплины. Изложены основные факторы региональных и зональных геологических условий с точки зрения инженерной геологии. Рассмотрены основные принципы систематизации и обобщения геологических объектов, определяющих инженерно-геологические условия местности и основы ее районирования в инженерно-геологических целях. Уделено внимание проблеме рационального использования и охраны геологической среды. Предназначено для студентов специальности 130302 “Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания”, а также может быть использовано магистрантами и инженерами-геологами в их научно-исследовательской и практической работе.

УДК 624.131 (075.80)

ББК 26.3

Рекомендовано к печати Редакционно-издательским советом

Томского политехнического университета

Рецензенты

Кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Томского архитектурно-строительного университета

А.А. Краевский

Главный геолог экспедиции ОАО “Томгипротранс”,

Заслуженный геолог Российской Федерации

Б.А. Кикас

©Томский политехнический университет, 2007

©Оформление. Издательство ТПУ, 2007

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 4

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОЛОГИИ 6

1.1. Этапы развития региональной инженерной геологии. 6

1.2. Объект и предмет региональной инженерной геологии. 8

1.3. Структура дисциплины.. 10

1.4. Взаимосвязь региональной инженерной геологии с другими науками. 13

2. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ТЕРРИТОРИЙ.. 14

2.1. Инженерно-геологическая типизация территорий. 17

2.2. Инженерно-геологическое районирование территорий. 18

3. ЗАКОНЫ И КЛАССИФИКАЦИИ.. 22

3.1. Законы геологии. 22

3.2. Законы инженерной геологии. 24

3.3. Законы региональной инженерной геологии. 25

3.4. Инженерно-геологическая классификация горных пород. 26

4. ФАКТОРЫ ИГУ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ ПРОЯВЛЕНИЯ.. 28

4.1. Региональные и зональные факторы ИГУ.. 28

4.2. Влияние тектонических процессов на формирование инженерно-геологических свойств горных пород 29

4.3. Геологические формации и их инженерно-геологическое значение. 40

4.4. Основные геологические структуры и их инженерно-геологические особенности. 49

4.5. Инженерно-геологическая характеристика осадочного чехла древних платформ.. 52

4.6. Роль неотектоники в формировании инженерно-геологических условий. 54

4.7. Инженерно-геологическая таксономия и стратификация геологических тел. 61

4.8. Влияние климатической зональности на формирование инженерно-геологических условий 64

4.9. Роль многолетней мерзлоты в формировании инженерно-геологических условий. 74

5. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТЫ И ИХ УЧЕТ ПРИ ОСВОЕНИИ ТЕРРИТОРИИ 87

5.1 Инженерно-геологическое районирование Западно-Сибирской плиты.. 96

6. ПРОБЛЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ И ОХРАНЫ ПРИРОДЫ... 118

6.1 Пути дальнейшего развития региональной инженерной геологии. 121

7. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЕ.. 130

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.. 134

8. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……...……………………………………………...136

ВВЕДЕНИЕ

Курс “Региональная инженерная геология” (РИГ) является заключительным в цикле инженерно-геологических дисциплин. Он предусматривает знание геологии, геоморфологии, структурной и исторической геологии, гидрогеологии, инженерной геологии и других дисциплин.

К настоящему времени РИГ оформилась в самостоятельную научную дисциплину. Являясь разделом инженерной геологии, она изучает закономерности формирования и изменения инженерно-геологи-ческих условий (ИГУ) в географическом пространстве в пределах территории России. Следовательно, основной целью РИГ является выявление и научное обоснование этих закономерностей с тем, чтобы правильно оценить ИГУ отдельных территорий и предусмотреть возможные изменения этих условий.

При изучении и характеристике ИГУ любой территории должны быть выявлены все факторы, обуславливающие условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений. К числу этих факторов, в первую очередь, относятся: рельеф, геологическое строение местности (состав пород, условия их залегания, возраст, генезис и т.д.), гидрогеологические условия, физико-механические свойства пород, современные инженерно-геологические процессы и явления, а также климат. Размещение на Земле перечисленных факторов подчиняется определенной закономерности. Эта закономерность обусловлена тектоническим развитием земной коры, ее современной тектонической жизнью – с одной стороны и географической зональностью – с другой. На обширной территории России размещены геологические структуры разного возраста, формы и состава. Они образуют равнинные пространства и всевозможные горные сооружения. Благодаря географической зональности, которая четко проявляется с севера на юг и с запада на восток, эти структуры приобрели современный облик и специфические инженерно-геоло-гические черты. Для изучения и описания огромной и разнообразной территории, нужно разделить ее на части, однородные в инженерно-геологическом отношении, произвести ее районирование.

Принципиальным положением, которым руководствуется РИГ, является признание историко-генетических связей между отдельными факторами, определяющими ИГУ. Учет этих связей возможен при использовании принципа районирования, разработанного и научно обоснованного И.В. Поповым. Территория при районировании последовательно разделяется на регионы, области, районы и участки. В соответствие с этим при инженерно-геологической характеристике горных пород проводится последовательное разделение изучаемой части земной коры на структурно-тектонические этажи, геологические формации, геолого-генетические комплексы, петрографические типы и инженерно-геологические разновидности. Распространение и условия залегания пород, их физико-механические свойства, подземные воды, рельеф, климат и современные физико-геологические процессы и явления. Учет и оценка рельефа и климата особенно важны, так как, современные геологические процессы в значительной степени обусловлены ими. На территории России прослеживается климатическая зональность; в каждой климатической зоне ИГУ отличаются определенным своеобразием.

Отмеченный выше подход к изучению региональных инженерно-геологических условий позволяет решить следующие основные задачи: выявить закономерности в изменении ИГУ в зависимости от истории геологического развития земной коры и особенностей ее геологического строения; выявить геологические факторы, определяющие условия строительства и эксплуатации инженерных сооружений; установить размеры и характер распространения инженерно-геологических процессов и явлений; дать прогноз ИГУ и их возможных изменений в результате строительства; разработать основы и осуществить инженерно-геологическую типизацию местности. Таким образом, дисциплина РИГ имеет специфические особенности:

1. РИГ завершает геологическое образование студентов инженерно-геологической специализации; выполняет функции междисциплинарного предмета, аналитически связывающего геологические дисциплины; синтезирует геологическую информацию для выявления инженерно-геологических закономерностей.

2. Изучение РИГ происходит на фоне роста и обновления инженерно-геологических знаний. Их освоение требует активной работы с научной и учебной литературой и умения читать и понимать картографический материал, что развивает не только память, но и объемное воображение.

3. Для современного этапа РИГ характерна экологическая направленность инженерно-геологических исследований и активное внедрение компьютерных технологий на разных стадиях проведения работ и для решения разнообразных задач.

4. Очень важное значение в РИГ имеет работа с фактическим материалом. Основная масса его образуется в результате изысканий, проводимых обычно на стадиях детальных исследований. Систематизация этих данных при переходе от детальных стадий к региональным обобщениям и наоборот является частью практической научной деятельности инженера.

5. В инженерной геологии РИГ выполняет мировоззренческие функции, поскольку многие проблемы, которые ставятся и решаются ею, уходят корнями в науки о строении планет, движении материи, взаимодействии оболочек Земли, роли биосферы, техносферы и социосферы, региональных процессах и явлениях разного рода и масштаба.

Студенты в процессе изучения теоретической части РИГ в аудиторных условиях выполняют некоторые специальные задания, работают с инженерно-геологическими и гидрогеологическими картами и участвуют в семинарских занятиях, проводимых по актуальным проблемам региональных исследований.