Inženjerska geologija

Inženjerstveni geolog sa kamenim jezgrom na terenu, Zapadna Australija

Inžinjerska geologija je primjena studije geologije na inženjering u svrhu osiguranja da se geološki čimbenici koji se odnose na lokaciju, dizajn, konstrukciju, rad i održavanje inženjerskih radova prepoznaju i obračunavaju. Inženjerski geolog pružaju geološke i geotehničke preporuke, analize i dizajn povezane sa ljudskim razvojem i različitim vrstama građevina. Područje inženjerskog geologa je u osnovi u području interakcije Zemlje-građevine, ili istrazivanja utjecaja procesa na Zemlju i na ljudske aktivnosti. Tokom planiranja mogu se izvoditi geološko-inženjerstvene studije, kao što su analiza utjecaja na okoliš, izgradnja ili građevinski inženjerski projekti, faze projektiranja i izvođenje javnih i privatnih radova te tokom faza izgradnje i forenzike. Radovi koje su dovršili inženjerstveni geolozi uključuju takve kao što su prevencija geološke opasnosti, geotehniak, svojstva materijala, sanacija klizišta i stabilnosti nagiba, erozija, poplava, odvodnjavanje , seizmička istraživanja itd. Inženjerske geološke studije g izvodi geolog ili inženjerski geolog koji je obrazovan, obučen i stekao iskustvo vezano za prepoznavanje i tumačenje prirodnih procesa, razumijevanje načina na koji ti procesi utiču na građevine koje su stvorili ljudi (i obrnuto), i poznavanje metoda kojima se mogu ublažiti opasnosti koje su nastale od nepovoljnih prirodnih ili ljudskih uvjeta. Glavni cilj inženjerstvenog geologa je zaštita života i imovine od oštećenja uzrokovanih različitim geološkim uvjetima. Praksa inženjerske geologije također je vrlo usko povezana s praksom geološkog inženjerstva i geotehničkog inženjerstva. Ako postoji razlika u sadržaju disciplina, ona se uglavnom temelji na obuci ili iskustvu praktičara.

Historija

Iako je proučavanje geologije trajalo stoljećima, barem u modernom obliku, nauka i praksa inženjerstvene geologije započeli su kao priznata disciplina tek od kraja 19. i početka 20. stoljeća. Prvu knjigu pod nazivom Inženjerska geologija objavio je 1880. godine William Penning. U ranom 20. stoljeću Charles Berkey, američki školovani geolog, koji se smatrao prvim Amerikancem sa diplomom inženjerski geolog, radio je na nekoliko projekata vodoopskrbe New Yorka, a kasnije je radio na brani Hoover i mnoštvu drugih projektnih inženjeriy. Prvi američki udžbenik iz geologije za inženjerstvo napisali su 1914. godine Ries i Watson. Godine 1921. Reginald W. Brock, prvi dekan primijenjenih nauka na Univerzitetu u Britanskoj Kolumbiji, pokrenuo je prve dodiplomske i diplomske studije geološkog inženjerstva, primjećujući da su studenti sa inženjerskom osnovom napravili prvoklasne geologe. U 1925. Karl Terzaghi, austrijski školovani inženjer i geolog, objavio je prvi tekst u "Mehanika tla" (na njemačkom). Terzaghi je poznat kao utemeljitelj mehanike tla, ali je također imao veliko zanimanje za geologiju. Terzaghi je mehaniku tla smatrao poddisciplinom inženjerstvene geologije. Tokom 1929. Godine, Terzaghi je zajedno s Redlichom i Kampeom objavio vlastiti tekst „Tehnička geologija“ (također na njemačkom jeziku). Potreba geologa za inženjerskim radovima dobila je svjetsku pažnju 1928. godine neuspjehom St. Francis Dam u Kaliforniji, nakon pogibije 426 ljudi. Više inženjerskih kvarova koji su se dogodili narednih godina takođe je potaknulo zahtjev da inženjerstveni geolozi rade na velikim inženjerskim projektima. Godine 1951. Izvršni odbor Odjela za inženjersku geologiju Geološkog društva Amerike dao je jednu od najranijih definicija "inženjerstvenog geologa" ili "profesionalnog inženjerskog geologa".

Praksa

Jedna od najvažnijih uloga inženjerstvenog geologa je tumačenje oblika tla i zemaljskih procesa radi identificiranja potencijalnih geoloških i srodnih opasnosti koje je stvorio čovjek, a koji mogu imati veliki utjecaj na civilne strukture i društveni razvoj. Pozadina geologije pruža inženjerskom geologu razumijevanje kako se Zemlja ponaša, što je ključno za minimiziranje opasnosti koje se odnose na Zemlju. Većina inženjerstvenih geologa također ima diplome, nakon sticanja specijalizovanog obrazovanje i obuke iz mehanike zemljišta, mehanike stijenag, geomehanike, ponašanja podzemnih voda, hidrologije i civilnog dizajna. Ova dva aspekta obrazovanja inženjerskih geologa pružaju im jedinstvenu sposobnost razumijevanja i ublažavanja opasnosti povezanih sa interakcijama građenja.

Opseg proučavanja

Inženjerstvenogeološka istraživanja i studije mogu se izvesti za projekte kao što su:

• stambene, komercijalne i industrijske potrebe;
• vladine i vojne instalacije;
• javne radove, kao što su sistemi odvodnje oborinskih voda, elektrana, vjetrenjača, dalekovoda, postrojenja prerade kanalizacijskih sadržaja, prečišćavanje vode, cjevovodni transport (vodovod, kanalizacija, tuneli, kanali, podvodni cjevovodi, brana, rezervoari), građevinski temelji, železnica, tranzit, autoputevi, mostovi, seizmička pregradnja, postrojenja za proizvodnju električne energije, aerodromi i parkovi;
• Rudnici i kamenolomi, brane od minskih polja, obnova rudnika i rudnički tuneli;
• programi za močmočvarna područja i obnavljanje staništa;
• lokacije za sanaciju državnog, komercijalnog ili industrijskog opasnog otpada;
• obalno inženjerstvo, nadopuna pijeska i šljunka, stabilizacija morskih litica, luka, pristaništa i razvoj rive;
• vanjska bušenja, podmorski kablovi; i
• ostale vrste objekata.

Geografske opasnosti i nepovoljni geološki uvjeti

Tipske geološke opasnosti ili drugi nepovoljni uslovi koje inženjerstveni geolog procjenjuje i ublažavaj uključuju:

• Puknuće tla na seizmički aktivnim pomjeranjima;
• seizmičke i zemljotresne opasnosti (tresenje tla, ukapljivanje, bočno širenje, cunami i drugi događaji);
• klizište, blatotok, stijena, protok otpada i opasnosti od lavina ;
• nestavilni i stabilni nagibi;
• erozija;
• zaštita od mraza i leda;
• prizemno taloženje (kao što je zbog povlačenja podzemnih voda, kolaps vrtača, kolaps pećina, raspad organskog tla i tektonsko kretanje);
• vulkanske opasnosti (vulkanska erupcija), vreli izvori, piroklastični tokovi, protok otpada, lavina otpada, emisija plinova , vulkanski zemljotresi);
• polomljene ili marginalno polomljene stijene koje zahtijevaju veliko kidanje ili pjeskaranje;
• slaba i sklopiva tla, kvarovi na ležajevima;
• plitka podzemna voda / pročišćavanje; i
• ostale vrste geoloških ograničenja.

Inženjerstveni geolog ili geofizičar mogu biti pozvani da procijene iskopivost zemljanih (stijenskih) materijala, kako bi procijenili potrebu za prepjeskanjem tokom izgradnje zemljanih radova, kao i pridruženih uticaja uslijed vibracija tokom eksplozije na projektima.

Mehanika tla i stijena

Glavni članak: Mehanika stijena

Mehanika tla je disciplina koja primjenjuje principe inženjerske mehanike, npr. kinematike, dinamike, mehanike fluida i mehanike materijala, za predviđanje mehaničkog ponašanja tla. Mehanika stena je teorijska i primenjena nauka o mehaničkom ponašanju ai stijenskih masa; to je ona grana mehanike koja se bavi reakcijom stijena i stijenskih masa na polje sile njihovog fizičkog okruženja. Svi temeljni procesi povezani su s ponašanjem poroznih medija. Mehanika tla i stijena zajedno su osnova za rješavanje mnogih problema inženjerstvene geologije.

Metodi i izvještavanje

Metodi koje inženjerski geolozi koriste u svojim studijama uključuju:

• mapiranje geološkog polja geoloških struktura, geoloških formacija, jedinica tla i opasnosti;
• pregled geološke literature, geoloških mapa, geotehničkih izvještaja, inženjerskih planova, izvještaja o okolišu, stereoskopskih fotografija iz zraka, podataka daljinskog senziranja, podataka GPS-a, topografskih karata i satelitskih slika;
• iskopavanje, uzorkovanje i sječa zemljanih i kamenih materijala u izvedenim bušotinama, rovokopačima i rovovima rovokopača, rovovima i jamama buldožera;
• geofizička ispitivanja (kao što su seizmička refrakcija) , anketa otpornosti, radar koji prodire u zemlju (GPR) istraživanja, magnetometarska anketa, elektromagnetske ankete, profiliranje pod-dna visoke rezolucije i drugi geofizički metodi);
• nadgledanje deformacija kao sistematsko mjerenje i praćenje promjena u obliku ili dimenzijama objekta, kao rezultat primjene naprezanja,ručno ili pomoću sistema automatskog praćenja deformacija; i
• druge metode.

Terenski rad obično je kulminiran analizom podataka i pripremom inženjerskog geološkog izvještaja, geotehničkog izvještaja ili kratkog projekta, izvještaja o opasnosti od greške ili seizmičke opasnosti, geofizičkog izvještaja, izvještaja o podzemnim vodama izvještaja o resursima ili hidrološki izvještaj. Izvještaj o inženjerstvenoj geologiji također se može pripremiti zajedno s geotehničkim izvještajem, ali obično daje iste geotehničke analize i preporuke za dizajn koji bi bili predstavljeni u geotehničkom izvještaju. Izvještaj o inženjerstvenojoj geologiji opisuje ciljeve, metodologiju, citirane reference, izvedene testove, nalaze i preporuke za razvoj i detaljan dizajn inženjerskih radova. Inženjerski geolozi također pružaju geološke podatke o topografskim kartama, zračnim fotografijama, geološkim kartama, geografskom informacijskom sistemu (GIS) mapama ili drugim bazama karata.

Također pogledajte

• Geotehnika
• Geotehničko inženjerstvo
• Hidrogeologija
• Rudarstvo
• Naftna industrija

Bibliografija

• Brock, 1923, The Education of a Geologist: Economic Geology, v. 18, pp. 595–597.
• Bates and Jackson, 1980, Glossary of Geology: American Geological Institute.
• González de Vallejo, L. and Ferrer, M., 2011. "Geological Engineering". CRC Press, 678 pp.
• Kiersh, 1991, The Heritage of Engineering Geology: The First Hundred Years: Geological Society of America; Centennial Special Volume 3
• Legget, Robert F., editor, 1982, Geology under cities: Geological Society of America; Reviews in Engineering Geology, volume V, 131 pages; contains nine articles by separate authors for these cities: Washington, DC; Boston; Chicago; Edmonton; Kansas City; New Orleans; New York City; Toronto; and Twin Cities, Minnesota.
• Legget, Robert F., and Karrow, Paul F., 1983, Handbook of geology in civil engineering: McGraw-Hill Book Company, 1,340 pages, 50 chapters, five appendices, 771 illustrations. ISBN 0-07-037061-3
• Price, David George, Engineering Geology: Principles and Practice, Springer, 2008 ISBN 3-540-29249-7
• Prof. D. Venkat Reddy, NIT-Karnataka, Engineering Geology, Vikas Publishers, 2010 ISBN 978-81259-19032
• Wang H. F., Theory of Linear Poroelasticity with Applications to Geomechanics and Hydrogeology, Princeton Press, (2000).
• Waltham T., Foundations of Engineering Geology, 2nd Edition, Taylor & Francis, (2001).