Инженерная геология — это применение геологии к инженерным исследованиям с целью обеспечения того, чтобы геологические факторы, касающиеся местоположения, проектирования, строительства, эксплуатации и обслуживания инженерных сооружений, были признаны и учтены. [1] Инженеры-геологи предоставляют геологические и геотехнические рекомендации, анализ и проектирование, связанные с развитием человека и различными типами сооружений. [2] Область деятельности инженера-геолога по сути находится в области взаимодействия земли и сооружений или исследования того, как земля или земные процессы влияют на созданные человеком сооружения и деятельность человека.
Инженерно-геологические исследования могут проводиться на этапах планирования, анализа воздействия на окружающую среду, проектирования гражданского или структурного строительства, стоимостной инженерии и строительства государственных и частных проектов, а также на этапах послестроительной и судебной экспертизы проектов. Работы, выполняемые инженерами-геологами, включают: оценку геологических опасностей , геотехнические , свойства материалов, оползни и устойчивость склонов, эрозию , затопление , осушение и сейсмические исследования и т. д. [3] Инженерно-геологические исследования проводятся геологом или инженером-геологом, который получил образование, прошел подготовку и получил опыт, связанный с распознаванием и интерпретацией природных процессов, пониманием того, как эти процессы влияют на созданные человеком сооружения (и наоборот), и знанием методов, с помощью которых можно смягчить опасности, возникающие в результате неблагоприятных природных или созданных человеком условий. Основной целью инженера-геолога является защита жизни и имущества от ущерба, причиненного различными геологическими условиями. [4]
Практика инженерной геологии также очень тесно связана с практикой геологического инжиниринга и геотехнического инжиниринга . Если и есть разница в содержании дисциплин, то она в основном заключается в подготовке или опыте практикующего специалиста.
Хотя изучение геологии существует уже много веков, по крайней мере в ее современной форме, наука и практика инженерной геологии как признанной дисциплины появились только в конце 19-го и начале 20-го веков. Первая книга под названием «Инженерная геология» была опубликована в 1880 году Уильямом Пеннингом. В начале 20-го века Чарльз Питер Берки , американский геолог, который считался первым американским инженером-геологом , работал над несколькими проектами водоснабжения для Нью-Йорка, затем позже работал над плотиной Гувера и множеством других инженерных проектов. Первый американский учебник по инженерной геологии был написан в 1914 году Райсом и Уотсоном. В 1921 году Реджинальд У. Брок , первый декан прикладных наук в Университете Британской Колумбии , начал первые программы бакалавриата и магистратуры по геологической инженерии, отметив, что студенты с инженерной базой стали первоклассными практикующими геологами. В 1925 году Карл Терцаги , инженер и геолог, получивший австрийское образование, опубликовал первый текст по механике грунтов (на немецком языке). Терцаги известен как основатель механики грунтов, но также имел большой интерес к геологии; Терцаги считал механику грунтов субдисциплиной инженерной геологии. В 1929 году Терцаги вместе с Редлихом и Кампе опубликовали свой собственный текст по инженерной геологии (также на немецком языке). Инженерная геология — это различные типы горных пород.
Потребность в геологе для инженерных работ привлекла внимание всего мира в 1928 году после аварии на плотине Св. Франциска в Калифорнии и гибели 426 человек. Еще больше инженерных аварий, которые произошли в последующие годы, также побудили к необходимости привлечения инженеров-геологов для работы над крупными инженерными проектами.
В 1951 году Исполнительный комитет Отдела инженерной геологии Геологического общества Америки дал одно из самых ранних определений термина «инженер-геолог» или «профессиональный инженер-геолог» .
Одной из важнейших ролей инженера-геолога является интерпретация рельефа и земных процессов для выявления потенциальных геологических и связанных с ними антропогенных опасностей, которые могут оказать большое влияние на гражданские сооружения и развитие человека. Геологическое образование дает инженеру-геологу понимание того, как работает земля, что имеет решающее значение для минимизации опасностей, связанных с землей. Большинство инженеров-геологов также имеют ученые степени, в которых они получили специализированное образование и подготовку в области механики грунтов , механики горных пород , геотехники , грунтовых вод , гидрологии и гражданского проектирования. Эти два аспекта образования инженеров-геологов дают им уникальную способность понимать и смягчать опасности, связанные с взаимодействием земли и конструкции.
Инженерно-геологические изыскания и исследования могут проводиться:
Типичные геологические опасности или другие неблагоприятные условия, которые оценивает и смягчает инженер-геолог, включают:
Инженер-геолог или геофизик может быть привлечен для оценки возможности выемки (т. е. разрываемости ) грунтовых (скальных) материалов с целью оценки необходимости проведения предварительных взрывных работ во время земляных работ, а также связанных с этим воздействий из-за вибрации во время взрывных работ на проектах.
Механика грунтов — это дисциплина, которая применяет принципы инженерной механики, например, кинематики, динамики, механики жидкости и механики материалов, для прогнозирования механического поведения грунтов. Механика горных пород — это теоретическая и прикладная наука о механическом поведении горных пород и скальных массивов; это раздел механики, занимающийся реакцией горных пород и скальных массивов на силовые поля их физической среды. Все фундаментальные процессы связаны с поведением пористой среды. Вместе механика грунтов и горных пород является основой для решения многих задач инженерной геологии.
Методы, используемые инженерными геологами в своих исследованиях, включают:
Полевые работы обычно завершаются анализом данных и подготовкой инженерно-геологического отчета, геотехнического отчета или краткого описания проекта, отчета об опасности разломов или сейсмической опасности, геофизического отчета, отчета о ресурсах грунтовых вод или гидрогеологического отчета. Инженерно-геологический отчет также может быть подготовлен совместно с геотехническим отчетом, но обычно предоставляет тот же геотехнический анализ и рекомендации по проектированию, которые были бы представлены в геотехническом отчете. Инженерно-геологический отчет описывает цели, методологию, приведенные ссылки, проведенные испытания, выводы и рекомендации по разработке и детальному проектированию инженерных работ. Инженеры-геологи также предоставляют геологические данные на топографических картах, аэрофотоснимках, геологических картах, картах Географической информационной системы (ГИС) или других картографических базах.