Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Основы инженерной геологии

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 046640.20.01
Доступ онлайн
от 232 ₽
В корзину
Изложены теоретические и практические основы инженерной геологии, геологическое строение и происхождение Земли, рассмотрены минералы горных пород и сами горные породы магматического, осадочного и метаморфического происхождения. Значительное внимание уделено геоморфологическим, геодинамическим, а также гидрогеологическим условиям территории строительства с выделением трех типов подземных вод: верховодки, грунтовых вод и межпластовых. Дана динамика развития различных форм рельефа, обусловленных эндогенными и экзогенными процессами. Приведены зональные элементы инженерно-геологических условий любой территории строительства. Соответствует требованиям федеральных государственных образовательных стандартов среднего профессионального образования последнего поколения. Для студентов учреждений среднего профессионального образования, изучающих инженерную геологию.
Платов, Н. А. Основы инженерной геологии : учебник / Н. А. Платов. — 5-е изд., доп. — Москва : ИНФРА-М, 2023. — 190 с. — (Среднее профессиональное образование). — DOI 10.12737/1091050. - ISBN 978-5-16-016056-6. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.ru/catalog/product/1927382 (дата обращения: 23.05.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
ОСНОВЫ

ИНЖЕНЕРНОЙ

ГЕОЛОГИИ

УЧЕБНИК

5-е издание, дополненное

Москва

ИНФРА-М

202Н.А. ПЛАТОВ

Допущено Государственным комитетом Российской Федерации 

по строительству и жилищно-коммунальному комплексу 

в качестве учебника для студентов среднего профессионального 

образования, обучающихся по специальности 

  «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»


Платов Н.А.

Основы инженерной геологии : учебник / Н.А. Платов. — 

5-е изд., доп. – Москва : ИНФРА-М, 2023. – 190 с. — (Среднее 
профессиональное образование). — DOI 10.12737/1091050.

ISBN 978-5-16-016056-6 (print)
ISBN 978-5-16-108570-7 (online)

Изложены теоретические и практические основы инженерной геологии, 
геологическое строение и происхождение Земли, рассмотрены минералы 
горных пород и сами горные породы магматического, осадочного 
иметаморфического происхождения.

Значительное внимание уделено геоморфологическим, геодинамическим, 
а также гидрогеологическим условиям территории строительства 
с выделением трех типов подземных вод: верховодки, грунтовых 
вод и межпластовых. Дана динамика развития различных форм рельефа, 
 обусловленных эндогенными и экзогенными процессами. Приведены 
 зональные элементы инженерно-геологических условий любой террито-
рии строительства.

Соответствует требованиям федеральных государственных образова-

тельных стандартов среднего профессионального образования последнего 
поколения.

Для студентов учреждений среднего профессионального образования, 

изучающих инженерную геологию.

УДК 624.131.1(075.32)

ББК 26.3я723

П37

Р е ц е н з е н т ы: 

А.Д. Потапов, доктор геолого-минералогических наук, профес-

сор кафедры инженерной геологии и геоэкологии Национального 
исследовательского Московского государственного строительного 
университета;

В.П. Хоменко, доктор геолого-минералогических наук, главный 

геолог Производственного и научно-исследовательского института 
по инженерным изысканиям в строительстве

УДК 624.131.1(075.32)
ББК 26.3я723
     П37

© Платов Н.А., 2003, 2007, 2011, 2015
© Платов Н.А., 2021, с изменениями

Подписано в печать 12.01.2023. Формат 6090/16. Бумага офсетная. Гарнитура Newton. 

Печать цифровая. Усл. печ. л. 11,88. ППТ53. Заказ № 00000. 

ТК 46640-1927382-110221

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

E-mail: books@infra-m.ru        http://www.infra-m.ru

ISBN 978-5-16-016056-6 (print)
ISBN 978-5-16-108570-7 (online)

ФЗ 

№ 436-ФЗ

Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 4 ст. 11

Отпечатано в типографии ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»

127214, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1

Тел.: (495) 280-15-96, 280-33-86. Факс: (495) 280-36-29

ÎÁ ÀÂÒÎÐÅ

Платов Николай Александрович – кандидат геолого-минералоги-

ческих наук, профессор, окончил Московский государственный уни-
верситет имени М.В. Ломоносова (геологический факультет, кафедра 
инженерной геологии). В 1978 г. защитил кандидатскую диссертацию 
в Производственном и научно-исследовательском институте инже-
нерных изысканий в строительстве Госстроя СССР, где работал стар-
шим научным сотрудником.

В настоящее время преподает в Национальном исследователь-

ском Московском государственном строительном университете (ка-
федра инженерной геологии и геоэкологии). Н.А. Платов постоянно 
участвует в международных совещаниях и симпозиумах с различной 
тематикой.

Автор более 190 научных и учебных трудов. Дипломант междуна-

родного экологического форума «Инвестиции в экологию — шаг 
в  будущее». Имеет заслуги в строительном образовании и науке. 
Н.А. Платов — почетный работник высшего профессионального образования 
РФ, почетный работник науки и техники РФ, победитель 
конкурсов научно-технических статей журнала «Технологии XXI века».

ÂÂÅÄÅÍÈÅ

Геология — это наука о строении Земли. Она изучает минералы, которые 
входят в состав всех горных пород, сами горные породы (строение 
Земли); полезные ископаемые (твердые, жидкие и газообразные), а также:
— 
рельеф земной коры (равнинный, холмистый, горный);
— 
движения Земли;
— 
процессы и явления, постоянно возникающие внутри Земли 
и на ее поверхности;
— 
развитие органического мира на нашей планете и многие другие 
самостоятельные научные направления (более 25 самостоятельных наук 
геологического цикла).
Например, минералогия — наука о составе, состоянии и свойствах 
минералов, которых на Земле насчитывается около 3 тыс. наименований. 
Все они различаются по химическому составу и по ряду диагностических 
признаков (морфологические, механические, физические, оптические 
и химические). Минералы определяют несущую способность 
горных пород и устойчивость.
Литология — наука о горных породах, их происхождении (магмати-
ческие — гранит, осадочные — пески, глины, известняки и т.д., метамор-
фические — мрамор), условиях их формирования и залегания. В земной 
коре насчитывается более 1,5 тыс. наименований пород, которые разли-
чаются также по составу, состоянию и свойствам.
Гидрогеология — это наука о динамике подземных водоносных гори-
зонтов, изучает происхождение подземных вод, условия их формирова-
ния, питания и разгрузки, фильтрационные свойства, химический со-
став и многие другие вопросы для целей водоснабжения (верховодки, 
грунтовые воды, межпластовые).
Геоморфология — это наука о рельефе земной коры, его происхожде-
нии, условиях формирования, геоморфологических элементах, морфо-
логических характеристиках каждого элемента. Это равнинный рельеф, 
холмистый и горный типы, и все они приемлемы для строительства 
и различаются между собой по ряду классификационных показателей.
Палеонтология — наука о развитии органического мира на Земле 
с архейской эры до настоящего времени от простейших форм до чело-
века. Эта наука позволяет определить возраст горных пород по эрам, 
периодам, отделам и другим таксонам. И еще много наук геологическо-
го цикла.
Инженерная геология включает в себя основные научные и практи-
ческие направления, а также цели и задачи большинства дисциплин 
геологического цикла применительно к строительству.
Инженерная геология — это наука геологического цикла, изучающая 
горные породы (грунты) как геологическую среду, строительный мате-
риал и основание инженерных сооружений; геологические и инженер-
но-геологические процессы и явления, отрицательно влияющие на зда-
ния и сооружения, а также геологические особенности территории стро-
ительства с целью рационального использования литосферы 
и разработки мероприятий ее сохранения.

Инженерная геология изучает природную геологическую обстановку 
территории строительства, а также изменения, которые произойдут в ге-
ологической среде, и в первую очередь в горных породах (грунтах), 
в процессе строительства и при эксплуатации инженерного сооружения.
Инженерная геология, являясь «наукой о Земле», все более сближа-
ется с комплексом наук этого научного направления, таких как геоэкология, 
геомеханика, геофизика, география, кадастр и мониторинг земель, 
геокриологии, геотехнологии и др.
Среди огромного количества различных механических и гуманитарных 
наук — нанонаука. Она основана на изучении объектов, которые 
включают компоненты размерами менее 1 нм, относительно молода 
и насчитывает не более века. Первым ученым, использовавшим измерения 
в нанометрах, считают А. Эйнштейна, который в начале XX века 
теоретически доказал, что размер молекулы сахара равен одному нано-
метру (10–9 м). Теоретические исследования, положившие начало разработке 
инструментального обеспечения будущих нанотехнологий, — 
это труды физика-теоретика Г.А. Гамова в середине XX века. Влиянию 
глинистых, коллоидных и наночастиц на прочностные, деформационные 
и реологические свойства горных пород (дисперсных отложений) 
уделяли внимание крупные ученые П.А. Ребиндер, Л.Д. Белый, И.В. Попов, 
И.М. Горькова и многие другие. Наногеология — это новое направление 
в цикле геологических наук (минералогия, литология, инженерная 
геология и др.), которое развивалось со второй половины XX века.
Комплексность и системность изучения геологической среды долж-
ны реал и зо вы ват ься в ходе инженерно-геологических изысканий для 
обоснования разностадийного проектирования сооружений городов 
и городских агломераций, для разработки схем и проектов детальной 
планировки и застройки, для составления схем инженерной подготовки 
и инженерной защиты территорий, территориальных комплексных схем 
охраны окружающей среды городов и областей.
Каждое отдельное здание, сооружение, а особенно крупные промыш-
ленные, энергетические и комплексы городских сооружений должны 
оптимальным образом вписываться в природную среду и прежде всего 
увязываться с особенностями геологической среды, являющейся их 
основанием или средой размещения (в случае подземных сооружений).
В рамках данной дисциплины определяется изучение геологической 
среды как наиболее чувствительной к строительному воздействию и од-
новременно с этим определяющей во многом строительные решения. 
Длительное время геологическая среда рассматривалась как весьма кон-
сервативная, весьма инертная и мало изменяющаяся в масштабе време-
ни человеческой деятельности, однако сейчас антропогенная деятель-
ность, в том числе и строительная, соизмерима с главнейшими геологи-
ческими процессами на Земле. Строительство сейчас — это не только 
природопреобразуюший, но скорее приролоформирующий фактор. 
Инженерная геология уже утвердилась как экологическая наука о раци-
ональном использовании и охране геологической среды от вредных для 
человека и природы процессов и явлений.

Ã Ë À  À  1

 ÏÐÅÄÌÅÒ È ÇÀÄÀ×È

ÈÍÆÅÍÅÐÍÎÉ ÃÅÎËÎÃÈÈ

Инженерная геология возникла как наука геологического цик-
ла, обеспечивающая запросы строительства. В известной степени
об этом говорит и само ее название — «инженерная». Известно,
что за французским словом «инженер» в русском языке первона-
чально укрепилось понятие ученого строителя.
Инженерную геологию следует определять как науку, изуча-
ющую условия инженерного освоения и преобразования геологи-
ческой среды, — среды производства строительных работ и экс-
плуатации сооружений.
Она, как и любая наука, имеет предмет, свои задачи и методы
исследования. Инженерная геология разрабатывает широкий круг
научных геологических проблем и решает практические задачи,
возникающие при проектировании и строительстве всевозможных
сооружений (плотины, тоннели, мосты, дороги, промышленные и
гражданские здания, портовые и аэродромные сооружения и др.),
при проведении инженерных работ по улучшению территорий
(осушение, орошение, борьба с оползнями и другими геологическими 
явлениями), а также при выполнении горных работ для разработки 
месторождений полезных ископаемых.
Большую роль в  развитии инженерной геологии как науки
сыграли труды Ф.П. Саваренского, М.М. Филатова, В.В. Охоти-
на, И.В. Попова, В.А. Приклонского, И.М. Горьковой, Е.М. Сергеева, 
Н.В. Коломенского, В.П. Ананьева, А.К. Ларионова и других [
1, 2, 9].
Деятельность людей, связанная со строительными, горными,
мелиоративными и другими работами, приводит к перемещению
горных пород в объемах, сопоставимых с денудационной работой
рек. Гидротехническое и ирригационное строительство захватывает 
территории в десятки и даже сотни тысяч квадратных километров. 
Общая протяженность берегов водохранилищ, созданных человеком 
главным образом за последнее время, приближается к величине 
земного экватора. При добыче нефти для поддержания
пластового давления в продуктивных слоях требуется закачка воды

в глубины земли, которую по масштабам можно сравнить с расходами 
рек. Сооружаются подземные хранилища для нефти и газов 
емкостью в десятки миллионов кубических метров. При разработке 
рудных полезных ископаемых создаются котлованы площадью 
в несколько квадратных километров и глубиной в
несколько сот метров, из которых ежедневно откачиваются сотни 
тысяч кубометров воды, мешающей нормально эксплуатировать 
эти котлованы.
Инженерно-хозяйственная деятельность людей тесно между
собой связана, и в такой же тесной связи оказывается воздействие
человека на земную кору. Но удельный вес различных видов этого
воздействия изменяется во времени в зависимости от развития
производственных сил, науки и техники. В прошлом наиболее активное 
воздействие на земную кору человек оказывал через горнодобывающую 
промышленность. И сейчас роль горного дела в изменении 
земной коры остается большой. Но в наше время на первое 
место по интенсивности воздействия человека на земную кору
надо поставить строительство инженерных сооружений, которые
возводятся повсеместно и отличаются большим разнообразием
(промышленные, гражданские и гидротехнические сооружения,
дороги и аэродромы, линии электропередачи и трубопроводы, тон-
нели и другие сооружения) как по глубине своего залегания, так и
по характеру воздействия на земную кору.
Основной задачей инженерной геологии всегда был прогноз из-
менения природных условий в связи со строительством, т.е., по су-
ществу, преобразования природы под влиянием сооружений. По-
этому при строительстве больше, чем когда-либо, изменяется
поверхностная часть земной коры. Инженерной геологии легче,
чем любой другой геологической науке, взять на себя ответствен-
ность за разработку геологических основ преобразования природы.
Главное направление в развитии инженерной геологии — она
должна быть наукой о ноосфере. Это значит, что первоочередной
задачей инженерной геологии является изучение динамики земной
коры под влиянием инженерной деятельности человека.
Под влиянием инженерной деятельности человека изменяются
минеральный состав, структура и текстура горных пород, содержа-
ние в них различных категорий воды и газов и вследствие этого —
инженерно-геологические свойства пород. Эту группу вопросов
изучает один из основных разделов инженерной геологии — грун-
товедение. Грунтоведение слишком давно существует в нашей
стране, оно принято также и в ряде других стран. Содержание
грунтоведения строго определено, и оно не только отвечает поня-
тию «инженерная петрография», но и стало даже несколько шире
этого названия [4, 5].

В настоящее время имеются определенные достижения в ин-
женерно-геологическом изучении геологических объектов. В рам-
ках грунтоведения достигнуты значительные успехи в изучении фи-
зико-механических свойств горных пород и разработке методов пре-
образования (мелиорации) горных пород как грунтов. Основное
внимание в данной отрасли инженерной геологии обращалось на
изучение связных (глинистых) и песчаных грунтов как оснований
сооружений и материала для их постройки. При этом изучение
инженерно-геологических свойств твердых пород оставалось в тени,
что не могло не сказаться отрицательно на познании этих свойств.
Грунтоведению предписывается изучение любых по генезису,
возрасту и петрографическому составу горных пород и почв, ис-
пользующихся в качестве оснований, естественных материалов и
среды возведения сооружений. Иными словами, грунтоведение в
силу необходимости перерастает в инженерную петрографию —
важнейшую отрасль инженерно-геологических зданий, исследу-
ющую инженерно-геологические свойства горных пород, их физи-
ческую природу и геолого-петрографическую обусловленность.
Сделаны первые шаги в инженерно-геологическом изучении
массивов горных пород. Необходимость данного направления ин-
женерно-геологических исследований следует из того простого
факта, что в практике освоения и преобразования геологической
среды имеют дело с горными породами в массиве и массивами гор-
ных пород. Свойства последних, как правило, существенно отлич-
ны от свойств пород в образце. Горные породы как основные
объемные структурные элементы массивов пород в известной мере
теряют свои индивидуальные качества в массиве.
Различные изменения, происходящие в горных породах, могут
привести к возникновению экзогенных процессов, таких, как
оползни и обвалы, просадка и суффозия и т.п., которые называют-
ся инженерно-геологическими, если они вызваны деятельностью
человека.
Инженерно-геологические процессы являются объектом изу-
чения второго основного раздела инженерной геологии — инже-
нерной геодинамики.
Жизнь постоянно выдвигает перед инженерной геологией
множество практических задач, связанных с необходимостью да-
вать достоверные количественные прогнозы развития различных
геодинамических процессов (оползней, селей, переработки бере-
гов водохранилищ и морей, просадок и др.), приносящих ежегод-
но большой ущерб народному хозяйству. Вместе с тем мы не рас-
полагаем в настоящее время надежными расчетно-теоретически-
ми методами прогноза развития большинства этих процессов.
Поэтому такой прогноз в настоящее время ведется, как правило,
умозрительно, на основе логического анализа имеющихся геоло-

гических и гидрологических материалов, с помощью аналогий и на
основе анализа результатов наблюдений за развитием фактических
деформаций.
В области развития геодинамики как одной из важных состав-
ных частей инженерной геологии обнаруживается  еще больший
разрыв между практикой инженерно-геологического изучения
процессов и разработкой теоретических основ прогноза их раз-
вития. Если разработкой теории прогноза деформаций пород, яв-
ляющихся основанием сооружений, занимаются систематически и
целеустремленно многие строители и механики, то развитием рас-
четно-теоретических методов прогноза геодинамических процес-
сов занимаются лишь отдельные ученые [6, 7, 8].
Геологические и в том числе инженерно-геологические, процес-
сы приводят к изменению «инженерно-геологических условий терри-
тории», т.е. объекта, который изучается третьим основным разделом
инженерной геологии — региональной инженерной геологией.
Инженерно-геологическая изученность территории России яв-
ляется необходимым условием правильного планирования разме-
щения объектов и освоения новых площадей в связи с развитием
промышленного, сельскохозяйственного, дорожного и других
видов строительства. В этом отношении по сравнению с нача-
лом 1960-х гг. уже достигнуты известные успехи в связи с окон-
чанием составления инженерно-геологической карты масштаба
1:2 500 000, характеристикой отдельных регионов по региональной
инженерной геологии И.В. Попова.
Теперь мы уже не имеем белых пятен и можем получить информацию 
об общих инженерно-геологических условиях любого
региона нашей страны. Но вместе с тем, опираясь на уже достигнутое, 
необходима и более детальная характеристика инженерно-
геологических условий территории России, которая в еще более
значительной степени будет способствовать экономии средств,
ежегодно вкладываемых из государственного бюджета в изыскательские 
работы инженерно-геологического направления, выполняемые 
многочисленными министерствами и ведомствами для
обоснования проектирования и строительства объектов народного 
хозяйства.
Необходимость инженерно-геологического изучения нашей
страны с целью обоснования регионального размещения объектов
народного хозяйства и правильного освоения новых территорий
дополняется также не только требованиями изучения инженерно-
геологических условий, а и необходимостью разработки прогнозов
развития современных геологических процессов и явлений в целях
предотвращения стихийных бедствий.
Все три основных раздела инженерной геологии, возникшие в
процессе ее развития как результат дифференциации науки, имеют

один и тот же, уже названный нами объект изучения — динамику
земной коры под влиянием инженерной деятельности человека.
От движения ионов и молекул, происходящих в процессах гид-
ратации и дегидратации, при адсорбции и десорбции ионов, при
возникновении и разрушении минералов и до перемещения, унич-
тожения и возникновения целых массивов горных пород, мы име-
ем единую форму движения материи, которая может быть названа
«геологической формой движения материи». Человек, став круп-
нейшей геологической силой, оказывает свое особое влияние на
это движение, в ряде случаев сознательно изменяя его в нужных
для него направлениях. В других случаях влияние человека на гео-
логическую форму движения материи происходит стихийно и мо-
жет привести к отрицательным или случайно к положительным ре-
зультатам.
Если мы хотим познать влияние всей многообразной деятельно-
сти человека на геологические формы движения материи, то в пер-
вую очередь мы должны изучить объективно существующие формы
движения материи в природе независимо от самой деятельности че-
ловека. Только познав закономерности природных процессов на
различных уровнях, возможно сознательное регулирование этих
процессов человеком. В нашем случае это значит, что для познания
динамики земной коры под влиянием инженерной деятельности че-
ловека необходимо знать динамику земной коры, протекающую в
природе независимо от человека. Нельзя изучать инженерно-геоло-
гические свойства горных пород и разрабатывать искусственные
методы их улучшения, не познав их состав, структуру и текстуру.
Нельзя изучать инженерно-геологические процессы, не зная, под
влиянием каких факторов протекают природные экзогенные и эн-
догенные процессы. Нельзя изучать инженерно-геологические
условия данной территории без познания истории ее геологическо-
го развития и анализа современной физико-географической обста-
новки. Таким образом, инженерная геология, имея свой собствен-
ный объект исследования — влияние инженерной деятельности че-
ловека на геологическую обстановку, обязана изучить природные
закономерности в широком аспекте.
Инженерная геология решает сложные практические вопросы,
а это как раз и является доказательством того, что она имеет свои
теоретические основы, проверенные практикой, проверенные жиз-
нью. Всей своей деятельностью инженерная геология завоевала себе
полноправное положение в ряду других геологических наук, в част-
ности наногеологии. 

Наногеология среди нанонаук является новым направлением, 
поскольку все горные породы (их в земной коре насчитывается при-
близительно 1500 наименований), все минералы (около 3000 наи-
менований) содержат частицы нанометровых размеров (10–9 м) 
в гранулометрическом, минералогическом и химическом составах. 

Доступ онлайн
от 232 ₽
В корзину