Научно-образовательный материал Инженерная геодинамика территорий городских агломераций

Скачать 0.49 Mb.

Название	Научно-образовательный материал Инженерная геодинамика территорий городских агломераций
страница	1/2
Дата	30.08.2012
Размер	0.49 Mb.
Тип	Документы

1 2

Некоммерческая организация «Ассоциация московских вузов»

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова»

Полное название вуза

Научно-образовательный материал

Инженерная геодинамика территорий городских агломераций

Полное название НИМ или НОМ

Состав научно-образовательного коллектива:

Вознесенский Евгений Арнольдович - профессор, доктор геолого-минералогических наук, член-корр. РАЕН, заместитель декана Геологического факультета МГУ по научной работе, зам. зав. кафедры инженерной и экологической геологии;
Зеркаль О.В. - кандидат геолого-минералогических наук, зав. лаб. Инженерной геодинамики и обоснования инженерной защиты территорий кафедры инженерной и экологической геологии Геологического факультета МГУ;
Фуникова В.В. – кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник кафедры инженерной и экологической геологии Геологического факультета МГУ

ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Аннотация курса

В курсе рассматриваются основные сооружения на территориях городских агломераций, виды и характер их воздействия на геологическую среду. Характеризуются современные экзогенные и эндогенные геологические процессы, развитые на территориях городов в различных природных и геологических условиях. Описываются основные естественные и техногенные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов. Рассматриваются особенности развития на городских территориях оползневых и других склоновых процессов, речной и овражной эрозии, подтопления, суффозии и провальных явлений. Оценивается развитие просадки и набухания грунтов при техногенном увлажнении, рассматриваются причины возникновения подтопления городских территорий, изучаются геокриологические процессы и деформации пород под нагрузкой от сооружений, при создании котлованов, при проходке тоннелей и подземных полостей различного назначения. Дается представление о методики инженерно-геологического изучения современных геологических и инженерно-геологических процессов и их прогноза. Приводятся сведения о мероприятиях по предотвращению неблагоприятных последствий активизации и развития современных геологических и инженерно-геологических процессов и организации режимных наблюдений (мониторинга) за изменением геологической среды в результате техногенного воздействия.

Объем курса.

Лекции –24 аудиторных часа.

Цель курса.

Обеспечить подготовку специалистов в области инженерной геодинамики для понимания особенностей развития и активизации различных геологических и инженерно-геологических процессов и явлений на территориях городских агломераций с целью организации и проведения работ, направленных на решение техногенных проблем мегаполиса, возникающих при освоении подземного пространства, возведении инженерных сооружений, прокладке и ремонте дорог, обустройстве водоемов и водотоков, а также при планировании и проведении мероприятий по мониторингу состояния и защите окружающей среды.

Задачи курса.

Формирование знаний и умений в области инженерной геодинамики с учетом постоянно существующего на территории крупных городов и мегаполисов техногенного воздействия на геологическую среду;
ознакомление с современными экзогенными и эндогенными геологическими процессами, развитыми на территориях городов в различных природных и геологических условиях;
знакомство с современными методами прогноза геологических и инженерно-геологических процессов и мероприятиями по предотвращению неблагоприятных последствий их развития и активизации.
теоретическая подготовка по грамотной оценке инженерно-геологических условий, соответствующей уровню запросов для обеспечения проектирования и строительства современных инженерных сооружений.

Место курса в профессиональной подготовке выпускника.

Курс предоставляет возможность углубленного изучения ряда специальных вопросов инженерной геодинамики.

Предварительные требования для изучения курса:

Слушатели должны обладать знаниями курсов «Механика грунтов», «Грунтоведение».

Требования к уровню освоения дисциплины

Изучив дисциплину слушатели должны знать:

характер воздействия инженерных сооружений на геологическую среду;
основные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов на территориях городов;
методы прогноза изменения геологической среды города;
методику инженерно-геологического изучения современных геологических и инженерно-геологических процессов;
важнейшие мероприятия по предотвращению неблагоприятных последствий активизации и развития современных геологических и инженерно-геологических процессов.

Формы работы слушателей

В рамках курса предусмотрены лекции, написание контрольной работы (в виде теста), подготовка реферата по одной из предложенных тем.

Самостоятельная работа предполагает изучение литературы, рекомендуемой преподавателем. В самостоятельную работу слушателя входит закрепление теоретического материала, рассмотренного на лекционных занятиях, написание реферата, подготовка к зачёту.

Виды аттестации

Текущий контроль проводится в форме проверки степени усвоения слушателями лекционного материала (на каждой лекции)

Промежуточный контроль проводится в форме тестовой контрольной работы по лекционному материалу.

Итоговый контроль проводится в форме зачёта.

Все формы контроля проводятся в виде письменной работы.

Каждая из форм контроля оценивается по 10-бальной системе. Итоговая оценка определяется исходя из набранных баллов и переводится в пятибалльную систему следующим образом: 1, 2, 3 – «неудовлетворительно», 4, 5 – «удовлетворительно», 6, 7 – «хорошо», 8, 9, 10 – «отлично».

Итоговая оценка по курсу складывается из:

оценки текущей активности во время занятий - 20% итоговой оценки

оценки тестовой контрольной работы - 40% итоговой оценки

оценки зачётной итоговой работы - 40% итоговой оценки

СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

Разделы и темы курса.

Раздел I. Современные проблемы инженерной геодинамики городов и градопромышленных агломераций.

Тема 1. Основные сооружения на территориях городских агломераций, виды и характер их воздействия на геологическую среду.

Тема 2. Основные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов.

Раздел II. Современные экзогенные и эндогенные геологические процессы территорий городов в различных природных и геологических условиях.

Тема 3. Оценка сейсмичности территории городов и принципы сейсмического микрорайонирования.

Тема 4. Оползневые, эрозионные и абразионные процессы на территориях городов.

Тема 5. Влияние изменения гидродинамического режима на развитие подтопления, суффозии и провалов.

Тема 6. Деформации массивов пород, связанные с изменением их напряженного состояния.

Тема 7. Процессы на территориях городов в районах распространения многолетнемерзлых пород.

Раздел III. Комплексная оценка и прогноз изменений геологической среды и защита урбанизированных территорий от опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

Тема 8. Методика инженерно-геологического изучения современных геологических и инженерно-геологических процессов на территориях городов.

Тема 9. Методы прогноза развития современных геологических и инженерно-геологических процессов.

Тема 10. Основные мероприятия по предотвращению неблагоприятных последствий активизации и развития геологических и инженерно-геологических процессов.

Темы и краткое содержание

Раздел I. Современные проблемы инженерной геодинамики городов и градопромышленных агломераций.

Тема 1. Основные сооружения на территориях городских агломераций, виды и характер их воздействия на геологическую среду.

Состав территориальных зон городских территорий. Виды инженерных сооружений на территории городских агломераций. Воздействие инженерных сооружений на геологическую среду через искусственно создаваемые физические поля. Особенности города с позиций взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой. Статические нагрузки – наиболее распространенный вид воздействия инженерных сооружений на геологическую среду города. Особенности городского строительства - активное освоение подземного пространства: факторы возникновения и активизации экзогенных процессов. Откачка подземных вод как мощный вид техногенного воздействия на геологическую среду города. Последствия вибрационного воздействия на геологическую среду городских территорий. Тепловое воздействие инженерных сооружений на территорию города. Блуждающие токи на территории городов. Химическое и биологическое воздействие на геологическую среду города.

Тема 2. Основные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов.

Многообразие геологических и инженерно-геологических процессов на территории города. Эндогенные геологические и инженерно-геологические процессы на территориях городов. Экзогенные геологические и инженерно-геологические процессы на территории города в разных природных и геологических условиях. Поражённость опасными природными процессами и явлениями городов России. Урбанизация территорий как фактор активизации и стабилизации различных процессов и явлений геологической среды.

Основные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов на территориях городских агломераций. Влияние техногенных факторов на изменение физических полей в городах. Основные процессы, развивающиеся на территории города, способные нарушить его нормальное функционирование.

Раздел II. Современные экзогенные и эндогенные геологические процессы территорий городов в различных природных и геологических условиях.

Тема 3. Оценка сейсмичности территории городов и принципы сейсмического микрорайонирования.

Инженерно-геологический анализ современной тектоники урбанизированных территорий. Понятие сейсмического микрорайонирования. Цели и задачи сейсмического микрорайонирования. Инженерно-геологические факторы сейсмического микрорайонирования. Показатели сейсмичности территории. Факторы, характеризующие влияние инженерно-геологических условий на сейсмичность территории. Методы сейсмического микрорайонирования. Прогноз землетрясений и методика сейсмического микрорайонирования. Понятие наведенной сейсмичности.

Районы высокой сейсмичности, провоцирующие развитие грандиозных современных геологических явлений с катастрофическими последствиями. Строительство в сейсмических районах.

Тема 4. Оползневые, эрозионные и абразионные процессы на территориях городов.

Классификация оползневых процессов. Виды воздействия склоновых деформаций на техногенные объекты. Факторы активизации оползневых процессов на территориях мегаполисов. Примеры развития оползневых процессов на территориях крупных городов. Основные направления изучения и оценки оползневых процессов на территориях городов разных геологических и природных условий. Техногенные оползни. Основные противооползневые мероприятия.

Классификация геологических и инженерно-геологических процессов, обусловленных воздействием поверхностных вод. Виды воздействия процессов, обусловленных воздействием поверхностных вод, на техногенные объекты. Факторы активизации эрозионных процессов. Основные принципы защиты территорий городов от эрозионных и абразионных процессов, процессов аккумуляции наносов и вдоль берегового их перемещения.

Мониторинг геологических процессов и их инженерно-геологических аналогов, обусловленных воздействием поверхностных вод.

Тема 5. Влияние изменения гидродинамического режима на развитие подтопления, суффозии и провалов.

Классификация геологических и инженерно-геологических процессов, обусловленных действием подземных вод и изменением гидродинамического режима территорий. Основные факторы изменения гидродинамического режима территорий городских агломераций. Принципы оценки гидродинамической обстановки на урбанизированных территориях. Подтопление городских территорий – причины, последствия, защитные мероприятия. Основные составляющие приходного и расходного водного баланса, определяющие развитие подтопления застроенных территорий. Провалы на территории мегаполиса как следствие изменения гидродинамического режима подземных вод. Проблемы изучения карста и суффозии на территориях крупных городов. Принципы прогноза суффозионных процессов.

Основные направления изучения и оценки процессов, обусловленных воздействием подземных вод и изменением гидродинамического режима территорий в пределах крупных городов.

Тема 6. Деформации массивов пород, связанные с изменением их напряженного состояния.

Основные факторы изменения напряженного состояния грунтов основания сооружений на территориях городов. Оседание поверхности земли вокруг сооружений в результате статического и динамического уплотнения грунтов. Оседание поверхности территории города, вызванное откачкой подземных вод. Основные факторы, влияющие на величину осадок, вызванных снижением уровня грунтовых вод. Примеры значительных осадок поверхности земли территорий крупных городов мира.

Схемы расчета уплотнения пород основания и осадок сооружений. Методы прогнозирования, предотвращения оседания земной поверхности. Защита от негативного влияния деформации земной поверхности.

Тема 7. Процессы на территориях городов в районах распространения многолетнемерзлых пород.

Геологические процессы в районах распространения многолетнемерзлых пород и их инженерно-геологические аналоги. Факторы развития и активизации геокриологических процессов и явлений урбанизированных территорий. Морозное пучение: условие образования, факторы активизации и меры снижения негативного влияния. Наледные явления, условия их возникновения, последствия, прогноз и способы борьбы. Бугры пучения, меры предупреждения их образования. Термакарстовые явления, регулирование процесса техногенного термокарста. Термоэрозия, термоабразия, солифлюкция и др. мерзлотные процессы на урбанизированных территориях.

Негативное техногенное воздействие на вечномерзлые грунты Меры по обеспечению нормального функционирования городов и поселений в условиях нарастания техногенных нагрузок и тепловых воздействий на многолетнемерзлые основания.

Раздел III. Комплексная оценка и прогноз изменений геологической среды и защита урбанизированных территорий от опасных геологических и инженерно-геологических процессов.

Тема 8. Методика инженерно-геологического изучения современных геологических и инженерно-геологических процессов на территориях городов.

Выявление природных и техногенных геологических процессов и качественная оценка их распространения. Районирование территории города по видам техногенного воздействия. Районирование территории города по видам геологических и инженерно-геологических процессов. Количественные оценки интенсивности геологических и инженерно-геологических процессов и районирование по ним территории города. Методика изучения карста, суффозии, оползней, просадочных явлений оснований сооружений и др. на урбанизированных территориях.

Системный подход к прогнозу развития геологических и инженерно-геологических процессов.

Тема 9. Методы прогноза развития современных геологических и инженерно-геологических процессов.

Виды прогнозов геологических и инженерно-геологических процессов (по времени, по достоверности, по площади проявления). Основные группы методов прогноза развития геологических и инженерно-геологических процессов на территориях городских агломераций. Экспертные методы прогноза. Метод инженерно-геологических аналогий. Расчетные методы прогноза процессов (детерминированные и статистические). Корреляционно-регрессионный анализ прогноза процессов. Инженерно-геологические прогнозы развития современных процессов методами моделирования (натурного, физического, математического и др.).

Тема 10. Основные мероприятия по предотвращению неблагоприятных последствий активизации и развития геологических и инженерно-геологических процессов.

Основные принципы инженерной защиты территорий от опасных геологических и инженерно-геологических процессов. Системный подход к оценке опасности процессов и обоснованию защиты территории. Схемы инженерной защиты - генеральные, детальные, специальные. Система мониторинга геологических и инженерно-геологических процессов на территории города. Создание постоянно действующей модели. Стадийность, виды и масштаб графических материалов по инженерной защите от опасных геологических процессов. Основные мероприятия инженерной защиты зданий и сооружений от последствий активизации и развития геологических и инженерно-геологических процессов (планировочные, геотехнические, конструктивные, технологические, эксплуатационные и др.).

Перечень примерных контрольных вопросов-тестов:

Развитие суффозии возможно в отложениях следующих горных пород: а - гранит, суглинок, гипс; б - песок, супесь, известняк; в - мергель, туф, галечник; г - дресва, глинистый сланец, трещиноватый базальт.
Причины развития оползней: а - обезвоживание склона, размножение растительности; б - подработка склона, пригрузка склона, обводнение; в - засуха, магнитные бури.
Суффозией называют: а - растворение грунтов подземными водами; б - механический вынос частиц грунта потоком подземных вод; в - выщелачивание грунтов подземными водам.
Карст формируется в следующих горных породах: а - песчаник, рыхлый суглинок; б - известняк, гипс; в - голубая глина, конгломерат.
Суффозия отличается от карста развитием процессов: а - растворения горных пород; б - выщелачивания горных пород, в - механического выноса частиц горных пород.
К формированию провалов и подземных пустот приводят: а - цунами; б - карст и суффозия, в – солифлюкция.
Для количественной оценки силы землетрясения используется величина: а – частота, б – магнитуда, в – сейсмобалл, г – амплитуда.
Оползни скольжения блокового смещения по имеющимся в массиве поверхностям и зонам ослабления называются: а – детрузивные, б – вязкопластические, в – консеквентные.
Телесейсмическая магнитудная шкала разработана для: а – поперечных волн; б – продольных волн; в – поверхностных волн.
Железнодорожный транспорт является источником техногенного воздействия: а – линейным; б – точечным; в – площадным.
Наиболее высокие частоты генерируются следующими источниками динамического воздействия: а – автомобильная магистраль; б - железная дорога; в – линия метрополитена.
Воздействие блуждающих токов на геологическую среду: а - повышает коррозионную активность грунтов, б – понижает коррозионную активность грунтов, в –не влияет на коррозионную активность грунтов.
Урбанизированные территории России наиболее подвержены развитию: а – подтопления, б – землетрясений, в – карстообразованию.
Понижение уровня подземных вод способствует: а – понижению сейсмической балльности, б – повышению сейсмической балльности, в – активизации оползневых процессов.
Преобладающие частоты сейсмических волн от проходящего транспорта лежат в диапазоне: а – от 0 до 10 Гц, б – от 10 до 100 Гц, в – свыше 100 Гц.
Преобладающие частоты сейсмических волн от землетрясений лежат в диапазоне: а – от 0 до 10 Гц; б – от 10 до 100 Гц; в – свыше 100 Гц.
Оползневые процессы относятся к: а – эндогенным, б –эоловым, в – экзогенным.
Интенсивность и характер воздействия волн и течений зависит: а - от рельефа дна водоема; б – от петрографического состава пород, слагающих дно; в - от уровенного режима водоема.

Примерная тематика рефератов для самостоятельной работы

Управление устойчивостью городских территорий к развитию опасных геологических и инженерно-геологических процессов.
Мониторинг и прогнозирование изменений геологической среды городских агломераций.
Проблема подтопления территорий городов и пути её решения.
Современные методы оценки геодинамической обстановки применительно к задачам инженерной защиты территорий мегаполисов.
Техногенные изменения геологической среды при городской застройке в области распространения многолетнемерзлых пород.
Проблемы защиты от опасных геологических процессов в прибрежных городах.
Проблемы сейсмического микрорайонирования городских территорий.
Теория и практика использования подземного пространства городов мира.
Современные проблемы защиты подземных вод на урбанизированных территориях.
Комплексная инженерно-геологическая оценка и прогноз устойчивости закарстованных территорий городских агломераций.
Природно-техногенные геологические опасности территорий крупных городов.
Устойчивость территорий мегаполисов к природным катастрофам.
Подтопление как наиболее распространенный геологический процесс городов России.
Методика изучения суффозионных процессов и применение мер борьбы с их отрицательными последствиями в условиях города.
Стационарные исследования геологических и инженерно-геологических процессов на территории городов.
Современные методы изучения инженерно-геологических процессов на урбанизированных территориях.
Мероприятия инженерной защиты от опасных процессов урбанизированных территорий распространения многолетнемерзлых пород.
Современные методы прогнозов землетрясений.

Примерный перечень вопросов к итоговой аттестации по всему курсу:

Виды инженерных сооружений на городских территориях и характер их воздействия на геологическую среду.
Эндогенные геологические процессы и их техногенные аналоги, проявляющиеся на территориях мегаполисов.
Экзогенные геологические процессы и их техногенные аналоги, развитые на территориях мегаполисов в разных природных и геологических условиях.
Изменения геологической среды, наблюдаемые на территориях мегаполисов, возникшие под влиянием техногенных воздействий городской и промышленной застройки.
Основные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов на территориях городских агломераций.
Роль подземных вод в активизации геологических процессов.
Сейсмическое микрорайонирование территорий мегаполисов.
Речная и овражная эрозия на городских территориях.
Суффозионные и провальные явления на территориях мегаполисов.
Мерзлотные деформации на территориях мегаполисов в районах распространения многолетнемерзлых пород.
Виды деформаций при строительстве промышленных и гражданских объектов.
Инженерно-геологические процессы на территориях городской и промышленной застройки и их прогноз.
Виды прогнозов изменения геологической среды, применяемые при инженерно-геологических исследованиях.
Методы прогноза геологических и инженерно-геологических процессов.
Сравнительно-геологические и расчетные методы, применяемые для прогноза на территориях мегаполисов.
Постоянно действующие модели как один из методов прогнозирования изменений геологической среды.
Методы прогноза изменения геологической среды на разных стадиях инженерно-геологических изысканий.
Мероприятия по предотвращению неблагоприятных последствий развития геологических и инженерно-геологических процессов.
Проблемы активизации и развития оползневых процессов на территориях городов.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ КУРСА ПО ТЕМАМ И ВИДАМ РАБОТ

№ п.п.	Наименование тем и разделов	ВСЕГО (часов)	Виды аудиторных занятий:		Самостоятельная работа
№ п.п.	Наименование тем и разделов	ВСЕГО (часов)	Лекции	Практические	с преподавателем	Индивидуально
1	Тема 1. Основные сооружения на территориях городских агломераций, виды и характер их воздействия на геологическую среду.		3
2	Тема 2. Основные факторы активизации геологических и возникновения инженерно-геологических процессов.		2
3	Тема 3. Оценка сейсмичности территории городов и принципы сейсмического микрорайонирования.		2
4	Тема 4. Оползневые, эрозионные и абразионные процессы на территориях городов.		3
5	Тема 5. Влияние изменения гидродинамического режима на развитие подтопления, суффозии и провалов.		3
6	Тема 6. Деформации массивов пород, связанные с изменением их напряженного состояния.		2
7	Тема 7. Процессы на территориях городов в районах распространения многолетнемерзлых пород.		2
8	Тема 8. Методика инженерно-геологического изучения современных геологических и инженерно-геологических процессов на территориях городов.		2
9	Тема 9. Методы прогноза развития современных геологических и инженерно-геологических процессов.		2
10	Тема 10. Основные мероприятия по предотвращению неблагоприятных последствий активизации и развития геологических и инженерно-геологических процессов.		3
			24

ФОРМА ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ

Промежуточный контроль: контрольная работа в виде теста, самостоятельная подготовка реферативной работы по выбранной теме.

Итоговый контроль: экзамен.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА

1 2

	Инженерная геодинамика территорий городских агломераций Вознесенский Евгений Арнольдович профессор, доктор геолого-минералогических наук, член-корр. Раен, заместитель декана Геологического...		Учебной дисциплины «Геодинамика» для специальностей Введение. Предмет геодинамики. Частная геодинамика. Общая геодинамика. Региональная геодинамика. Историческая геодинамика
	Строительные нормы и правила сниП 01. 15-90 инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов основные положения проектирования Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов		Сейсмика приповерхностной части разреза на территориях крупных городских агломераций Владов Михаил Львович, доктор физ мат наук, зав кафедрой сейсмометрии и геоакустики Геологического факультета мгу
	Решение сложных задач эколого-географического картографирования городских территорий в настоящее время немыслимо без использования геоинформационных методов [6]. Геоинформационное ландшафтно-геохимическое картографирование городских ландшафтов (на примере вао москвы)		Оглавление предисловие 5 Глубинное строение, геодинамика и минерагения сопредельных территорий Абрамов Б. Н. Особенности формирования флюидно-эксплозивных образований мезозойских золоторудных месторождений
	1. Изучение основных понятий и законов общей геологии, гидрогеологии, грунтоведения, инженерно-геологических процессов и явлений Общая геология – грунтоведение – гидрогеология – инженерная геодинамика – инженерно-геологические изыскания – охрана геологической...		Научно-исследовательский материал Управление природными ресурсами высокоурбанизированных территорий Кощуг Дмитрий Гурьевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор Геологического факультета мгу
	Научно-исследовательский материал Особо охраняемые природные территории в мегаполисах «захватом» природных территорий под нужды населения и промышленности в особой мере коснулись именно мегаполисов		Отчет о работе факультетской учебно-научной лаборатории «Инженерная геоэкология» за 2011 г «Инженерная геоэкология» приказом от 17. 01. 2011 г. №14-П. Лаборатория функционирует с целью обеспечения учебно-образовательных,...

Научно-образовательный материал Инженерная геодинамика территорий городских агломераций

Похожие: