Научные школы. Взаимосвязь с другими науками

“ГРУНТОВЕДЕНИЕ” - система знаний о составе (гранулометрическом, химическом, минеральном, фазовом), строении (структурных, текстурных особенностях) и свойствах выделяемых минеральных и органоминеральных материальных тел, используемых в процессе планирования или реализации инженерной, в основном строительной деятельности – грунтов ( модель - фазовая система).

ГРУНТОВЕДЕНИЕ - научное направление, имеющее свою структуру.

“Общее грунтоведение - система знаний о составе, структуре и свойствах грунтов в пространстве признаков (признаковом пространстве), их формировании и изменении в процессе петрогенеза, литогенеза, техногенеза.

Теоретическим базисом общего грунтоведения является учение о формировании состава (минерального, химического, гранулометрического, фазового), структуры и свойств в процессе литогенеза, петрогенеза, техногенеза и фазовых взаимодействий.

Методами исследования, используемыми общим грунтоведением, являются собственные методы: моделирование процессов взаимодействия различных фаз, различных грунтов с сооружениями, поведения в различных условиях, при различных воздействиях.

Объект рассматривается в пространстве признаков.

Поэтому общая классификация грунтов, предусматривающая разделение общего множества грунтов на однородные подмножества в соответствии с целями грунтоведения (или инженерной геологии) - это классификация объектов в пространстве признаков (ГОСТ 25100 - 11).

“Региональное грунтоведение ”- система знаний о закономерностях пространственного размещения грунтов, о пространственной изменчивости их состава, структурных особенностей и свойств, о природе формирования пространственных закономерностей.

И опять теоретическим базисом являются теории петрогенеза, литогенеза, техногенеза. Поэтому иногда выделяют генетическое грунтоведение.

Грунт рассматривается не только в пространстве признаков, но, прежде всего, в геологическом пространстве. Он рассматривается как модель геологического тела - как некоторый объем геологической среды, занимающий определенное положение в геологическом пространстве и имеющее определенный набор свойств в пространстве признаков.

Региональное грунтоведение объясняет пространственные закономерности изменения состава, структуры, свойств грунтов.

Теория пространственного изменения свойств, строения, состава грунтов - частный случай теории пространственной изменчивости свойств геологической среды. Теория геологического поля используется при описании пространственных закономерностей изменения геологических параметров. Следовательно, общая классификация объектов генетического грунтоведения, должна быть классификацией геологических тел, выделенных по вещественному фактору.

“Динамическое грунтоведение ”- система знаний об изменении свойств грунтов - фазовых системах в физическом времени, о закономерностях и режиме временной изменчивости свойств грунтов, обусловленных изменением их фазового состава и состояния в результате внешних и внутренних взаимодействий.

Грунт рассматривается как динамическая система в пространстве признаков или в геологическом пространстве.

Инженерно-геологический или физико-геологический процесс рассматривается на фоне естественных, режимных изменений, естественным образом протекающих в геологической среде.

Главной задачей, которую всегда следует решать при изучении экзогенного или эндогенного физико-геологического или инженерно-геологического процессов, состоит в выявлении и анализе его причин и в разработке прогноза. Установить режим можно исследуя внутренние и внешние взаимодействия и режим свойств геологической среды.

Из истории термина «грунт»

Понятие, обозначенное термином «грунт» появилось в России в 1711 году. Петру I докладывали о трудности проведения судов по каналу, построенному в Вышнем Волочке, для соединения Волги с Балтийским морем: « Трудность сего хода несказанная. Вода во многих местах была не выше, как на один и на полтора фута (1фут =1/7 сажени = 12 дюймов ~ 30см); грунт наполнен был во многих местах каменьями, торчащими из под воды; во многих местах надлежало прорывать песок, вынимать каменья, для поднятия воды делать плотину…». (Данилевский, 1948г.).

При этом под грунтом понималось основание, дно. Спустя ~ 150 лет В. Карлович в 1869 г. дает понятию грунт такое определение:

 «В строительном искусстве под грунтом понимают обыкновенно ту частичку земной коры, на которой приходится основывать строения и которая имеет влияние на способ устройства основания.» Эту частичку также называли «землей» Витрувий Iв. до н. э., Андреа Палладио 1570г., либо «почвой». Говорили «Земля хорошая», «земля плохая», характеризуя основание какого-либо сооружения.

Землей плохой объясняли редкие неудачи при строительстве сооружений. Храм Христа Спасителя строился в середине 19 века на Воробьевых горах на откровенных оползнях (место трамплина). И только когда фундамент пополз, было зафиксировано плохое основание. Место строительства было перенесено на Кропоткинскую.

До тех пор, пока под сооружениями действительно находилась частичка земной коры это было терпимо.

Начало 20-го века нашего столетия характеризуется резкой интенсификацией строительства. Прежде всего, дорожного. Дороги – это система кровообращения экономики любой страны.

Строятся первые крупные гидроэлектростанции на Волхове, Свири, Волге, Днепре.

Ирригационное и мелиоративное строительство. 

Водные маршруты обеспечиваются строительством каналов - Беломоро-Балтийский, Москва-Волга, Волго-Донского.

Промышленное строительство: заводы и фабрики.

Метрополитен.

Резко возрастают: с одной стороны, разнообразие используемых в качестве основания грунтов, а с другой стороны, - необходимость сведений о свойствах этих грунтов. Растут разнообразие и масштабы использования грунтов.

За четыре последние десятилетия в СНГ было создано около 1000 водохранилищ емкостью более 1 млн. куб. м каждое. В том числе 150 водохранилищ емкостью более 100 млн. куб. м.

При разработке карьеров на Курской магнитной аномалии было снято более 170 млн. куб. м грунта. 

Растет потребность в научном обобщении знаний по инженерной геологии, в том числе сведений о грунтах.

По-видимому, после отдельных разделов, посвященных основаниям сооружений (Андреа Палладио, 1570), первой специальной работой, посвященной Инженерной геологии и грунтам является книга D . Brauns « Die Technische Geologie . 1878 г.”

В 1887. появляется перевод И. Мушкетова книги Вагнера «Приложение геологии к инженерному делу».

Началом появления «Грунтоведения», как научного направления, считают создание в Ленинграде в 1923г. «Дорожно-исследовательского бюро», которое под руководством П. А. Земятченского, Н. Н. Иванова и Н. И. Прохорова занялось изучением почв и осадочных пород для дорожного строительства. Надо отметить верность и принципиальную новизну подхода, избранного авторами, в качестве ведущего: «генетического подхода» в исследованиях.

Т.к. бюро было исследовательским, то и направление изучения грунтов было таковым. Возникло «Дорожное грунтоведение». Разработанные в его рамках положения использовались далее для других сооружений. Постепенно «Дорожное грунтоведение» переходит в просто «Грунтоведение». В 1930 г. на геологическом факультете ЛГУ П.А.Земятченским создается первая кафедра «Грунтоведения», а в 1938 году аналогичную кафедру создает в МГУ М.М.Филатов.

 С этого времени «Грунтоведение» быстро развивается.

Методологической основой его становятся естественно-исторический или генетический подход и системное представление о грунте как о фазовой (многокомпонентной) системе, состоящей из трех фаз и четырех компонентов. 

Дмитриев В.В. понимает под грунтом: “Любую часть литосферы (горные породы, техногенные образования и почвы), изучающиеся как возможный объект инженерной деятельности человека, рассматриваемый как сложная, многоуровенная, трехфазная, многокомпонентная, динамическая система.

Определение по Гост 25100-11: грунт - горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную, многообразную геологическую систему, являющуюся объектом инженерно-хозяйственной деятельности.

Грунтоведениесистема знаний о составе, строении и изменениях (движении) грунтов.

Отражением разнообразных качеств грунтов являются их свойства. Свойства характеризуются показателями или физическими величинами. Выбор необходимого комплекса показателей определяется классом, конструктивными особенностями сооружения, сложностью инженерно-геологических условий, стадией проектирования. Для разработки Протвинского ускорительно-накопительного комплекса на стадии РД потребовалось 334 показателя, а для проектирования деревянного коттеджа –15. Свойства грунтов и их показатели разделяются на имманентные, внутренне присущие, обусловленные составом, структурой и состоянием грунтов и эмерджентные, проявляющиеся при внешних взаимодействиях грунтов с техногенными или природными объектами. К первым относятся физические, физико-химические, химические, биотические свойства, ко вторым – физико-механические.

Дата: 2019-02-02, просмотров: 266.