inženjerska geologija_predavanje i

Inženjerska geologija

Prezentacija: Doc Dr Biljana Abolmasov

Program kursa “Inženjerska geologija”

• Nastava i vežbanja 2+2• Doc. Dr Biljana Abolmasov (kabinet 328)• ESPB 5 (bodova)• Aktivnost u toku predavanja (5 poena)-

redovnost pohađanja nastave• Vežbe (5+30 poena)-redovnost pohađanja

vežbanja, završene i overene vežbe• P (50)-dve mogućnosti + U (10)

Pismeni ispit (50 poena)Ispitni testovi Pismeni ispit

Broj testa Minimalni broj poena

Maksimalni broj poena

Minimalni broj poena

Maksimalni broj poena

Test I* 10 15

Test II* 15 20

Test III 10 15

Ukupno 35 50 30 50

* E

limin

acio

ni te

stov

i

Ocena na pismenom ispitu ukoliko se polaže u celini: 30-35 poena – šest (6); 35-40 poena – sedam (7); 40-45 poena osam(8) i 45-50 poena – devet(9); predispitne obaveze važe samo prvi rok

Ukupan broj poena neophodnih za polaganje ispita iz Inženjerske geologije

Ocena Ukupan broj poena

Predavanja Vežbanja Pismeni ispit

6 51-60 Min 3 Min 15 Min 36

7 61-70 USLOVOverene sve vežbe8 71-80

9 81-90

10 91-100 Max 5 Max 30 Max 60

Literatura

• Vasić M., 2001, “Inženjerska geologija”, S-print, Novi Sad

• Jevremović D., 2003, “Inženjerska geologija”, Univerzitet u Nišu, Građevinsko-arhitektonski fakultet, Niš

• Pavlović N., Lokin P., 2002, “Principi inženjerske geologije”, skripta, Rudarsko-geološki fakultet Beograd.

• Bell F.G., 1995, “Engineering geology”, Blackwell Science

• Janjić M. 1979-1981-Odabrana poglavlja iz Inženjerske geologije, fotokopirani materijal iz različitih udžbenika

Program kursa “Inženjerska geologija”

• Opšti deo• Svojstva i stanja stenskih masa i terena

bitna sa inženjerskogeološkog aspekta• Savremeni geološki procesi i njihove

tvorevine• Inženjerskogeološki uslovi izgradnje

objekata

Inženjerska geologija• Inženjerska geologija je relativno mlada naučna

disciplina• Razvoj inženjerske geologije kao naučno-tehničke

discipline vezan je za početak XX veka i intenzivniju graditeljsku aktivnost u našoj zemlji

• Osnivač inženjerske geologije u nas je Akademik Prof. Milan Luković koji je 1921 god. Na građevinskom odseku Tehničkog fakulteta u Beogradu osnovao Katedru za tehnički geologiju i počeo da održava nastavu iz predmeta “Inženjerska geologija”

• 1931. godine štampan je uđžbenik “Inženjerska geologija” (jedan od prvih u svetu)

• Definicija IAEG 1992, 2001 (International Association for Engineering Geology and the Environment):Inženjerska geologija je naučna disciplina posvećena proučavanju, istraživanju i pronalaženju rešenja za probleme nastale u geološkoj sredini kao rezultat interakcije geološke sredine i inženjerske delatnosti, kao i za problemima prognoze, prevencije i zaštite od geoloških hazarda.

• Geološka sredina je onaj deo litosfere u kome se odvija njena interakcija sa inženjerskom delatnošću i predstavlja sveukupnost geoloških uslova koji proističu iz svojstava, stanja i ponašanja geološke sredine kao celine ili pojedinih njenih delova

• Inženjerska delatnost je onaj deo ljudske aktivnosti koji se odnosi na planiranje, projektovanje, izgradnju i korišćenje objekata u geološkoj sredini

• Geološki hazardi su svi savremeni geološki procesi koji svojom aktivnošću mogu da izazovu gubitak vrednosti prirodnih i materijalnih dobara, kao i gubitak ljudskih života.

• Inženjerska geologija je primenjena geološka disciplina za razliku od fundamentalnih geoloških disciplina (mineralogija, petrologija, paleontologija, geohemija, geofizika, istorijska geologija, regionalna geologija, strukturna geologija) koje se bave građom, genezom i istorijskim razvojem Zemlje

• Osnova inženjerske geologije su fundamentalne geološke discipline dok nadgradnju čine opšte naučne discipline (matematika, fizika, mehanika, hemija)

GEOTEHNIKA

Mehanika tla Inženjerska geologija Mehanika stena

Zemljani radovi Fundiranje Podzemni radovi

Geotehničke melioracije

Inženjerska hidrogeologija

• Koji su to osnovni zadaci inženjerske geologije?

– da obezbedi podloge za racionalno planiranje, projektovanje, izvođenje i korišćenje svih oblika inženjerske delatnosti

– da obezbedi podloge za projektovanje i izvođenje različitih tehnoloških postupaka u stenskim masama (terenu) čiji je cilj zaštita i poboljšanje njihovih svojstva, odnosno prilagođavanje uslovima građenja i eksploatacije objekata

– da obezbedi podloge za projektovanje i izvođenje različitih geotehničkih konstrukcija

– da obezbedi podloge za projektovanje mera zaštite od prirodnih procesa – geoloških hazarda

Inženjerska geologija

Geotehnika

Građevinarstvo Rudarstvo PlaniranjeUrbanizam Geologija Ekologija

Oblasti primene teorijskih i praktičnih saznanja iz inženjerske geologije

Savremena inženjerska geologija je naučno stručna oblast koja se bavi izučavanjem svojstava, stanja i ponašanja geološke sredine i zakonitosti njihovih promena pod uticajem određene inženjerske delatnosti ili prirodnih procesa, uslova i načina poboljšanja tih svojstava i njihovog prilagođavanja konkretnim inženjerskim zahtevima.

• Osnovni predmet izučavanja inženjerske geologije je teren kao deo geološke sredine– Od geološke građe – sastava, sklopa i geološkog razvoja zavise

i svojstva stenskih masa

• Specifičnost izučavanja terena u inženjerskoj geologiji – prostorne i vremenske komponente svojstava terena i stenskih masa koje ga izgrađuju– Poznavanje izmenljivosti svojstava i stanja stenskih masa

onakvih kakvi su danas, rezultat su uslova nastanka i geološke istorije kroz koje su stenske mase prošle

– Poznavanje izmenljivosti svojstva i stanja stenskih masa i terena tokom vremena omogućava nam da realno sagledamo i prognoziramo njena ponašanja u novim uslovima, bilo da oni nastaju graditeljskom delatnošću ili pri inteziviranju savremenih geoloških procesa

• Inženjerskogeološka istraživanja su vezana za određeni prostor-teren ili njegov deo, tj. za određeno područje posmatranja– U inženjerskoj geologiji je bitno uvažiti veličinu

područja posmatranja, jer se svojstva stenskih masa bitno menjaju sa promenom veličine područja posmatranja – efekat razmere

• Osnovna područja posmatranja su:– područje kristala– područje uzorka-monolitnog dela stenske mase– područje stenske mase u sklopu terena– područje terena-zone sadejstva prirodne i veštačke

konstrukcije– područje velikih geotektonskih jedinica

1

23

4

Uticaj efekta razmere na promenu geniteta (a) i tipa mehaničkog ponašanja (b)

• Osnovna veličinska područja posmatranja u inženjerskoj geologiji:– područje uzorka-monolitnog dela stenske mase– područje stenske mase u sklopu terena– područje terena-zone sadejstva prirodne i veštačke

konstrukcije• Inženjerskogeološka proučavanja se odnose na

stensku masu kao deo geološke sredine, čije granice ne moraju biti uvek utvrđene (stenska masa u sklopu terena) ili su jasno definisane (područje uzorka i zone sadejstva)

• Inženjerskogeološka istraživanja mogu početi od monolitnih uzoraka, a mogu biti proširena na bilo koje stenske mase u sklopu terena, sve do krupnih geoloških tela ili kompleksa

• Stenske mase su realne sredine i razlikuju se od “idealnih tela”

• Svojstva i stanja stenskih masa se diskontinualno ispoljavaju čak i u istim veličinskim područjima posmatranja (efekat razmere)

• Pri određenim razmatranjima svojstava i stanja stenskih masa usvajamo pretpostavke i određena uprošćavanja koja nam omogućavaju primenu matematičko-mehaničkih analitičkih veza (obrazaca i modela ponašanja) da bi složene probleme mogli da rešavamo u inženjerskoj praksi

• Osnovna svojstva stenskih masa bitna sa inženjerskogeološkog aspekta:– Petrografska– Fizička– Mehanička – Tehnološka– Strukturna

• Osnovna stanja stenskih masa u sklopu terena bitna sa inženjersko geološkog aspekta:– Stanje napona– Stanje podzemnih voda– Stabilnost– Stanje alterisanosti-raspadnutosti

Osnovna svojstva stenskih masa

Petrografska svojstva stenskih masa

• U petrografska svojstva stenskih masa spadaju:– Mineralni sastav– Struktura i– Tekstura

Petrografska svojstva stenskih masa

• Stene su prirodni mineralni agregati manjeg ili većeg broja minerala, određenog ili približno istog mineralnog i hemijskog sastava koji učestvuju u građi Zemljine kore

• Prema načinu postanka stene delimo na:– magmatske– sedimentne– metamorfne

• Svojstva stenskih masa bitno zavise od svojstava minerala koji ih izgrađuju, od strukture i teksture stene

Petrografska svojstva stenskih masa

• Prema količini mineralnih vrsta i uticaju na svojstva stenskih masa razlikujemo:– petrogene-bitne minerale (određuju vrstu stene, utiču na sva

njena svojstva, bilo da su povoljna ili nepovoljna)– sporedne (prisustvo ovih minerala ne utiče na određivanje stene

i ne utiču na svojstva)– slučajne (nalaze se samo u tragovima)

• Tehnički značajna svojstva stena zavise od vrste minerala, njihove količine, svežine i postojanosti

• S tehničkog stanovišta možemo reći da se mogu izdvojiti– poželjni (povoljno utiču na tehnički značajna svojstva stena)– nepoželjni (nepovoljno utiču na tehnički značajna svojstva stena)– štetni (nepovoljno utiču na tehnička i sva ostala svojstva stena)

Petrografska svojstva stenskih masa

• Struktura stena zavisi od oblika zrna, njihove veličine i načina srastanja i specifična je za genetski različite grupe stena (magmatske → metamorfne)-npr. sedimentne (klastična, amorfna, kristalasta), magmatske (zrnasta, porfirska)

• Oblik zrna utiče na fizička, mehanička i tehnološka svojstva stena– Oblici zrna: uglasta, poluzaobljena, zaobljena, ljuspasta....

• Veličina zrna: sitnozrna, srednjezrna, krupnozrna– Ravnomernost veličine zrna – ravnomerno i neravnomerno

zrnaste

Struktura stena

Petrografska svojstva stenskih masa

• Način srastanja vezuje se za genetski tip stene– Neposredno

• Magmatiti – veza zrna (minerala) ostvarena je neposredno tokom kristalizacije, slično metamorfiti – rekristalizacijom

– Posredno• Sedimenti – veza je ostvarena naknadnim

unošenjem veziva • Pored oblika, veličine, količine mineralnih zrna

svojstva zavise i od vrste, količine i načina vezivanja, odnosno od tipa veziva (silicijsko, karbonatno, gvožđevito, organsko itd.)

Petrografska svojstva stenskih masaStruktura stena

Petrografska svojstva stenskih masa

Kristalizaciona veza zrna kod magmatskih i metamorfnih stena – graniti i mermeri

Petrografska svojstva stenskih masa

Posredno vezivanje kod sedimentnih stena – breče i konglomerati

bazaltna breča

krečnjačka breča

konglomerat

Kredni bazalni kvarcni konglomerati – Tašmajdan, Beograd

• Petrografska svojstva se ispituju posredno (mikroskopom) i neposredno (golim okom ili lupom)

• Granulometrijski sastav – sadržaj zrna različitih dimenzija koji obrazuju stenu u procentima ukupne težine

• Vrši se:– merenjem prečnika kod

kamenitih (čvrstih stena)– sejanjem (kod nevezanih stena)– hidrometrisanjem (kod

poluvezanih, prašinastih i glinovitih stena)

Petrografska svojstva stenskih masa

Analiza sejanjem

Analiza hidrometrisanjem

hidrometar

glinovita suspenzija

sita različitih prečnika

Petrografska svojstva stenskih masa

Petrografska svojstva stenskih masa

Dijagram granulometrijskog sastava

Petrografska svojstva stenskih masa

Trougli dijagram granulometrijskog sastava

• Tekstura stena određena je rasporedom i orijentacijom u prostoru osnovnih formnih elemenata – minerala koji uzgrađuju stenu

• Osnovni tipovi tekstura vezuju se za genetski različite tipove stena -od magmatskih (masivna, planparalelna, fluidalna, mehurasta), preko sedimentnih (slojevita, masivan) do metamorfnih (škriljava)

• Pojedine teksture su s tehničkog stanovišta izuzetno povoljne (masivna), dok su pojedine izuzetno nepovoljne (škriljave)

Petrografska svojstva stenskih masa

Tekstura stena

bazaltne pilow lave

mehurasta tekstura kod bazalta

slojevitost

škriljavost, gnajseviPetrografska svojstva stenskih masa