Základy a aplikácia inžinierskej geológie - dokument PDF

Dokumenty

Dieter D. Genske Engineering Geology Basics and Application

základy

Základy a použitie s 396 ilustráciami

DIETER D. GENSKE PROFESOR V INŽINIERSKEJ GEOLÓGII TU DELFT (1994-97) PROFESOR V OBLASTI ENVIRONMENTÁLNEJ VEDY ETH LAUSANNE (1997-2000) AKTUÁLNA SIEŤ EGS-ENVIRONMENTÁLNA SIEŤ ŠVAJČIARSKO (WWW.EGS-NET.CH) Zastúpenie Spolkovej republiky Nemecko.: FALKENWEG 9 CH-3012 BERN SWITZERLAND e-mail: [email protected] Bibliografické informácie z Nemeckej knižnice Nemecká knižnica uvádza túto publikáciu v Nemeckej národnej bibliografii; podrobné bibliografické údaje sú k dispozícii na internete na adrese http://dnb.ddb.de.

ISBN 10 3-540-25756-x Springer Berlin Heidelberg New York ISBN 13 978-3540-25756-1 Springer Berlin Heidelberg New York Toto dielo je chránené autorskými právami. Výsledné práva, najmä práva na preklad, opätovnú tlač, prezentáciu, extrakciu čísel a tabuliek, rozhlasové vysielanie, mikrofilmovanie alebo reprodukciu iným spôsobom a ukladanie v systémoch na spracovanie údajov, sú vyhradené, aj keď sa používajú iba výňatky . Reprodukcia tohto diela alebo jeho častí je v jednotlivých prípadoch povolená iba v medziach zákonných ustanovení zákona o autorských právach Spolkovej republiky Nemecko z 9. septembra 1965 v platnom znení. V zásade podlieha odmene. Porušenia podliehajú trestným ustanoveniam autorského zákona.

Springer je spoločnosť Springer Science + Business Media springer.de

Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2006 Vytlačené v Holandsku

Reprodukcia bežných mien, obchodných mien atď. V tejto práci neodôvodňuje predpoklad, že tieto názvy majú byť považované za bezplatné v zmysle právnych predpisov o ochranných známkach a ochranných známkach, a preto ich môže používať každý, a to aj bez osobitnej identifikácie.

Dizajn obálky: E. Kirchner, Heidelberg Produkcia: A. Oelschlger Sadzba: Šablóna autora pripravená na tlač Vytlačené na bezpecný papier 30/2132 AO 5 4 3 2 1 0

Christiaan Maugenest, inžinier geológ, 1954-1998

Táto učebnica predstavuje zrozumiteľnou a popisnou formou základy a princípy inžinierskej geológie. Mladý predmet je definovaný transdisciplinárnym spôsobom v oblasti napätia medzi teóriou a praxou. Vyvinul sa zo sebaobrazu rôznych vedeckých tradícií: na jednej strane z geológie ako popisnej prírodnej vedy, na druhej strane z mechaniky ako súčasti konštruktívneho inžinierstva. Geológ * (* vždy je zahrnutá ženská forma) popisuje vo svojej práci prírodné médium, ktoré analyzuje a prezentuje na modeloch. Nájde zložitý systém, ktorý vznikol počas miliónov rokov, ktorý nie je schopný presne uchopiť ani pri veľkom výskume. Oproti tomu inžinier so svojimi konštrukciami vytvára presne definované systémy, ktoré pozostávajú z daných stavebných materiálov a sú vystavené známym zaťaženiam.

Na pozadí tejto dichotómie myšlienkových prístupov opakovane vznikajú konflikty medzi inžiniermi a geológmi: informácie poskytované geológmi sú príliš nepresné, požiadavky inžinierov sú príliš domýšľavé. Mostom medzi týmito dvoma disciplínami je nejasnosť, ktorá je dnes relevantná pre oba názorové smery: v geológii je to nepresnosť v popise geologického systému, v strojárstve je to nepresnosť v prognóze správania technického systému, ktorá má ústredný význam, najmä pri dojme možného zlyhania systému.

Princípy geológie, mechaniky a neostrosti sú obsiahnuté v prvej časti tejto knihy. Druhá časť ukazuje, že súčasťou inžinierskej geológie sú aj praktické terénne a laboratórne práce. Inžinierskogeologický prieskum sa začína predbežnými prieskumami, t. J. Predbežným vyhodnotením plánovacích dokumentov a predbežným prieskumom miesta. Potom nasledujú rozsiahle hlavné testy v teréne a v laboratóriu. Počas realizácie projektu slúžia sprievodné projektové výskumy na kontrolu inžinierskogeologických nálezov a prognóz. Možno bude v tejto fáze ešte potrebné prispôsobiť projekt geologickej realite. Pomocou následných vyšetrení sa nakoniec kontroluje úspešnosť akýchkoľvek opatrení.

V tretej časti sa zaoberáme tromi dôležitými oblasťami použitia s témami svahov, poklesov a štruktúr. Je zrejmé, že geologické a mechanické princípy, ako aj všeobecná neistota určujú každodennú prácu inžinierskeho geológa. Inžinier ani geológ nemôžu obstáť s výzvami v pohraničnej oblasti medzi prírodou a stavbou. Vyžaduje sa sprostredkovateľská analýza inžinierskeho geológa, aby sa zhromaždili príslušné myšlienky a vyvodili príslušné závery pre projekt.

Pomocou mnohých ilustrácií a schém, derivácií a príkladov som sa pokúsil objasniť zložitú problematiku. Cvičenia na konci kapitoly umožňujú čitateľovi skontrolovať, či porozumel prezentovaným metódam a modelom. Základné otázky týkajúce sa medzných stavov a teórie bezpečnosti sú vysvetlené v prílohe. Zámerne sa zabránilo prezentácii noriem a predpisov, pretože cieľom tohto úvodu nie je zaznamenať stav regionálne platných a neustále sa meniacich predpisov, ale vytvoriť základ a porozumenie pre ich pochopenie a vývoj nových, možno v budúcnosti lepších.

K napísaniu tejto knihy ma inšpirovali moji učitelia Karl-Heinz Heitfeld (Aa-chen) a Bernhard Walz (Wuppertal). Nevzniklo by to bez hodnotných dialógov s mojimi študentmi v Nemecku, Holandsku, Švajčiarsku a Japonsku a rozhovorov s mojimi priateľmi a kolegami, z ktorých by sme mali spomenúť Rafiga Azzama (Aachen), Freda Bella (Durban), Horst Dllmann (Aachen), Herbert Einstein (Cambridge), Tetsuro Esaki (Kyushu), Leo de Graaff (Amsterdam), Michael Heitfeld (Aachen), Klemens Heinrich (Utrecht), Peter Heitzmann (Bern), Christiaan Maugenest (Delft), Yuzo Ohnishi (Kjóto), David Price (Delft), Niek Rengers (Enschede), Jan Rupke (Amsterdam), Wilson H. Tang (Hongkong) a Joachim Tiedemann (Berlín). Rád by som sa poďakoval Norbertovi Stuthovi (Nordhausen), Uwe Groovi (Lipsko) a Monike Huchovej (Adelheidsdorf) za pomoc pri konečnej úprave. Chcel by som sa poďakovať Christianovi Witschelovi a Luise Tonarelli zo spoločnosti Springer Verlag za odbornú pomoc pri realizácii tohto projektu a zodpovedajúce vybavenie pre daný ročník. Dispozičné práce vykonal Martin Hallmann (Nordhausen).

Touto knihou by som chcel predstaviť princípy, ktoré sa mi počas práce inžinierskeho geológa ukázali ako obzvlášť dôležité. Toto zhrnutie určite nie je úplné, malo by skôr slúžiť ako orientácia na individuálne zostavenie repertoáru prispôsobeného osobnej oblasti činnosti. Dúfam, že prispejem do sľubnej oblasti inžinierskej geografie-

To je také dôležité pre pochopenie dôsledkov ľudského zasahovania do ich prirodzeného prostredia a ktorých význam pre modernú a udržateľnú spoločnosť sa uznáva až postupne.

Dieter D. Genske Bern/Nordhausen

2 geologické princípy. 7.

2.1 Aktuálny leitmotív podľa Huttona a Lyella. 72.2 Skladanie, deformácia a rozdelenie. 122.3 Zvetrávanie, erózia a depozícia. 302.4 Fluviálne, glaciálne a oleanské reliéfy. 392,5 Sedimentácia, diagenéza, metamorfóza, anatexis. 45 cvikov. 53

3 mechanické princípy. 57

3.1 Koncept sily podľa Newtona. 573.2 Eulerov princíp križovatky. 623,3 Stevinov roh sily. 673,4 Hookov model deformácie. 703,5 Zachovanie hmotnosti podľa Newtona a Eulera. 753.6 Úspora energie podľa Huygensa a Bernoulliho. 763,7 Darcyho zákon. 783,8 Laplaceova rovnica toku. 81 cvikov. 87