Предмет инженерной геологии и строение земного шара

Инженерная геология начала складываться, как самостоятельная дисциплина, лишь в двадцатых годах текущего века. Основной ее задачей является изучение и прогноз процессов, происходящих в грунтах при их взаимодействии с различными инженерными сооружениями. При этом под термином «грунт» подразумеваются любые горные породы, которые в той или иной степени могут служить основанием для сооружений, материалом для их возведения или средой, в которой устраиваются сооружения (например, тоннели), т. е. все горные породы, находящиеся в сфере непосредственного инженерного воздействия.

Как уже отмечалось, неразрывную связь с инженерной геологией имеют все разделы геологии, а также такие дисциплины, как «Грунтоведение», «Механика грунтов», «Основания и фундаменты». Так, грунтоведение уточняет свойства грунтов, механика грунтов разрабатывает теоретические методы расчетов процессов, возникающих при взаимодействии инженерных сооружений с грунтом, а дисциплина «Основания и фундаменты» рассматривает вопросы проектирования и строительства.

В связи с изложенным, а также учитывая отсутствие в учебном плане институтов водного транспорта дисциплин «Геология» и «Гидрогеология», в настоящем разделе, помимо специальных вопросов инженерной геологии, приведены также необходимые для инженера-гидротехника сведения о строении земного шара, минералах, горных породах, палеогеографии, палеонтологии, стратиграфии, геологической хронологии, внутренней и внешней динамике земли и подземных водах.

Земля имеет форму близкую к шару, но, в связи с вращением вокруг своей оси, несколько сплющенную у полюсов. Такая геометрическая форма называется геоидом. При среднем радиусе земного шара, равном 6371 км, полярный радиус его равен 6357 км, а экваториальный 6378 км. Окружность по экватору равна 40 076 км.

Самая высокая точка земной поверхности, гора Эверест в Гималаях, имеет высоту 8848 м над уровнем океана. Самая глубокая океанская впадина, расположенная около Марианских островов в Тихом океане, имеет глубину 10 899 м. Разница между самой высокой и самой низкой точками рельефа земной поверхности составляет, таким образом, около 20 км.

Средняя плотность земного шара составляет 5,52 г/ж3. Плотность горных пород, слагающих верхнюю оболочку земли, колеблется от 1,4 до 3,3 т/м3 при среднем значении 2,7 т/м3. Отсюда очевидно, что более глубокие зоны земли сложены веществом большей плотности. Однако в настоящее время отсутствуют достоверные сведения о состоянии и составе вещества, слагающего центральную часть земного шара.

Вес вышележащих слоев создает, по мере удаления от поверхности, все большее давление, достигающее в центре земного шара 3,5 млн. атмосфер. Вместе с тем, по мере углубления от поверхности, растет и температура.