In ženjerska geologija

1. Inženjerska geologija Prezentacija: Doc Dr Biljana Abolmasov

2. 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)

3. Pismeni ispit (50 poena) * Eliminacioni testovi 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

4. Ukupan broj poena neophodnih za polaganje ispita iz Inženjerske geologije

5. 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

6. 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

7. 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)

8. 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.

9. 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.

10. 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)

11. Zemljani radovi Fundiranje Podzemni radovi Inženjerska hidrogeologija Geotehničke melioracije Mehanika tla Inženjerska geologija Mehanika stena

12. 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

13. Oblasti primene teorijskih i praktičnih saznanja iz inženjerske geologije

14. 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.

15. 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

16. 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

17. Uticaj efekta razmere na promenu geniteta (a) i tipa mehaničkog ponašanja (b) 4 1 3 2

18. 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

19. 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

20. 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

21. Osnovna svojstva stenskih masa Petrografska svojstva stenskih masa

22. Petrografska svojstva stenskih masa • U petrografska svojstva stenskih masa spadaju: • Mineralni sastav • Struktura i • Tekstura

23. 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

24. 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)

25. Petrografska svojstva stenskih masa Struktura stena • 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

26. Petrografska svojstva stenskih masa Struktura stena • 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.)

27. Petrografska svojstva stenskih masa Kristalizaciona veza zrna kod magmatskih i metamorfnih stena – graniti i mermeri

28. Petrografska svojstva stenskih masa krečnjačka breča bazaltna breča Posredno vezivanje kod sedimentnih stena – breče i konglomerati konglomerat

29. Kredni bazalni kvarcni konglomerati – Tašmajdan, Beograd

30. Petrografska svojstva stenskih masa sita različitih prečnika • 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) Analiza sejanjem hidrometar glinovita suspenzija Analiza hidrometrisanjem

31. Petrografska svojstva stenskih masa Dijagram granulometrijskog sastava Petrografska svojstva stenskih masa

32. Petrografska svojstva stenskih masa Trougli dijagram granulometrijskog sastava

33. Petrografska svojstva stenskih masa Tekstura stena • 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)

34. Petrografska svojstva stenskih masa škriljavost, gnajsevi mehurasta tekstura kod bazalta bazaltne pilow lave slojevitost