СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»
с. 2 из 10
(ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по
специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00.00 «Науки о земле») Рабочая программа составлена на основании паспорта научной специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение» в соответствии с Программой - минимумом кандидатского экзамена по этой специальности, утвержденной приказом Министерства образования и науки РФ от 08.10.2007г. № 274, и учебным планом АлтГТУ по основной образовательной программе аспирантской подготовки.
1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В СИСТЕМЕ
ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА, ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ
СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
1.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель изучения дисциплины – формирование у аспирантов углубленных теоретических знаний в области инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения.Задачи дисциплины:
сформировать у аспирантов общее представление о современных методах и подходах, используемых при решении задач в области инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения.
изучить состава, структуры, теплового состояния, свойств и динамики массивов горных пород (грунтов) верхней части литосферы в ненарушенных и нарушенных человеком условиях и их влияния на строительство и эксплуатацию зданий и сооружений.
подготовить аспирантов к применению полученных знаний при проведении научных исследований.
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА,
1.ЗАВЕРШИВШЕГО ИЗУЧЕНИЕ ДАННОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Аспиранты, завершившие изучение данной дисциплины, должны:- иметь представление: о современных подходов и методов, которые могут быть применены в процессе исследования инженерно-геологических и геокриологических образований, закономерности их формирования и изменения под воздействием природных и техногенных факторов, преимущественно в связи с хозяйственной деятельностью человека;
знать: общие вопросы, методы и подходы, используемых при решении задач в области инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения, основываясь на современных теоретических, методических и технологических достижениях отечественной и зарубежной науки и практики.
- уметь: развивать подходы к решению поставленных задач, на основании фундаментальной научной подготовки, владеть современными информационными технологиями, включая методы получения, обработки и хранения научной информации, уметь самостоятельно формировать научную тематику, организовывать и вести научноисследовательскую деятельность по избранной научной специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение».
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»с. 3 из (ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00. «Науки о земле»)
1.3 СВЯЗЬ С ПРЕДШЕСТВУЮЩИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ
Курс предполагает наличие у аспирантов знаний в области информатики, математики, математической статистики, инженерной геодезии, механики грунтов, а также наличие навыков по их применению при проведении исследований.
1.4 СВЯЗЬ С ПОСЛЕДУЮЩИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ
Знания и навыки, полученные аспирантами при изучении данного курса, необходимы при подготовке и написании диссертации по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»
2 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
2.1 ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ (В ЧАСАХ И
ЗАЧЕТНЫХ ЕДИНИЦАХ)
Форма обучения (вид отчетности) – 3-й год аспирантуры; вид отчетности – экзамен кандидатского минимума по специальной дисциплине.Объем часов / заВид учебной работы четных единиц Трудоемкость изучения дисциплины 144/ Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) в том числе:
лекции семинары практические занятия Самостоятельная работа аспиранта (всего) в том числе:
Подготовка к практическим занятиям Подготовка реферата Подготовка эссе Изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку
2.2 РАЗДЕЛЫ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ ЗАНЯТИЙ
№ Объем часов / зачетных единиц Название раздела п/п лекции семинары практиче- самостоят.дисциплины ские занятия работа Инженерная геология 1 14 0 14 Мерзлотоведение 2 6 0 6 Грунтоведение 3 14 0 14 Итого: 34 0 34
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»с. 4 из (ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00. «Науки о земле») 2.3 ЛЕКЦИОННЫЙ КУРС Раздел 1. Инженерная геология Предмет, методология, цели и задачи инженерной геологии как геологической науки. История развития инженерной геологии и связь ее с другими естественными и техническими науками. Горные породы, подземные воды, рельеф и современные геологические процессы как компоненты инженерно-геологических условий.
Классификация современных эндогенных и экзогенных геологических процессов.
Понятие об инженерно-геологических процессах. Напряженное состояние массивов пород. Геологические факторы, определяющие напряженное состояние массивов пород, и техногенные факторы, его изменяющие. Методы изучения напряженного состояния пород в массиве. Инженерно-геологический анализ новейших тектонических структур и движений. Приуроченность древних и современных геологических процессов и явлений, кор выветривания к новейшим складчатым и разрывным структурам. Методы выявления современной подвижности разломов. Сейсмическое микрорайонирование. Проявление землетрясений на поверхности. Сейсмическое районирование территории РФ (карты ОСР- А,В,С). Основные инженерно-геологические признаки для сейсмического микрорайонирования территорий городов, долин горных рек и др. Наведенная сейсмичность. Формирование и генетические типы трещин. Показатели трещиноватости массива пород и методы их определения. Структурно-трещинный анализ как основа инженерно-геологической оценки массива пород и прогноза процессов. Инженерно-геологическое изучение процессов разуплотнения и выветривания пород. Процессы выветривания, факторы их обусловливающие и методы изучения. Древние и современные коры выветривания и их расчленение. Показатели степени и скорости выветривания. Эрозионные процессы и селевые потоки. Геологические, гидрологические, метеорологические и техногенные факторы развития эрозионных и селевых процессов. Плоскостной смыв, оврагообразование и речная эрозия. Показатели, характеризующие степень и скорость развития эрозионных процессов. Обвалы, оползни и другие склоновые явления. Общая классификация склоновых явлений, факторы и механизм их развития. Регионально-геологические и зональноклиматические закономерности развития склоновых явлений. Обвалы и осыпи. Условия, основные факторы и механизм развития.
Генетические типы оползней. Условия, факторы и механизм образования. Динамика оползневого процесса. Методы изучения, оценки и прогноза склоновых явлений. Способы оценки устойчивости склонов – сравнительно-геологические и расчетные. Меры по предотвращению последствий склоновых процессов.
Просадки в лессах. Инженерно-геологическое расчленение лессовых толщ на геологические горизонты. Факторы, определяющие просадочность. Прогноз просадочности.
Карст в карбонатных, сульфатных породах и в солях. Геологические закономерности и основные условия развития карстовых процессов. Оценка степени закарстованности и прогноз активизации (скорости) карста при естественном и измененном режиме подземных вод. Прогноз закарстованности и методы защиты. Инженерно-геологическое изучение урбанизированных территорий. Генеральный план города и задачи инженерной геологии при его реализации на стадиях: районная планировка, генеральный и детальный план реконструкции и застройки города.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»(ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00. Теоретические основы региональной инженерной геологии. Региональные геологические и зональные факторы формирования инженерно-геологических условий. Принципы и признаки инженерно-геологического районирования. Инженерно-геологические карты и разрезы. Карты общие и специальные, условий и районирования, аналитические и синтетические, оценочные, прогнозные. Таксономические единицы инженерногеологического районирования территории, их признаки и принципы выделения на картах различных масштабов.
Раздел 2. Мерзлотоведение Понятие о криосфере, классификация объектов криосферы. Мерзлые горные породы как один из объектов криосферы. Основные методологические положения при изучении формирования, история развития и распространения мерзлых пород. Предмет геокриологии (мерзлотоведения) и его задачи. Общая и прикладная геокриология. Значение изучения мерзлых горных пород в различных отраслях народного хозяйства. Место геокриологии среди других наук.Породы мерзлые, морозные, охлажденные, талые и немерзлые. Понятие "Криолитозона". Разновидности мерзлых толщ по времени их существования, площади распространения, вертикальному расположению. Состав мерзлых горных пород.
Лед, как породообразующий минерал и мономинеральная горная порода. Генетическая классификация льда, содержащегося в мерзлых горных породах.
Основные причины деформаций сооружений: пучение, просадка при протаивании оснований, влияние наледных явлений. Примеры деформаций зданий, искусственных сооружений, земляного полотна, насыпей, выемок и т.п. Принципы использования мерзлых грунтов в качестве оснований зданий и сооружений.
Раздел 3. Грунтоведение Грунтоведение как научное направление инженерной геологии. Теоретические и методологические основы грунтоведения. Предмет, объект, структура и задачи грунтоведения. История возникновения и развития грунтоведения, его современное состояние.
Классификации грунтов: общие, частные, отраслевые, региональные. Инженерногеологическая характеристика основных типов магматических, метаморфических, осадочных сцементированных (крупнообломочных, мелкообломочных, пылеватых и глинистых, химически-осажденных и органогенных грунтов), дисперсных (крупнообломочных, песчаных, пылеватых (лессовых), глинистых, биогенных грунтов и почв), техногенных и искусственных грунтов. Твердые компоненты грунтов: содержание, строение и свойства первичных силикатов, простых солей, глинистых минералов, органического вещества и органо-минеральных комплексов, льда и газогидратов в грунтах. Влияние твердых компонент на свойства грунтов. Жидкие и газовые компоненты грунтов. Состав и структура жидкой компоненты грунтов. Показатели количественного содержания и энергетического состояния жидкой компоненты. Классификация и свойства воды разных видов в грунтах.
Влияние на свойства грунтов. Газовая компонента грунтов: происхождение, состав и состояние газов в грунтах. Показатели содержания газов в грунтах. Влияние газов на свойства грунтов. Биотические (живые) компоненты грунтов. Видовой состав микро- и макроорганизмов в грунтах. Их содержание и условия существования в грунтах, влияние на строение и свойства грунтов.
Морфология структурных элементов грунта (их размер, форма, характер поверхности, особенности межфазных границ). Количественное соотношение структурных элеменСИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»(ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00. тов, гранулометрический и микроагрегатный состав грунтов.Структурные связи в грунтах, их виды и типы контактов. Теория контактных взаимодействий. Пространственная организация грунтов: структура и текстура, их подразделение. Пустотность грунтов. Строение магматических, метаморфических, осадочных сцементированных и обломочных (дисперсных) грунтов. Свойства грунтов, их подразделение. Химические свойства грунтов:
растворимость, кислотно-основные свойства, химическая поглотительная способность, химическая агрессивность. Физико-химические свойства грунтов: адсорбционные, ионнообменные, диффузионно-осмотические, адгезионные (липкость), капиллярные, набухаемость, усадочность, водопрочность. Физические свойства грунтов: плотность, водопроницаемость и влагопроводность, газопроницаемость, теплофизические, электрические, электрокинетические, электрохимические (коррозионные), магнитные и радиационные свойства. Деформационные свойства грунтов. Виды напряженного состояния и деформаций грунтов. Методы определений и показатели деформационных свойств. Соотношения между напряжениями и деформациями, обобщенный закон Гука. Объемная и сдвиговая деформируемость грунтов. Факторы сжимаемости и просадочности. Прочностные свойства.
Методы определения и показатели прочностных свойств. Теории прочности грунтов. Факторы, определяющие прочность грунтов. Реологические свойства грунтов. Методы определения и показатели ползучести, релаксации напряжений и длительной прочности. Динамические свойства грунтов: тиксотропия, усталость, виброуплотнение, разжижение и плывунность. Методы определения и показатели. Лабораторные и полевые методы определения физико-механических свойств грунтов.
2.4 ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ 1. Состав и строение не мерзлых, талых и мерзлых пород (грунтов) как многокомпонентных систем, физико-химические явления и процессы при взаимодействии компонентов грунта. Структурные связи и их природа, процессы структурообразования в грунтах.
2. Физические, физико-механические и физико-химические свойства грунтов, природа их деформируемости и прочности, корреляция между свойствами, классификационные и расчетные показатели свойств грунтов.
3. Напряженное состояние массивов пород (грунтовых толщ), оценка их прочности, устойчивости и деформируемости при природных и техногенных нагрузках.
4. Влияние генезиса, петрографического состава, геологических и физических полей, природных вод, истории геологического развития территорий и техногенеза на формирование инженерно-геологических и геокриологических особенностей грунтов и слагаемых ими частей литосферы.
5. Термодинамические и теплофизические закономерности формирования толщ мерзлых пород, динамика их геотемпературных полей и мощности при эволюции Земли, изменениях климата и техногенезе.
6. Тепломассоперенос в грунтах, закономерности образования и существования в них льда, газовых и газогидратных компонентов.
7. Техническая мелиорация грунтов, создание геотехнических массивов пород (грунтовых толщ) с заданными прочностными, деформационными, фильтрационными, теплофизическими и другими свойствами.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»(ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00. 8. Технические средства и технологии исследования состава и свойств грунтов в лабораторных и полевых условиях.
9. Типы, механизмы и синергетические особенности геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, закономерности их возникновения, развития и трансформации в ненарушенных и нарушенных человеком условиях.
10. Роль климата, подземных и поверхностных вод, геологической истории и геодинамических режимов территорий, техногенеза и других факторов в развитии геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов.
11. Мониторинг природно-технических систем, геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, определяющих их факторов и негативных социально-экономических и экологических последствий с использованием аэрокосмических и наземных методов, технические средства и технологии мониторинга.
12. Физическое, математическое, аналоговое и другое моделирование геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, прогноз их развития во времени-пространстве, оценка и управление геологическими опасностями и геологическими рисками.
13. Региональные геологические, зональные и техногенные факторы формирования инженерно-геологических и геокриологических условий и природно-технических систем.
14. Закономерности пространственной и временной изменчивости свойств грунтов, геологических, геокриологических и инженерно-геологических процессов, других компонентов инженерно-геологических и геокриологических условий, их устойчивость к природным и техногенным воздействиям разного генезиса.
15. Оценка и прогноз изменений инженерно-геологических и геокриологических условий месторождений полезных ископаемых, урбанизированных и сельских территорий, объектов промышленного, гражданского, энергетического и других видов строительства.
16. Инженерно-геологическое и геокриологическое районирование территорий, составление инженерно-геологических, геокриологических и обосновывающих их карт разного назначения.
17. Геоинформационные системы и геоинформационные технологии решения задач инженерной геологии, мерзлотоведения и грунтоведения.
Примечание: продолжительность каждого занятия – 2 часа
3 ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕКУЩЕГО И ПРОМЕЖУТОЧНОГО КОНТРОЛЯ
ЗНАНИЙ
3.1 КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ – не предусмотрены.
3.2 СПИСОК ВОПРОСОВ ДЛЯ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ТЕСТИРОВАНИЯ – не
предусмотрено.
3.3 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
Изучение учебного материала, перенесенного с аудиторных занятий на самостоятельную проработку.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»(ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00. Выявление информационных ресурсов в научных библиотеках и сети Internet по направлениям дисциплины.
Конспектирование и реферирование первоисточников и научноисследовательской литературы по тематическим блокам.
3.3.1 ПОДДЕРЖКА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ Список литературы и источников для обязательного прочтения.
Полнотекстовые базы данных и ресурсы:
1. сайт научно-технической библиотеки АлтГТУ elib.altstu.ru/elib/main.htm 2. Издания Алтайского государственного технического университета (http://edu.secna.ru/) 3. Полнотекстовая БД диссертаций РГБ 4. Научная электронная библиотека РФФИ (Elibrary) 5. БД издательства ELSEVIER 6. Oxford University Press 7. Университетская библиотека ONLINE 8. Университетская информационная система Россия 3.3.2 ТЕМАТИКА РЕФЕРАТОВ – не предусмотрены Итоговый контроль проводится в виде экзамена кандидатского минимума.
4 ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ И КОНТРОЛЯ,
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ (Перечень обучающих, контролирующих и расчетных программ, диафильмов, слайдфильмов, кино- и телефильмов).1. Программы пакета Microsoft Offiсe;
2. Сайт научной технической библиотеки АлтГТУ, с доступом к электронному каталогу и полнотекстовым базам данных – URL: http://astulib.secna.ru/ 3. Интернет-ресурсы:
http://elib.altstu.ru, http://elibrary.ru, http://www.acs.org, http://www.aip.org/, http://sdo.altstu.ru, http://izdat.secna.ru, htpp://www.iasv.ru/, htpp://www.zodchii.ws.
5 АКТИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБУЧЕНИЯ (ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ, НАУЧНЫЕ
ПРОЕКТЫ) не предусмотрены.6 МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (Современные приборы, установки (стенды), необходимость специализированных лабораторий и классов) Научно-исследовательские лаборатории, оснащенные современным оборудованием, компьютерные классы, оснащенные компьютерами с выходом в Интернет и в локальную сеть Алтайского государственного технического университета, а также принтеры, сканеры и ксероксы.
СИСТЕМА КАЧЕСТВА
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
«Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение»(ОД.А.03; цикл ОД.А.00 «Специальные дисциплины» основной образовательной программы подготовки аспиранта по специальности 25.00.08 «Инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение», по отрасли наук 25.00.
«