공학 지질학

웨스턴오스트레일리아 밭에서 암초를 벌목하는 공학 지질학자입니다.

엔지니어링 지질학은 엔지니어링 작업의 위치, 설계, 시공, 운영 및 ^[1]유지와 관련된 지질학적 요소를 인식하고 설명하기 위한 목적으로 지질학을 엔지니어링 연구에 적용하는 것이다.공학 지질학자는 인간 개발 및 다양한 유형의 ^[2]구조와 관련된 지질 및 지질학적 권장사항, 분석 및 설계를 제공합니다.공학 지질학자의 영역은 기본적으로 지구-구조 상호작용 영역, 즉 지구 또는 지구의 과정이 인간이 만든 구조와 인간의 활동에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 조사 영역입니다.

엔지니어링 지질 연구는 공공 및 민간 공사 프로젝트의 계획, 환경 영향 분석, 토목 또는 구조 엔지니어링 설계, 가치 엔지니어링 및 건설 단계 및 프로젝트 건설 후 및 법의학 단계에서 수행될 수 있습니다.공학 지질학자에 의해 완료되는 작업에는 지질학적 위험 평가, 지질학적, 재료 특성, 산사태 및 경사면 안정성, 침식, 홍수, 탈수 및 지진 조사 ^[3]등이 포함됩니다.공학 지질학 연구는 자연 과정의 인식과 해석, 이러한 과정이 인간이 만든 구조물에 미치는 영향의 이해(및 그 반대) 및 위험 요소를 완화하기 위한 방법에 대한 지식과 관련하여 교육, 훈련 및 경험을 쌓은 지질학자 또는 공학 지질학자에 의해 수행된다.자연 또는 인간이 만든 악조건으로 인한 궤양공학 지질학자의 주요 목표는 다양한 지질 ^[4]조건에 의해 야기되는 손상으로부터 생명과 재산을 보호하는 것입니다.

공학지질학의 실천은 지질공학 및 지질공학의 실천과도 매우 밀접하게 관련되어 있다.분야별 내용에 차이가 있다면 주로 실무자의 훈련이나 경험에 있다.

역사

지질학은 수세기 동안 연구되어 왔지만, 적어도 현대적인 형태에서는, 공학 지질학의 과학과 실천은 19세기 후반과 20세기 초반까지 공인된 학문으로 시작되었다.공학 지질학이라는 제목의 첫 번째 책은 1880년 윌리엄 페닝에 의해 출판되었다.20세기 초, 최초의 미국인 공학 지질학자로 여겨지는 미국의 훈련된 지질학자 찰스 버키는 뉴욕시를 위한 몇 가지 급수 프로젝트에서 일했고, 후에 후버 댐과 많은 다른 공학 프로젝트에서 일했습니다.최초의 미국 공학 지질 교과서는 1914년 리스와 왓슨에 의해 쓰여졌다.1921년 브리티시컬럼비아 대학의 첫 응용과학 학장인 Reginald W. Brock은 지질공학의 첫 학부 및 대학원 학위 프로그램을 시작했는데, 이는 공학 기초가 있는 학생들이 지질학자들을 1등급으로 만든다는 점에 주목했다.1925년, 오스트리아의 훈련된 기술자이자 지질학자 칼 테르자기는 소일 역학(독일어)에 첫 번째 텍스트를 출판했습니다.Terzaghi는 토양 역학의 모태로 알려져 있지만 지질학에도 큰 관심을 가지고 있었다.Terzaghi는 토양 역학을 공학 지질학의 하위 분야로 여겼다.1929년 Terzaghi는 Redlich 및 Kampe와 함께 자체 엔지니어링 지질학 교재(독일어)를 출판했습니다.

1928년 세인트루이스의 실패와 함께 엔지니어링 작업에 대한 지질학자의 필요성이 세계적인 관심을 받았다. 캘리포니아의 프란시스 댐과 426명의 사망자가 발생했다.그 후 몇 년 동안 더 많은 엔지니어링 실패가 발생하면서 엔지니어링 지질학자들이 대규모 엔지니어링 프로젝트에서 작업해야 할 필요성이 대두되었습니다.

1951년, "공학 지질학자" 또는 "전문 공학 지질학자"의 초기 정의 중 하나가 미국 지질학회 공학 지질학부의 집행 위원회에 의해 제공되었습니다.

프랙티스

공학 지질학자의 가장 중요한 역할 중 하나는 지형과 지구 과정을 해석하여 토목 구조 및 인간 발전에 큰 영향을 미칠 수 있는 잠재적 지질학적 및 관련 인공 위험을 식별하는 것이다.지질학에서의 배경은 엔지니어링 지질학자에게 지구가 어떻게 움직이는지에 대한 이해를 제공합니다.이것은 지구 관련 위험을 최소화하는 데 매우 중요합니다.대부분의 공학 지질학자들은 또한 토양 역학, 암석 역학, 지질 공학, 지하수, 수문학, 토목 설계에서 전문 교육과 훈련을 받은 대학원 학위를 가지고 있습니다.공학 지질학자들의 교육의 이러한 두 가지 측면은 지구 구조 상호작용과 관련된 위험을 이해하고 완화할 수 있는 독특한 능력을 제공한다.

연구의 범위

엔지니어링 지질 조사 및 연구를 수행할 수 있습니다.

주거, 상업 및 산업 발전을 위해
정부 및 군사 시설용
빗물 배수 시스템, 발전소, 풍력발전소, 송전선로, 하수처리장, 정수장, 파이프라인(수도관, 하수구, 배수구), 터널, 트렌치리스 건설, 운하, 댐, 저수지, 건물 기초, 철도, 교통, 고속도로, 교량, 내진 개보수, 발전시설 등의 공공사업.주차.
광산 및 채석장 개발, 광산 테일링 댐, 광산 매립 및 광산 터널링.
습지 및 서식지 복원 프로그램용
정부, 상업 또는 산업 유해 폐기물 교정 현장의 경우
해안 엔지니어링, 모래 보충, 절벽 또는 해수절벽 안정성, 항만, 부두 및 해안 개발.
연안 출구, 시추 플랫폼 및 해저 파이프라인, 해저 케이블의 경우
다른 유형의 시설에 사용할 수 있습니다.

지질학적 조건 및 불리한 지질 조건

엔지니어링 지질학자가 평가하고 완화한 대표적인 지질학적 위험 또는 기타 불리한 조건에는 다음이 포함된다.

지진 활성 단층의 단층 파열
지진 및 지진 위험(지반 흔들림, 액상화, 흔들림, 횡방향 확산, 쓰나미 및 세이시 이벤트)
산사태, 토석류, 낙석, 토석류 및 눈사태 위험
불안정한 경사면 및 경사면 안정성
침식
서리 상승과 같은 지질 형성의 슬레이킹 및 상승
지반 침하(지하수 유출, 싱크홀 붕괴, 동굴 붕괴, 유기 토양 분해 및 지각 이동 등)
화산 위험(화산 분출, 온천, 화쇄류, 파편 흐름, 파편 눈사태, 화산 가스 방출, 화산 지진)
심하게 찢기거나 발파해야 하는 비분열성 또는 미분열성 암석
약하고 붕괴하기 쉬운 토양, 기초 지지력 파괴
얕은 지하수/침출
다른 유형의 지질학적 제약이 있습니다.

토목공사 중 사전 블라스트의 필요성 및 프로젝트에서의 블라스트 중 진동에 의한 관련 영향을 평가하기 위해 토목(암석) 재료의 굴착성(즉, 리플라이빌리티)을 평가하기 위해 엔지니어링 지질학자 또는 지구물리학자가 호출할 수 있다.

토양 및 암석 역학

토양 역학은 토양의 기계적 거동을 예측하기 위해 운동학, 역학, 유체 역학 및 재료 역학과 같은 공학 역학의 원리를 적용하는 분야입니다.암석 역학은 암석과 암석의 기계적 거동에 대한 이론적이고 응용된 과학입니다; 그것은 물리적인 환경의 힘장에 대한 암석과 암석의 반응에 관한 역학 분야입니다.기본 프로세스는 모두 다공질 미디어의 동작과 관련이 있습니다.함께, 토양과 암석 역학은 많은 공학 지질 문제를 해결하기 위한 기초가 된다.

메서드 및 보고서

공학 지질학자들이 연구에서 사용하는 방법은 다음과 같습니다.

지질 구조, 지질 형성, 토양 단위 및 위험의 지질 현장 지도
지질 문헌, 지질 지도, 지질 기술 보고서, 엔지니어링 계획, 환경 보고서, 입체 항공 사진, 원격 감지 데이터, 위성 측위 시스템(GPS) 데이터, 지형도 및 위성 이미지 검토
드릴링된 보링, 백호 테스트 피트 및 트렌치, 단층 트렌치 및 불도저 피트에서의 흙/암석 재료의 굴착, 샘플링 및 로깅
지구물리학적 조사(지진굴절 횡단, 저항률 조사, 지상투과레이더(GPR) 조사, 자력계 조사, 전자파 조사, 고해상도 하위 프로파일링 및 기타 지구물리학적 방법 등)
수동 또는 자동 변형 모니터링 시스템을 사용하여 응력을 적용한 결과 물체의 형상 또는 치수의 변화를 체계적으로 측정하고 추적하는 변형 모니터링
기타 메서드

현장 연구는 일반적으로 데이터 분석과 엔지니어링 지질 보고서, 지질 보고서 또는 설계 개요, 단층 위험 또는 지진 위험 보고서, 지구물리 보고서, 지하수 자원 보고서 또는 수문 지질 보고서 작성으로 마무리된다.엔지니어링 지질 보고서는 지질학 보고서와 함께 작성할 수도 있지만 일반적으로 지질학 보고서에 제시된 것과 동일한 지질학적 분석 및 설계 권장사항을 제공한다.엔지니어링 지질학 보고서는 엔지니어링 작업의 목적, 방법론, 인용된 참조, 수행된 테스트, 개발을 위한 조사결과 및 권고사항 및 상세설계를 기술한다.공학 지질학자들은 지형 지도, 항공 사진, 지질 지도, 지리 정보 시스템(GIS) 지도 또는 기타 지도 기반에 대한 지질 데이터도 제공합니다.

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