Γεωλογική μηχανική

Η γεωλογική μηχανική γνωστή και ως μηχανική γεωλογία και γεωτεχνική ή τεχνική γεωλογία, είναι η εφαρμογή της γεωλογίας στη μελέτη έργων μηχανικής, με σκοπό να διασφαλιστεί ότι οι γεωλογικοί παράγοντες που αφορούν την τοποθεσία, το σχεδιασμό, την κατασκευή, τη λειτουργία και τη συντήρηση των τεχνικών έργων αναγνωρίζονται καταλλήλως, ερμηνεύονται επαρκώς και λαμβάνονται υπόψιν. Οι γεωλόγοι μηχανικοί παρέχουν γεωλογικές και γεωτεχνικές προτάσεις, αναλύσεις και σχεδιασμό που σχετίζονται με την ανθρώπινη ανάπτυξη και τους διάφορους τύπους κατασκευών. Το πεδίο της δραστηριότητας του μηχανικού γεωλόγου/γεωλόγου μηχανικού, είναι σημαντικότατο στην αλληλεπίδραση της γης με την κατασκευή ή της διερεύνησης του τρόπου με τον οποίο οι διεργασίες της γης ή το υπέδαφος, επηρεάζουν τις κατασκευές και τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Η πρακτική άσκηση (του επαγγέλματος) της μηχανικής γεωλογίας και γεωτεχνικής, σχετίζεται επίσης πολύ στενά με την άσκηση της γεωλογικής μηχανικής και την άσκηση της γεωτεχνικής μηχανικής. Εάν υπάρχει κάποια διαφορά στο περιεχόμενο των επιστημονικών κλάδων, έγκειται κυρίως στην εκπαίδευση ή την εμπειρία του ασκούμενου. Οι μελέτες γεωλογικής μηχανικής μπορούν να διεξαχθούν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, της ανάλυσης περιβαλλοντικών επιπτώσεων, του σχεδιασμού πολιτικής ή δομοστατικής μηχανικής, της κατασκευαστικής φάσης δημόσιων και ιδιωτικών έργων, καθώς και κατά τη μετά-κατασκευαστική φάση τεχνικών έργων και διερεύνηση της αστοχίας αυτών. Συνήθεις εργασίες που διεκπεραιώνονται από μηχανικούς γεωλόγους/γεωλόγους μηχανικούς, περιλαμβάνουν: εκτιμήσεις γεωλογικού κινδύνου, γεωτεχνικές μελέτες & έρευνες τεχνικών έργων, προσδιορισμό φυσικών, μηχανικών και τεχνικών ιδιοτήτων κατασκευαστικών υλικών, ευστάθεια κατολισθήσεων και πρανών, αντίδιαβρωτικές εργασίες, αντιπλημμυρικές εργασίες, εργασίες άντλησης, σεισμικές έρευνες κ.λπ. Οι μελέτες γεωλογικής μηχανικής, πραγματοποιούνται από γεωλόγο ή μηχανικό γεωλόγο/γεωλόγο μηχανικό, που είναι εκπαιδευμένος και έχει αποκτήσει επαγγελματική εμπειρία σχετικά με την αναγνώριση και ερμηνεία των φυσικών διεργασιών, την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι διαδικασίες επηρεάζουν τις κατασκευές που δημιουργούνται από τον άνθρωπο (και το αντίστροφο) και τη γνώση των μεθόδων με τις οποίες μπορούν να μετριαστούν οι κίνδυνοι που προκύπτουν από δυσμενείς φυσικές ή ανθρώπινες συνθήκες. Ο κύριος στόχος του μηχανικού γεωλόγου/γεωλόγου μηχανικού, είναι η προστασία των ανθρώπινων ζωών και των περιουσιών από ζημιές που προκαλούνται από αστοχίες τεχνικών έργων, που προκύπτουν απο γεωλογικές συνθήκες.

 Αν και η μελέτη της Γεωλογίας υπήρχε εδώ και αιώνες, τουλάχιστον στη σύγχρονη μορφή της, η επιστήμη και η πρακτική της Μηχανικής Γεωλογίας ξεκίνησαν μόνο ως αναγνωρισμένη επιστήμη στα τέλη του 19ου και τις αρχές του 20ού αιώνα. Ωστόσο, αυτή η σκέψη αμφισβητείται, με την ανακάλυψη σπηλαίων που έχουν ανασκαφεί στο Longyou της Κίνας, τα οποία πιστεύεται ότι είναι ηλικίας 2000–2500 ετών. Αυτά τα σπήλαια συζητούνται από τους Li et al. (2016) και αποδεικνύουν ότι οι άνθρωποι εκείνη την εποχή, κατανόησαν την επίδραση της γεωλογίας στις συνθήκες ευστάθειας και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν αυτήν τη γνώση στο σχεδιασμό εκσκαφής των σπηλαίων. Το πρώτο βιβλίο με τίτλο Μηχανική Γεωλογία εκδόθηκε το 1880 από τον William Penning. Στις αρχές του 20ού αιώνα, ο Charles Berkey, ένας Αμερικανός εκπαιδευμένος Γεωλόγος που θεωρήθηκε ο πρώτος Αμερικανός Γεωλόγος Μηχανικός, εργάστηκε σε διάφορα έργα παροχής νερού για τη Νέα Υόρκη και στη συνέχεια εργάστηκε στο φράγμα Hoover και σε πολλά άλλα έργα μηχανικής. Το πρώτο εγχειρίδιο της αμερικανικής μηχανικής γεωλογίας γράφτηκε το 1914 από τους Ries και Watson. Το 1921, ο Reginald W. Brock, ο πρώτος Πρύτανης της Εφαρμοσμένης Επιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας, ξεκίνησε τα πρώτα προπτυχιακά και μεταπτυχιακά προγράμματα στη γεωλογική μηχανική. Το 1925, ο Karl Terzaghi, ένας Αυστριακός εκπαιδευμένος Μηχανικός και Γεωλόγος, δημοσίευσε το πρώτο κείμενο στην εδαφομηχανική (στα Γερμανικά). Ο Terzaghi είναι γνωστός ως πατέρας της Εδαφομηχανικής, αλλά είχε επίσης μεγάλο ενδιαφέρον για τη Γεωλογία. Ο Terzaghi θεωρούσε την εδαφομηχανική ως υπο-κλάδο της μηχανικής γεωλογίας. Το 1929, ο Terzaghi, μαζί με τους Redlich και Kampe, δημοσίευσαν το δικό τους κείμενο μηχανικής γεωλογίας (επίσης στα Γερμανικά). Η ανάγκη για γεωλόγο σε έργα μηχανικής κέρδισε παγκόσμια προσοχή το 1928, με την αστοχία του φράγματος του Αγίου Φραγκίσκου στην Καλιφόρνια και τον θάνατο 426 ανθρώπων, την αστοχία του φράγματος Malpasset στη Γαλλία το 1959, την καταστροφή του φράγματος Viaont του 1963 στην Ιταλία και την κατάρρευση του φράγματος απορριμμάτων Aberfan στην Ουαλία το 1966. Τα παραπάνω καταστροφικά ατυχήματα μηχανικής, οδήγησαν στην απαίτηση, οι μηχανικοί γεωλόγοι να εργαστούν σε μεγάλα τεχνικά έργα. Εργαζόμενοι περίπου εκείνη την περίοδο, όπως ο Αμερικανός Γεωλόγος Charles Berkey και ο Karl Terzaghi στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ, αναγνώρισαν ότι η ασφάλεια και η οικονομία των τεχνικών έργων, απαιτούσαν γεωλόγους με περισσότερο από μια κλασική εκπαίδευση στην γεωλογία. Γύρω στις δεκαετίες του 1950 και του 1960, τα μαθήματα γεωλογίας εισήχθησαν σε προπτυχιακά προγράμματα πολιτικών μηχανικών και μαθήματα μηχανικής ενσωματώθηκαν σε πτυχία γεωλογίας. Από αυτό, η μηχανική γεωλογία προέκυψε ως ένας νέος κλάδος, με αποκορύφωμα τη δημιουργία της IAEG το 1964 που προέκυψε από την έλλειψη προγραμμάτων μηχανικής γεωλογίας, στο 22ο Διεθνές Γεωλογικό Συνέδριο που πραγματοποιήθηκε στο Νέο Δελχί, νωρίτερα εκείνο το έτος. Αυτό οδήγησε σε εκπαιδευτικά προγράμματα αφιερωμένα στην μηχανική γεωλογία, που ξεκίνησαν από τη δεκαετία του 1970 και ύστερα. Το 1951, ένας από τους πρώτους ορισμούς του "Μηχανικός Γεωλόγος" ή "Επαγγελματίας Μηχανικός Γεωλόγος" δόθηκε από την Εκτελεστική Επιτροπή του Τμήματος Μηχανικής Γεωλογίας, της Γεωλογικής Εταιρείας της Αμερικής. Brock, 1923, The Education of a Geologist: Economic Geology, v. 18, pp. 595–597. Bates and Jackson, 1980, Glossary of Geology: American Geological Institute. González de Vallejo, L. and Ferrer, M., 2011. "Geological Engineering". CRC Press, 678 pp. Kiersh, 1991, The Heritage of Engineering Geology: The First Hundred Years: Geological Society of America; Centennial Special Volume 3 Legget, Robert F., editor, 1982, Geology under cities: Geological Society of America; Reviews in Engineering Geology, volume V, 131 pages; contains nine articles by separate authors for these cities: Washington, DC; Boston; Chicago; Edmonton; Kansas City; New Orleans; New York City; Toronto; and Twin Cities, Minnesota. Legget, Robert F., and Karrow, Paul F., 1983, Handbook of geology in civil engineering: McGraw-Hill Book Company, 1,340 pages, 50 chapters, five appendices, 771 illustrations. ISBN 0-07-037061-3 Price, David George, Engineering Geology: Principles and Practice, Springer, 2008 ISBN 3-540-29249-7 Prof. D. Venkat Reddy, NIT-Karnataka, Engineering Geology, Vikas Publishers, 2010 ISBN 978-81259-19032 Bulletin of Engineering Geology and the Environment