В даний час (з 1980-х рр.) Інженерна геологія розглядається як наука про геологічному середовищі (ГС), тобто верхньої товщі земної кори, її охорону та раціональне використання. Це обумовлено різким зростанням навантаження на природне середовище з багатьох причин: зростання чисельності населення в цілому, міського особливо; енергоозброєності і продуктивних сил суспільства; масштабів зводяться споруд і т.д. Відповідно зростає навантаження на геологічне середовище і росте небезпека її реакцій на критичні техногенні впливи. Прикладами таких реакцій є «наведені» землетрусу при заповненні великих водосховищ і закачування води в глибокі свердловини; викиди порід, газу в глибоких шахтах і рудниках, що призводять іноді до аварій з людськими жертвами; підтоплення ґрунтовими водами та навпаки, виснаження глибоких водоносних горизонтів і ін. Особливо великий рівень техногенних впливів у великих містах.
Для Росії з її величезною територією (17,08 млн км2) і різноманітністю природних умов значення ІГ особливо велике для всіх видів будівництва, розробки родовищ корисних копалин, надійної експлуатації споруд.
1.2.Общие відомості про Землю
Земля має складну форму геоїда, але спрощено представляється кулею, злегка сплюснутим уздовж полюсів (відносний стиск близько 1: 300) з середнім радіусом 6371 км. Тому будова Землі можна характеризувати сукупністю зовнішніх і внутрішніх геосфер. До зовнішніх відносяться атмосфера, гідросфера і біосфера - область поширення життя, включаючи всі її форми до мікроорганізмів і бактерій.
Внутрішні геосфери - земна кора, літосфера, мантія і ядро (рис.1.1). Вся діяльність людини протікає у верхній товщі земної кори (ЗК). У ній виділяють три шари: осадовий, потужністю до 15 км, а в середньому 3 ... 4 км; гранітний, до 35 км (в океанічній ЗК він відсутній); базальтовий. Потужність ЗК близько 70 км, глибше до 2900 км йде мантія, потім ядро. Верхній шар мантії 4 складається з твердих порід (літіфіцірованная мантія), як і ЗК; разом вони називаються літосферою. Встановлено, що під літосферою на окремих ділянках верхньої мантії породи знаходяться в стані розплаву (астеносфера 5). З цим пов'язано прояв на Землі вулканічної діяльності і різноманітних рухів ЗК. Все геосфери взаємопов'язані: наприклад, атмосферні явища впливають на зміни гірських порід і характер земної поверхні (рельєф); процеси в літосфері і біосфері впливають на склад атмосфери і т.д.
З зіставлення середніх щільності порід ЗК і Землі в цілому (відповідно 2.7 і 5,52 т / куб.м.) Випливає, що до центру щільність речовини зростає. Зростають також тиск і температура.
У породах ЗК встановлено всі хімічні елементи. Найбільш поширені кисень (46,8), кремній (27,3), алюміній (8,7); в дужках вказані масові частки елемента (кларк). Далі йдуть залізо (5,1), кальцій (3,6), натрій і калій (по 2,6), магній (2,1), водень (1,0). На частку всіх інших припадає менше одного відсотка. Звідси ясно, що в хімічному складі порід ЗК будуть переважати перераховані елементи.
Мал. 1.1. внутрішні геосфери
З фізичних полів Землі велике значення мають теплове, гравітаційне, магнітне; закономірності останніх використовуються в геофізичних методах, застосовуваних в інженерній геології.
Тепловий режим Землі формується за рахунок зовнішньої енергії, в основному сонячної, і внутрішньої, пов'язаної з процесами в мантії і ядрі. На поверхні діє сонячне тепло, і відповідно мають місце коливання температури - добові, сезонні, річні та вікові. На глибині 10 ... 15 м вони поступово згасають, і далі розташовується зона постійних температур, приблизно рівних середньорічний для даної місцевості. З глибини 40 ... 50 м позначається вплив внутрішньої енергії і температура зростає. Кількісно її зростання характеризують зазначенням геотермической ступені (ГС) або геотермічного градієнта (ГГ). ГС - це відстань в глибину, на якому температура збільшується на один градус Цельсія. ГГ - це зростання температури на 100 метрів глибини. Очевидно співвідношення ГС = 100 / ГГ. В середньому ГС дорівнює 33 м, але в загальному вона змінюється від 5 до 100 м. Наприклад, для Москви ГС = 59 м, для Петербурга тільки 20 м; відмінність пояснюється більш близьким до поверхні для останнього розташуванням кристалічних порід і наявністю в них глибоких розломів. Облік зростання температури з глибиною має безпосереднє практичне значення при будівництві тунелів, шахт, бурінні свердловин. Так, при проходці Північно-Муйського тунелю на БАМі температура досягала 40 0. Симплонский тунелю в Альпах (на глибині 2690м) - 50 0. що значно ускладнювало будівництво.