وظيفه اصلي زمين شناسي مهندسي تعيين رابطه فعاليت هاي عمراني با محيط زمين شناسي است . برخي از فعاليت ها مستقيما" ناشي از احداث سازه است ، در صورتي كه برخي ديگر به طور طبيعي صورت گرفته يا توسط فعاليت هاي بشري تحريك و تشديد مي شود . سازه مهندسي به توسط مصالح زمين شناسي (سنگ ، خاك و آب) و همچنين فرايند هاي مخربي چون زمين لرزه ، فرسايش و سيل با محيط زمين شناسي رابطه دارد . اين واسطه ها ممكن است مستقيما" يا به طور غير مستقيم بر فعاليت هاي بشري تاثير بگذارند .
دستيابي به روش هاي موثر جهت مرتفع نمودن يا كنترل اين گونه مشكلات مستلزم انجام بررسيهاي دقيق به منظور شناسايي محيط زمين شناسي است . اين بررسي ها شامل توصيف انواع سنگ و خاك و تعيين ويژگي هاي توده هاي سنگي و سازنده هاي خاكي ، تعيين وضعيت آب زيرزميني و بالاخره آگاهي از امكان وقوع پديده هاي مخربي چون سيل ، فرسايش ، گسيختگي دامنه اي نشست زمين و زمين لرزه است . دستيابي به مجموعه اين اطلاعات محتاج يك برنامه اكتشافي سازمان يافته است . براي سالهاي متمادي اكتشاف محيط زمين شناسي جهت ايجاد يك سازه جديد توسط مهندسان خاك و پي و تنها با استفاده از دانش مكانيك خاك انجام مي شد . امروزه دانش ژئو تكنيك ، كه از سه رشته مكانيك خاك ، مكانيك سنگ و زمين شناسي مهندسي درست شده است ، روشهاي اكتشافي كاملتري را ارائه مي دهد كه بازده به مراتب بيشتري دارد .
به طور كلي هر سازه مهندسي زماني مي تواند به طور اقتصادي احداث شود ، همچنين از كارايي لازم برخوردار باشد و بر سازه ها و محيط اطراف تاثير منفي نداشته باشد ، كه از قبل تمام عناصر محيط زمين شناسي (مصالح ، ساختها و فرايندها) به دقت شناسايي و ويژگي هايشان اندازه گيري و ارزيابي شده باشد . بايد توجه داشت كه هر گونه ارزيابي از وضعيت محيط زمين شناسي مستلزم دسترسي به داده هاي مناسب است و داده هاي مناسب توسط بررسي هاي اكتشافي به دست مي آيد . از اين روست كه به جرات مي توان گفت كه : « اكتشاف» زمين مهمترين مرحله در هر پروژه ساختماني يا عمراني است .
متاسفانه بررسي و اكتشاف محيط زمين شناسي همواره به سادگي امكان پذير نيست . به عنوان مثال شرايط زمين شناسي ممكن است حالتي پيچيده داشته باشد و در طول زمان نيز تغيير نمايد . از طرف ديگر همچنان كه گفتيم به دليل نوپا بودن اين دانش ، هنوز محدوديت هاي زيادي در رابطه با كاربرد تئوري ها و مفاهيم ، ابزار ها و وسايل و بالاخره روش هاي تحليل مسايل وجود دارد . نكته مهم ديگر محدوديت هاي اقتصادي يك طرح اكتشافي است كه امكان بررسي همه عناصر محيط زمين شناسي را از ما مي گيرد .
« اكتشاف ژئو تكنيكي » را مي توان مشتمل بر بررسي صحرايي ، اندازه گيري هاي صحرايي و آزمايشگاهي و ابزار بندي صحرايي دانست . حاصل يك برنامه اكتشافي موفق داده هاي كافي و معتبري است كه مي تواند در تحليل هاي مهندسي بكار رفته و طراحي ايمن سازه را امكان پذير سازد . مهمترين هدفي كه در سرتاسر اين وبلاگ دنبال شده است ارائه روش هايي است كه توسط آنها بتوان داده هاي ژئو تكنيكي مناسب را گرد آوري نمود .
تحليلها و ارزيابي هاي ژئو تكنيكي اغلب در اطراف مسايل مربوط به پي ها ، دامنه ها ، خاكريز ها ، راهها ، سازه هاي نگاهدارنده و حفاريهاي زيرزميني دور مي زند . البته بايد توجه داشت كه در اين دانش نوپا استفاده از مفاهيم نظري و روش هاي تحليلي تنها مي تواند راهنماي جستجو گر به حساب آيد و حل موفقيت آميز هر مسئله اساسا" محتاج قضاوت هايي است كه مبتني بر تجربيات يا يافته هاي ديگران است . در مهندسي ژئو تكنيك ، به خلاف ديگر شاخه هاي مهندسي ساختمان ، مشكلات و مسايل اغلب غير عادي و معمولا" به طور غير منتظره ظاهر مي شوند و اين مسئله اي است كه هشياري و آمادگي دائمي را طلب مي كند .
آشناترين روش اكتشافي براي همه ما حفر چاهك و گمانه است ولي بايد توجه داشت كه روش هاي متنوع ديگري نيز براي آگاهي از وضعيت زمين وجود دارد كه مي توان آنها را به چند گروه : بررسي هاي سطحي ، اكتشاف زير سطحي ، نمونه گيري ، آزمون هاي صحرايي و آزمايشگاهي و بالاخره ابزار بندي و رفتار سنجي تقسيم كرد .
گرد آوري اطلاعات و بررسي هاي سطحي مخصوصا" در جاهايي كه محدوده مورد بررسي وسيع است يا اين كه منطقه براي جستجوگر ناآشناست ، بسيار مفيد واقع مي شود . گرد آوري اطلاعات موجود ، مجموعه يافته هاي قبلي را در پيش روي ما قرار مي دهد و مطالعات صحرايي نيز اطلاعات ذيقيمتي درباره شرايط زمين شناسي بدست مي دهد و ما را قادر مي سازد تا مصالح را بر حسب منشاء و نحوه تشكيلشان تقسيم بندي كنيم . به اين ترتيب است كه مي توان به نتايج مقدماتي درباره ويژگي هاي مهندسي مصالح دست يافت . براي نواحي متوسط تا بزرگ تهيه نقشه زمين شناسي مهندسي ، كه در آن شرايط سطحي و نزديك به سطح مصالح (خاك ، سنگ و آب) و بلاياي زمين شناسي مشخص شده باشد ، ابزاري ضروري براي برنامه ريزي اكتشاف هاي دقيقتر است .
اكتشاف زير سطحي با استفاده از روش هاي ژئو فيزيكي ، گمانه هاي آزمايشي و ديگر روش هاي شناسايي مثل حفر چاهك ، حفاري با اوگر و مانند آنها انجام مي شود . اطلاعات مربوط به نواحي وسيع يا مناطقي كه دسترسي به آنها مشكل است بهتر از همه توسط روش هاي ژئو فيزيكي بدست مي آيد . به اين منظور بيشتر از روش هاي لرزه اي و مقاومت الكتريكي استفاده مي شود . روش هاي ديگري كه كمتر به كار گرفته مي شوند عبارت از گراني سنجي ، مغناطيس سنجي و استفاده از رادار زميني است . روش هاي ساده و اقتصادي چندي جهت اكتشافات كم عمق و روش هايي نيز براي حفر گمانه هاي آزمايشي در خشكي و دريا وجود دارد . امروزه ابزارهاي متنوع دور سنجي مثل دوربين ها و سوندها ، به منظور ايجاد نموداري ممتد از وضعيت ديواره گمانه ، مورد استفاده قرار مي گيرد . سوندهاي هسته اي اطلاعاتي در مورد ميزان رطوبت و چگالي مصالح فراهم مي كند . تعيين دقيق وضعيت آب زيرزميني يكي ديگر از وجوه بررسي ها است . داده هاي قابل اطمينان در اين مورد تنها با به كار گيري روش هاي مناسب قابل دستيابي است .
نمونه گيري از مصالح زمين شناسي براي شناسايي آنها و انجام آزمونهاي آزمايشگاهي يكي از هدف هاي اصلي يك برنامه اكتشافي است . به اين منظور ابزارهاي متعددي ابداع شده كه استفاده از هر يك با توجه به نوع نمونه و نحوه كاربرد آن صورت مي گيرد . كيفيت نمونه خاك يا مغزه حفاري سنگي به مقدار زيادي وابسته به تكنيك نمونه گيري است .
نمونه هاي گرد آوري شده به منظور تعيين ويژگي هاي مختلف آنها ، در آزمايشگاه يا در صحرا آزموده مي شوند . بررسي هاي آزمايشگاهي ، به علت تغييرات و دستخوردگي هايي كه در نمونه صورت مي گيرد ، از دقت كمتري نسبت به آزمايش هاي صحرايي برخوردارند ولي در عوض سريعتر و كم خرجتر هستند . در مقابل آزمايشهايي كه به طور مستقيم در صحرا و به روي نمونه هاي به هم نخورده انجام مي شود ، گرچه بسيار به واقعيت نزديكترند ولي معمولا" مخارج زيادي را به همراه دارند و صرف زمان بيشتري را طلب مي كنند .
در بسياري موارد محتاج آگاهي از رفتار زمين و سازه در طول زمان هستيم . به اين منظور روش هاي متنوع رفتار سنجي ابداع شده است كه به توسط آنها مي توان نظارتي دايمي بر وضعيت ساختگاه و سازه مهندسي در طي مراحل اكتشاف ، احداث سازه و بهره برداري از آن داشت .