齊書林

摘要：在我國的工程建設(shè)中，工程地質(zhì)力學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)解決了很多方面的問題。但是，工程地質(zhì)力學(xué)在應(yīng)用過程中，對若干問題的處理并沒有達到理想的效果，總體上的應(yīng)用還有待提升。地質(zhì)力學(xué)在實際工程建設(shè)中，不斷提高對實際工程問題的解決能力，但還存在一些問題亟待解決。本文基于對工程地質(zhì)力學(xué)及其應(yīng)用中的常見問題進行了簡要的探討。

關(guān)鍵詞：工程；地質(zhì)力學(xué)；應(yīng)用；問題

引言

工程力學(xué)專業(yè)既是基礎(chǔ)學(xué)科，又是應(yīng)用學(xué)科，它幾乎與所有工科專業(yè)交叉，直接解決工科專業(yè)發(fā)展和工程實際中的力學(xué)難題?，F(xiàn)在的工程力學(xué)專業(yè)，與時俱進，多增加了使用大型工程力學(xué)分析軟件解決實際問題以及利用計算機輔助測試系統(tǒng)進行工程測試和分析的學(xué)習(xí)。進入21世紀(jì)，我國工程地質(zhì)力學(xué)得到了快速的發(fā)展，并且一些相關(guān)行業(yè)在發(fā)展的過程中，對工程地質(zhì)力學(xué)的應(yīng)用也給予了高度的重視。在工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用的過程中，所涉及到的內(nèi)容非常之多，例如：地質(zhì)考察、地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析等工作形式。那么，在工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用的過程中，就會出現(xiàn)很多的問題，進而影響工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用的質(zhì)量。

1、工程地質(zhì)力學(xué)研究方法中存在的問題

1.1 判斷地質(zhì)體問題

有許多種類的工程地質(zhì)力學(xué)的地下工程問題都與地質(zhì)體有關(guān)。如地下隧道在施工項目中的交通問題，以及地下采空區(qū)的開采，這些都是巖石、水和硬度等特性，而地質(zhì)體也影響著整個工程建設(shè)的投資和效果。在工程地質(zhì)力學(xué)的地下工程的主要問題是由于卸載高地應(yīng)力條件下地質(zhì)體的破壞。而工程地質(zhì)力學(xué)的地面工程，就是在地面上所進行的各種基礎(chǔ)建設(shè)以及為滿足工程需要而對自然邊坡進行的改造。例如在公路和航道兩側(cè)的邊坡，在這些地面工程建設(shè)的過程中，也都會引起滑坡和泥石流等自然災(zāi)害的發(fā)生。工程地質(zhì)力學(xué)的地面工程所面臨的問題大部分都是在重力和水力等自然力的作用下，所導(dǎo)致的地質(zhì)體破壞。

工程建設(shè)前應(yīng)勘測地質(zhì)體，之前應(yīng)對地質(zhì)體穩(wěn)定性進行判斷，對于工程建設(shè)質(zhì)量具有決定性作用。在實際建設(shè)中最重要的是應(yīng)采取避讓原則，將危險、不穩(wěn)定地質(zhì)體避開，使風(fēng)險降低，但將地質(zhì)體穩(wěn)定性的判斷還是依靠地質(zhì)工程師經(jīng)驗，如基于剛體極限平衡條分法對滑面參數(shù)敏感性的邊坡穩(wěn)定性判斷方法容易造成不安全性和風(fēng)險，另外，在科研工作中計算有限元、悠閑差分等，確定分析研究方法可靠后，還需要很多大量工作。

1.2 設(shè)計依據(jù)及分析方法

判斷地質(zhì)體穩(wěn)定性只是工程建設(shè)中的一部分工作，還應(yīng)研究山體變形、工程結(jié)構(gòu)等相關(guān)內(nèi)容，由于工程建設(shè)地點在部分情況下不能選擇或不符合避讓原則，應(yīng)研究地質(zhì)變形，相對于工程結(jié)構(gòu)變形而言，地質(zhì)體可以存在較大的變形，研究工程結(jié)構(gòu)與地質(zhì)體之間的相互作用。為提高工程設(shè)計合理性及不斷優(yōu)化，應(yīng)研究勘測地質(zhì)體初始狀態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及地應(yīng)力場地分布等方面的內(nèi)容。在地下工程中目前巖體分類技術(shù)較常用，但在分類技術(shù)方面還存在如分類技術(shù)合理性依據(jù)不夠清晰等有待于深入探索的問題。

2、工程地質(zhì)力學(xué)及其應(yīng)用中的若干問題

我國工程地質(zhì)力學(xué)中目前主要面臨地下工程的地質(zhì)力學(xué)和地面工程地質(zhì)力學(xué)兩類問題，在地下工程的地質(zhì)力學(xué)問題方面，地下工程主要有交通與水電工程中的地下隧道、開采地下礦藏采空區(qū)等很多，與地質(zhì)體特性具有比較密切的關(guān)系，巖石堅硬度、透水性等在地質(zhì)體中對于工程建設(shè)造價及工程建設(shè)質(zhì)量都具有一定影響，這類問題主要指在高地應(yīng)力環(huán)境下地質(zhì)體卸荷后產(chǎn)生變形與破壞。地面工程主要是地面進行航道、鐵路公路邊坡等大型基礎(chǔ)建設(shè)，容易造成滑坡、泥石流等災(zāi)害，近年來很多災(zāi)害事件都是因邊坡工程而產(chǎn)生，這類問題主要是指地質(zhì)體在重力、水等自然力作用下受到的破壞。

由于工程地質(zhì)力學(xué)所研究的對象主要是應(yīng)用型，并且還需要對建設(shè)地點和地質(zhì)條件的勘測和測量，同時還需要研究地質(zhì)體的一系列問題，從而對工程中的一些問題進行解決。在工程地質(zhì)力學(xué)中，所面臨的共性問題主要包括以下幾方面。

2.1本構(gòu)關(guān)系

在實際生活中，最常見的就是連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，它的主要材料都是由離散顆粒所組成的，用來描述結(jié)果得失一個有限的方程。在工程實踐中，它通過對簡單的處理方法的應(yīng)用，為力學(xué)解決了很多問題，同時也為力學(xué)領(lǐng)域做出了龐大的貢獻。相對而言，工程地質(zhì)力學(xué)在應(yīng)用過程中，能夠通過多種方法來表達，其得到的效果也是不同的。連續(xù)地質(zhì)力學(xué)是工程地質(zhì)力學(xué)的代表研究內(nèi)容，其研究的內(nèi)容和服務(wù)范圍都比較大。簡單來講，連續(xù)地質(zhì)力學(xué)主要是對應(yīng)力與應(yīng)變、應(yīng)變率、速度梯度等方面聯(lián)系的研究。無論是地質(zhì)問題，還是力學(xué)問題，都能夠簡化成連續(xù)性的內(nèi)容，以此來更好的開展研究。通過應(yīng)用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，與介質(zhì)非連續(xù)性相互對比后，其差異非常鮮明。

2.2初始狀態(tài)

在地質(zhì)體的各種狀態(tài)當(dāng)中，初始狀態(tài)并不是固定的，它是一種相對而言的狀態(tài)。從客觀的角度來分析，地質(zhì)體初始狀態(tài)，主要是以地質(zhì)體演變的過程作為基礎(chǔ)來開展的，這樣一來就能夠為問題的解決的實施，提供較多的幫助。在地質(zhì)體的狀態(tài)下，初始狀態(tài)是相對的。地質(zhì)體的初始狀態(tài)是以地質(zhì)體演化過程為基礎(chǔ)的。例如，在邊坡開挖中，邊坡的初始狀態(tài)是開挖狀態(tài)。因此，研究和分析地質(zhì)體和構(gòu)造運動的演化是一個非常重要的過程。在實際地質(zhì)工程中，可以認為地質(zhì)體初始狀態(tài)的應(yīng)力、地質(zhì)構(gòu)造等特征對地質(zhì)工程十分重要。就現(xiàn)階段的工作而言，通過開展初始狀態(tài)的調(diào)查，能夠?qū)Φ刭|(zhì)體初始狀態(tài)進行總結(jié)和分析，包括應(yīng)力、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、其他特性等等，這些對于地質(zhì)工程而言，是非常重要的，以此能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益的提升。

2.3地質(zhì)體的演化過程

利用工程地質(zhì)力學(xué)，開展地質(zhì)體的演化過程研究，能夠了解目前所面對的自然災(zāi)害、演變形式、未來的發(fā)展方向等等。在地質(zhì)體當(dāng)中，存在較多類型的結(jié)構(gòu)面，這些結(jié)構(gòu)面，可以從不同的角度，對應(yīng)力的作用產(chǎn)生較大的影響。在地質(zhì)體中，有很多的結(jié)構(gòu)面存在，并且這些結(jié)構(gòu)面還從不同角度影響著應(yīng)力的作用，因此只有正確合理的建立一個力學(xué)模型，才能將應(yīng)力作用體現(xiàn)得更為準(zhǔn)確。在對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地質(zhì)體進行研究時，人們發(fā)現(xiàn)地質(zhì)體地破壞的過程是由局部向整體進行演化的。所以研究人員就對這一問題進行了大量的測量和研究，并設(shè)計了很多力學(xué)模型，但最終，由于知識的不夠完善，導(dǎo)致了結(jié)果也不夠理想化。為此，在地質(zhì)體的演化過程研究中，技術(shù)人員需要正確合理的建立力學(xué)模型，這樣才能更好的處理各種問題，同時將應(yīng)力作用，表現(xiàn)的更加準(zhǔn)確，減少隱患的出現(xiàn)。地質(zhì)體的演化過程雖然緩慢，但卻是在不斷運行的，每天都在演化，在達到階段的時候，就會形成具體的表現(xiàn)。需加強對局部的研究，才能夠更好的了解地質(zhì)體的演變方式和演變方向，以此來獲得更多的參考資料，為我國的工程建設(shè)和社會建設(shè)、自然環(huán)境保護，提供較多的幫助。

結(jié)束語

綜上所述，工程地質(zhì)力學(xué)的發(fā)展，依賴于對地質(zhì)、力學(xué)、工程研究的深入，由此創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益，是非常理想的。工程地質(zhì)力學(xué)及其應(yīng)用問題只有從根本上進行解決，才能使地質(zhì)工程建設(shè)水平整體提高，對于我國工程地質(zhì)力學(xué)發(fā)展也具有一定的促進作用。在今后的工作中，我們應(yīng)加強工程地質(zhì)力學(xué)及其若干問題的研究廣度和深度，從多方面創(chuàng)造較多的科研成果，并將成果付諸實際應(yīng)用。

參考文獻

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（作者單位：遼寧省冶金地質(zhì)四〇二隊有限責(zé)任公司）