喬旭俊

（山西省地質(zhì)勘查局二一二地質(zhì)隊，山西長治046000）

1 概述

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新與進(jìn)步，極大促進(jìn)了工程地質(zhì)力學(xué)的發(fā)展，同時，很多行業(yè)不斷發(fā)展的同時，開始關(guān)注工程地質(zhì)力學(xué)在該行業(yè)中的應(yīng)用問題。工程地質(zhì)力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用較為廣泛，在很多領(lǐng)域之中均有應(yīng)用，比如，在地質(zhì)勘探以及地質(zhì)分析工作中，工程地質(zhì)力學(xué)的應(yīng)用尤為廣泛。不過，工程地質(zhì)力學(xué)具體應(yīng)用時，依然存在不少的問題。所以，我們在應(yīng)用工程地質(zhì)力學(xué)的過程中，如果想取得較好的應(yīng)用效果，并非是容易實(shí)現(xiàn)的。因此，在此分析工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用時存在的一些問題，并且就工程地質(zhì)力學(xué)的具體應(yīng)用形式進(jìn)行探討分析，希望能夠?yàn)楣こ痰刭|(zhì)力學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展提供一點(diǎn)幫助。

2 工程地質(zhì)力學(xué)概述

工程地質(zhì)力學(xué)是基于工程地質(zhì)學(xué)以及工程力學(xué)而建立起來的一門學(xué)科，在長期的應(yīng)用之中，工程地質(zhì)力學(xué)在國家多項(xiàng)工程項(xiàng)目建設(shè)過程中發(fā)揮了巨大作用。例如，在治理淮河水利工程、寶成鐵路工程項(xiàng)目等等很多的工程之中，正是由于有效的應(yīng)用了工程地質(zhì)力學(xué)，才確保工程建設(shè)能夠取得良好的成果。工程地質(zhì)力學(xué)涉及的主要研究對象為地質(zhì)工程，重要研究地質(zhì)工程中的構(gòu)造以及成分等等，然后再充分利用工程力學(xué)之中相關(guān)原則以及手段等，對于地質(zhì)工程之中的相關(guān)問題加以深入探討與研究，并尋找到解決實(shí)際問題的有效方法。工程地質(zhì)力學(xué)在很多領(lǐng)域之中也是得到了較為廣泛的應(yīng)用，尤其是通過應(yīng)用一些儀器設(shè)備，詳盡測繪工程地質(zhì)力學(xué)之中相關(guān)的參數(shù)，為解決實(shí)際問題提供參考與依據(jù)。不過，我們應(yīng)用工程地質(zhì)力學(xué)時，應(yīng)當(dāng)緊密的結(jié)合工程建設(shè)具體情況，才可以確保工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)有的作用得以充分發(fā)揮。

3 地質(zhì)體的主要力學(xué)特征

所謂地質(zhì)體指的是處在相應(yīng)地質(zhì)環(huán)境里，同時依據(jù)相關(guān)結(jié)構(gòu)而排列起來的一些巖石、土體以及水體等。地質(zhì)體通常都會表現(xiàn)出非連續(xù)性特征、非均質(zhì)性特征和流體—固體耦合性特征等。正是由于地質(zhì)體擁有了上述的幾項(xiàng)特征，才和以往開展力學(xué)研究過程中的對象出現(xiàn)了顯著差異性。

（1）非連續(xù)性特征。由于地質(zhì)體之中包含有非常多的斷層結(jié)構(gòu)、裂隙結(jié)構(gòu)以及節(jié)理結(jié)構(gòu)等，這些結(jié)構(gòu)的組成均非常復(fù)雜，而且其在地質(zhì)體之中是以一種無序形式分布開來的，能夠極大影響到地質(zhì)體所擁有的強(qiáng)度。

（2）非均勻性特征。非均勻性地質(zhì)體一般包含于滑坡體以及崩塌體之中，通常以土體—巖體混合的形式存在，而且土地與巖體之間的比例值、分布情況以及大小等等均呈現(xiàn)出較強(qiáng)隨機(jī)性。土體和巖石不同材料之間存在的強(qiáng)度差異較大，基本上都會差別至少2個數(shù)量等級。并且，因?yàn)樵谶@些結(jié)構(gòu)之中，土體極易出現(xiàn)斷裂，所以也非常容易引起更加復(fù)雜化的力學(xué)行為。

（3）流體—固體耦合性特征。這一特征表現(xiàn)為地質(zhì)體構(gòu)造面的強(qiáng)度值，和裂隙之中的水壓力值處于相同量級之上，這一特性最關(guān)鍵的便是能夠充分體現(xiàn)出某一地質(zhì)體整體力學(xué)特征。

4 工程地質(zhì)力學(xué)面臨的問題

4.1 地質(zhì)體穩(wěn)定相判斷與安全預(yù)測的問題

建設(shè)規(guī)模相對大的項(xiàng)目工程時，基本上都會遵循一個極為重要的一項(xiàng)原則，這一原則便是避讓原則，即應(yīng)當(dāng)盡可能避讓開危險的區(qū)域。要想確保能夠有效地避讓開危險區(qū)，便應(yīng)當(dāng)了解危險區(qū)的具體位置。對于地質(zhì)體穩(wěn)定性進(jìn)行判斷的精準(zhǔn)性，能夠在很大程度上決定著工程項(xiàng)目的成功與否。我們都知道，要是工程建設(shè)項(xiàng)目建設(shè)于不具備良好穩(wěn)定性基礎(chǔ)之上，則工程項(xiàng)目的建設(shè)必然不會取得成功。同時，要是擁有較好穩(wěn)定性的基礎(chǔ)，被認(rèn)定是不穩(wěn)定的基礎(chǔ)，則不管是采取避讓措施，或者是利用工程手段，均或?qū)е乱恍├速M(fèi)問題的發(fā)生。現(xiàn)階段，工程實(shí)際建設(shè)過程中，對于此問題處理通常要依靠工程師擁有的經(jīng)驗(yàn)加以判別。就現(xiàn)階段的情況來說，要想獲得非?？煽康姆治龇椒?，同時能夠適用在實(shí)際工程中，所要進(jìn)行的工作依舊還有很多。

4.2 探測地質(zhì)體力學(xué)性能方法的問題

在工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，首先要進(jìn)行地址的選擇，這屬于地質(zhì)勘察人員工作內(nèi)容。地質(zhì)勘察人員依照不同的地形特征，結(jié)合以往相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，對工程項(xiàng)目建設(shè)可行性進(jìn)行初步的預(yù)判，并且初步選擇工程項(xiàng)目建設(shè)的區(qū)域?；诖?，再開展各項(xiàng)地質(zhì)勘察工作，對該區(qū)域之中地質(zhì)環(huán)境充分了解，再對工程項(xiàng)目建設(shè)的可行性加以分析，并且將所勘察的地質(zhì)信息提供給設(shè)計人員，確保設(shè)計人員在開展設(shè)計工作時擁有更為可靠的依據(jù)。進(jìn)行地質(zhì)勘察過程中，獲得信息越多，也越能夠確保設(shè)計工作的可靠性。不過，就具體工程而言，開展地質(zhì)勘察工作的方法非常多，不過，因?yàn)槭艿郊夹g(shù)水平以及投入資金的影響，一般進(jìn)行地質(zhì)勘察時均很難獲得較為詳細(xì)的地質(zhì)信息。怎樣充分利用有效資源，確保地質(zhì)勘察信息更加豐富，是地質(zhì)勘察過程中亟待解決的重要問題。通過應(yīng)用波動和滲流等監(jiān)測手段，能夠?qū)Φ刭|(zhì)體的力學(xué)特征加以勘測，這些方法就理論方面來說較采用鉆孔方法以及開挖方法會更為科學(xué)。采用波動以及滲流等監(jiān)測方手段，可以在確保地質(zhì)體整體性完整的情況下，而獲得相應(yīng)區(qū)域中的地質(zhì)情況，這些方法所需的成本也相對較低。雖然采用這樣的方法能夠獲取到較多地質(zhì)信息，不過依然不夠全面，要想確保地質(zhì)勘察工作更加全面，還應(yīng)當(dāng)開展更基礎(chǔ)性的工作，同時也需要充分的結(jié)合計算技術(shù)，不然幾乎無法取得突破。

4.3 地質(zhì)工程防治設(shè)計的問題

在開展工程項(xiàng)目建設(shè)工作時，除了要對地質(zhì)體所擁有的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷以外，也應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)體發(fā)生形變以及地質(zhì)體和工程項(xiàng)目的關(guān)系進(jìn)行分析。因?yàn)榈刭|(zhì)體允許發(fā)生形變相對大，而工程結(jié)構(gòu)允許發(fā)生形變相對小，對于地質(zhì)體和工程結(jié)構(gòu)發(fā)生作用的研究，要較單獨(dú)研究地質(zhì)體更為復(fù)雜，要是不能全面的掌握地質(zhì)體情況以及地質(zhì)體結(jié)構(gòu)信息，想確保工程項(xiàng)目設(shè)計的科學(xué)性是非常困難的。通常，在對工程巖體進(jìn)行分類過程中，采用的方法較為粗獷，大部分是應(yīng)用在工程設(shè)計階段以及概算計算階段，其無法代替力學(xué)分析以及力學(xué)計算，尤其是對于規(guī)模較大的復(fù)雜工程而言，對于工程巖體類別的劃分是遠(yuǎn)不夠的。

5 工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用分析

5.1 工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用于地下工程

工程地質(zhì)力學(xué)在地下工程中的應(yīng)用較為普遍，主要是針對地下工程之中地質(zhì)體結(jié)構(gòu)以及狀態(tài)加以分析，對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行計算。同時，工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用到實(shí)際的工程之中，我們通常會采取較為便捷的方式，對工程建設(shè)中的問題進(jìn)行處理，能夠有效指導(dǎo)地下工程的建設(shè)施工。另外，如果想進(jìn)一步改善工程地質(zhì)力學(xué)在地下工程之中的應(yīng)用效果，能夠采取下述方法：

（1）通過采用連續(xù)介質(zhì)力學(xué)，針對地下工程之中地質(zhì)體結(jié)構(gòu)以及狀態(tài)加以分析，確保獲取更加全面的信息，重點(diǎn)分析與計算不均勻地質(zhì)結(jié)構(gòu)形式，可以顯著提升工程地質(zhì)力學(xué)在具體應(yīng)用中的應(yīng)變性能。

（2）在具體應(yīng)用時，我們?nèi)娣治龅刭|(zhì)勘察工作中存在的影響因素，充分了解工程項(xiàng)目建設(shè)所在區(qū)域的地質(zhì)形式，才能確保工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)有的作用得以發(fā)揮，同時也能為地下工程決策、設(shè)計以及建設(shè)等工作提供更加可靠的信息。

5.2 工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用于地面工程

當(dāng)工程力學(xué)應(yīng)用在地面工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，地質(zhì)體初始情況擁有一定的相對性。所以，地面工程在應(yīng)用工程地質(zhì)力學(xué)時，基本上是針對一些斜坡或者地下水位等開展研究工作，并且也能夠簡明地分析地質(zhì)變化形式和地質(zhì)演變歷程。所以，工程地質(zhì)力學(xué)對于地面工程項(xiàng)目建設(shè)來說，同樣較為重要。不過，由于地質(zhì)體構(gòu)造形式所擁有的初始狀態(tài)，通常都會呈現(xiàn)出遭受到破壞以后的情況，這一特性對于工程地質(zhì)力學(xué)的影響來說極為重要。在地面工程應(yīng)用工程地質(zhì)力學(xué)時，首先對地質(zhì)體的性能、狀態(tài)以及結(jié)構(gòu)等各種參數(shù)進(jìn)行測量，然后在通過計算機(jī)設(shè)備完成信息的儲存與輸送，如此便能夠確保數(shù)據(jù)信息可以極為迅速地輸送至各個人員手中，確保地面工程建設(shè)中擁有更為可靠的信息參考，進(jìn)一步保障工程地質(zhì)力學(xué)的實(shí)際應(yīng)用效果得以提升。

5.3 工程地質(zhì)力學(xué)應(yīng)用于地質(zhì)演化分析

通過工程地質(zhì)力學(xué)相關(guān)技術(shù)與手段，能夠全面計算與分析地質(zhì)體結(jié)構(gòu)演變行為，同時，還能夠建立更加科學(xué)與精確的力學(xué)模型，如此便能夠有效改善地質(zhì)工程力學(xué)的應(yīng)用效果，同時還能確保工程地質(zhì)力學(xué)未來研究工作中擁有更加可靠的信息參考。不過，應(yīng)用工程地質(zhì)力學(xué)時，因?yàn)楹芏鄶?shù)據(jù)信息不能得以全面收集，使得工程地質(zhì)力學(xué)的應(yīng)用還不能取得理想化效果。所以，要求我們要更加努力，不斷改善工程力學(xué)在實(shí)際工程建設(shè)中的應(yīng)用效果，更加高效處理工程建設(shè)過程中存在的實(shí)際問題，進(jìn)一步推動行業(yè)向前發(fā)展。

6 結(jié)語

工程地質(zhì)力學(xué)主要是通過力學(xué)的手段，應(yīng)用地質(zhì)學(xué)理論，來探討工程中存在的問題。由于地質(zhì)體擁有較為復(fù)雜的性質(zhì)，這也要求在開展工程力學(xué)研究的過程中，應(yīng)當(dāng)應(yīng)用更為先進(jìn)的力學(xué)方法，對地質(zhì)體的力學(xué)類別加以研究，針對材料從連續(xù)性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁B續(xù)性破壞過程加以分析。目前，在開展工程地質(zhì)力學(xué)研究工作時，面臨著極大的困難，唯有處理好核心的問題，才能夠真正地處理工程項(xiàng)目建設(shè)過程中各種問題，才能確保工程設(shè)計更加合理，保障施工能夠安全、順利開展，并進(jìn)一步地提升工程項(xiàng)目抵抗災(zāi)害的性能。要想達(dá)到上述設(shè)定的目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)對明確工程地質(zhì)力學(xué)研究的內(nèi)容以及采用的手段，在此，基于力學(xué)的觀點(diǎn)闡述了一些淺顯看法，希望能夠?yàn)楣こ痰刭|(zhì)力學(xué)應(yīng)用提供一定的幫助。

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