工程地質力學及其應用中的若干問題

喬旭俊

（山西省地質勘查局二一二地質隊，山西長治046000）

1 概述

隨著科學技術的不斷革新與進步，極大促進了工程地質力學的發(fā)展，同時，很多行業(yè)不斷發(fā)展的同時，開始關注工程地質力學在該行業(yè)中的應用問題。工程地質力學的實際應用較為廣泛，在很多領域之中均有應用，比如，在地質勘探以及地質分析工作中，工程地質力學的應用尤為廣泛。不過，工程地質力學具體應用時，依然存在不少的問題。所以，我們在應用工程地質力學的過程中，如果想取得較好的應用效果，并非是容易實現(xiàn)的。因此，在此分析工程地質力學應用時存在的一些問題，并且就工程地質力學的具體應用形式進行探討分析，希望能夠為工程地質力學的應用與發(fā)展提供一點幫助。

2 工程地質力學概述

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

3 地質體的主要力學特征

所謂地質體指的是處在相應地質環(huán)境里，同時依據(jù)相關結構而排列起來的一些巖石、土體以及水體等。地質體通常都會表現(xiàn)出非連續(xù)性特征、非均質性特征和流體—固體耦合性特征等。正是由于地質體擁有了上述的幾項特征，才和以往開展力學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。由于地質體之中包含有非常多的斷層結構、裂隙結構以及節(jié)理結構等，這些結構的組成均非常復雜，而且其在地質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體所擁有的強度。

（2）非均勻性特征。非均勻性地質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)出較強隨機性。土體和巖石不同材料之間存在的強度差異較大，基本上都會差別至少2個數(shù)量等級。并且，因為在這些結構之中，土體極易出現(xiàn)斷裂，所以也非常容易引起更加復雜化的力學行為。

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

4 工程地質力學面臨的問題

4.1 地質體穩(wěn)定相判斷與安全預測的問題

建設規(guī)模相對大的項目工程時，基本上都會遵循一個極為重要的一項原則，這一原則便是避讓原則，即應當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)，便應當了解危險區(qū)的具體位置。對于地質體穩(wěn)定性進行判斷的精準性，能夠在很大程度上決定著工程項目的成功與否。我們都知道，要是工程建設項目建設于不具備良好穩(wěn)定性基礎之上，則工程項目的建設必然不會取得成功。同時，要是擁有較好穩(wěn)定性的基礎，被認定是不穩(wěn)定的基礎，則不管是采取避讓措施，或者是利用工程手段，均或導致一些浪費問題的發(fā)生?，F(xiàn)階段，工程實際建設過程中，對于此問題處理通常要依靠工程師擁有的經驗加以判別。就現(xiàn)階段的情況來說，要想獲得非?？煽康姆治龇椒ǎ瑫r能夠適用在實際工程中，所要進行的工作依舊還有很多。

4.2 探測地質體力學性能方法的問題

在工程項目建設過程中，首先要進行地址的選擇，這屬于地質勘察人員工作內容。地質勘察人員依照不同的地形特征，結合以往相關的經驗，對工程項目建設可行性進行初步的預判，并且初步選擇工程項目建設的區(qū)域。基于此，再開展各項地質勘察工作，對該區(qū)域之中地質環(huán)境充分了解，再對工程項目建設的可行性加以分析，并且將所勘察的地質信息提供給設計人員，確保設計人員在開展設計工作時擁有更為可靠的依據(jù)。進行地質勘察過程中，獲得信息越多，也越能夠確保設計工作的可靠性。不過，就具體工程而言，開展地質勘察工作的方法非常多，不過，因為受到技術水平以及投入資金的影響，一般進行地質勘察時均很難獲得較為詳細的地質信息。怎樣充分利用有效資源，確保地質勘察信息更加豐富，是地質勘察過程中亟待解決的重要問題。通過應用波動和滲流等監(jiān)測手段，能夠對地質體的力學特征加以勘測，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。采用波動以及滲流等監(jiān)測方手段，可以在確保地質體整體性完整的情況下，而獲得相應區(qū)域中的地質情況，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信息，不過依然不夠全面，要想確保地質勘察工作更加全面，還應當開展更基礎性的工作，同時也需要充分的結合計算技術，不然幾乎無法取得突破。

4.3 地質工程防治設計的問題

在開展工程項目建設工作時，除了要對地質體所擁有的穩(wěn)定性進行判斷以外，也應當對地質體發(fā)生形變以及地質體和工程項目的關系進行分析。因為地質體允許發(fā)生形變相對大，而工程結構允許發(fā)生形變相對小，對于地質體和工程結構發(fā)生作用的研究，要較單獨研究地質體更為復雜，要是不能全面的掌握地質體情況以及地質體結構信息，想確保工程項目設計的科學性是非常困難的。通常，在對工程巖體進行分類過程中，采用的方法較為粗獷，大部分是應用在工程設計階段以及概算計算階段，其無法代替力學分析以及力學計算，尤其是對于規(guī)模較大的復雜工程而言，對于工程巖體類別的劃分是遠不夠的。

5 工程地質力學應用分析

5.1 工程地質力學應用于地下工程

工程地質力學在地下工程中的應用較為普遍，主要是針對地下工程之中地質體結構以及狀態(tài)加以分析，對相關參數(shù)進行計算。同時，工程地質力學應用到實際的工程之中，我們通常會采取較為便捷的方式，對工程建設中的問題進行處理，能夠有效指導地下工程的建設施工。另外，如果想進一步改善工程地質力學在地下工程之中的應用效果，能夠采取下述方法：

（1）通過采用連續(xù)介質力學，針對地下工程之中地質體結構以及狀態(tài)加以分析，確保獲取更加全面的信息，重點分析與計算不均勻地質結構形式，可以顯著提升工程地質力學在具體應用中的應變性能。

（2）在具體應用時，我們全面分析地質勘察工作中存在的影響因素，充分了解工程項目建設所在區(qū)域的地質形式，才能確保工程地質力學應有的作用得以發(fā)揮，同時也能為地下工程決策、設計以及建設等工作提供更加可靠的信息。

5.2 工程地質力學應用于地面工程

當工程力學應用在地面工程項目建設過程中，地質體初始情況擁有一定的相對性。所以，地面工程在應用工程地質力學時，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變化形式和地質演變歷程。所以，工程地質力學對于地面工程項目建設來說，同樣較為重要。不過，由于地質體構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力學的影響來說極為重要。在地面工程應用工程地質力學時，首先對地質體的性能、狀態(tài)以及結構等各種參數(shù)進行測量，然后在通過計算機設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，確保地面工程建設中擁有更為可靠的信息參考，進一步保障工程地質力學的實際應用效果得以提升。

5.3 工程地質力學應用于地質演化分析

通過工程地質力學相關技術與手段，能夠全面計算與分析地質體結構演變行為，同時，還能夠建立更加科學與精確的力學模型，如此便能夠有效改善地質工程力學的應用效果，同時還能確保工程地質力學未來研究工作中擁有更加可靠的信息參考。不過，應用工程地質力學時，因為很多數(shù)據(jù)信息不能得以全面收集，使得工程地質力學的應用還不能取得理想化效果。所以，要求我們要更加努力，不斷改善工程力學在實際工程建設中的應用效果，更加高效處理工程建設過程中存在的實際問題，進一步推動行業(yè)向前發(fā)展。

6 結語

工程地質力學主要是通過力學的手段，應用地質學理論，來探討工程中存在的問題。由于地質體擁有較為復雜的性質，這也要求在開展工程力學研究的過程中，應當應用更為先進的力學方法，對地質體的力學類別加以研究，針對材料從連續(xù)性破壞轉變?yōu)榉沁B續(xù)性破壞過程加以分析。目前，在開展工程地質力學研究工作時，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目建設過程中各種問題，才能確保工程設計更加合理，保障施工能夠安全、順利開展，并進一步地提升工程項目抵抗災害的性能。要想達到上述設定的目標，應當對明確工程地質力學研究的內容以及采用的手段，在此，基于力學的觀點闡述了一些淺顯看法，希望能夠為工程地質力學應用提供一定的幫助。

參考文獻：

[1] 劉春先.關于工程地質力學應用過程中常見問題的分析[J].科技創(chuàng)新與應用,2017（5）：159.

[2] 鮮成鋼,張介輝,陳欣,梁興,文恒,王高成.地質力學在地質工程一體化中的應用[J].中國石油勘探,2017,22（1）：75-88.

[3] 李鑫.分析工程地質力學及其應用中的若干問題[J].甘肅科技縱橫,2016,45（12）：23-24，27.

[4] 肖飛,楊菲.工程地質力學及其應用中的問題[J].科技創(chuàng)新導報,2012（6）：245-246.