工程地质力学及其应用中的若干问题探究

工程地质力学及其应用中的若干问题探究

赵定奉

重庆江河工程咨询中心有限公司 重庆市 401147

摘要：在实际工程建设中，地质力学的提出与应用提高了在实际工程建设中解决问题的能力，但是尽管工程地质力学的相关理论和相关技术已经逐渐走向成熟，但是工程地质力学存在的问题以及其在应用中存在的问题仍然是我们需要关注的地方。本篇文章对工程地质力学进行了简单的介绍，并且进一步介绍了工程地质力学的基本特征，分析了工程地质力学在应用中存在的问题，最后对存在的相关问题提出了一些建议，希望能够进一步提高相关人员解决实际问题的能力，从而促进工程地质力学的进一步发展。

关键词：工程地质力学 应用 问题

前言：现在地质力学在不断发展，在一些关键性的课题研究中工程地质力学也取得了一些重要的成效，特别是在实施西部大开发之后，随着我国西部的基础设施逐渐完善，地质力学也得到了研究人员的广泛关注，研究人员在相关领域也从事了更多的研究，在进行研究时，我们也发现了工程地质力学存在的一些问题和挑战，有些问题也并不能通过实际理论以及相关的技术方法去解决，所以工程地质力学存在的一些问题仍然需要我们进行关注。本文总结了工程地质力学及其特征，并且简单介绍了目前在工程地质力学中存在的一些问题，最后讨论了相关的解决方法。

1.工程地质力学的含义

地质体是工程地质力学的研究基础，通过对地质体进行研究，研究人员可以解决实际生活中存在的工程问题。与工程地质力学有关联的工程主要分为两大类，第一类是地下工程，第二类是地面工程。地下工程是指在不同种类的地下开采工程或者地下厂房的开采工程，同时还包括在水电工程隧道的工程。而地面工程主要是指铁路边坡、露天采矿区等这些工程，主要是指一些大型的基础设施建设。

2.工程地质力学的基本特征

2.1非连续性特征

由于缝隙和裂缝等因素的存在，所以工程地质力学具有分裂性。地质体具有不同的特征，裂隙的存在使得地质体在受力之后会产生变形和应力不连续的问题，同时非连续性的强度也会随着地质裂隙数量的增多而变大。

2.2非均匀性特征

地质体的土和块石的混合的比例不尽相同，而且矿石的形状、大小以及空间形貌都存在着一定的差异性。所以地质力学也有非均匀性的特征，地质体非均匀性的内容主要包括地下工程不均匀以及地面工程不均匀。

2.3耦合特征

工程地质力学的耦合特征主要是指岩石或者是土作的特性，同时也包括一些裂隙渗流的规律。

3.工程地质力学在应用中存在的两个问题

3.1地下工程的工程地质力学的问题

地下工程主要包括在水电工程和交通工程中的一些地下隧道，也包括了开采矿石时的地下采空区。地下工程和地质体的特性有着非常紧密的联系，岩石的硬度和渗透性也直接影响了工程建设的成本和速度。在现在这个阶段进行地下建设时，变形和破坏是工程地质力学在地下工程存在的主要问题，卸荷之后，在较高的应力作用下，变形和结构变化都可能会发生，比如在交通施工建设和地下隧道建设中，工作人员都需要对地质体的水透性以及地质体的岩石进行一个分析。在开采地下矿采的过程中，研究人员需要分析岩石的密度和岩石的透水性等问题。

3.2地面工程的地质力学问题

地面工程主要包括在地面上进行的一部分大型的基础设施的建设以及边坡工程的建设。在对航道及铁路和公路边坡进行工程建设时，如果施工不当就会可能会导致一些灾害的发生，所以工程地质力学进行工程建设时，自然力的作用是面临的主要问题，地质体是否会出现破坏也是在进行地面工程时需要考虑的问题。其中这里的自然力主要有水作用和重力作用，比如工作人员在进行航道建设时，建设实施方案的理论知识指导建设，从而尽可能的避免之后自然灾害的发生，在这个过程中也要采用合理的手段来防止灾害的出现，从而保障所有的工作人员以及相关人员的人身安全。

4.工程地质力学在应用中的若干重要问题

应用型是工程地质力学研究的主要对象，这也需要去勘测和测量建设地点和地质条件，也需要研究一些地质体的相关问题，并且解决工程建设过程中存在的一些问题。在工程地地质力学中，几个共性的问题如下：

4.1本构关系

本构关系是连续介质力学的关键性内容。连续介质力学是实际生活中最常见的一个部分，离散颗粒组成了连续介质力学的主要材料，所以我们需要一个用来表述结果的有限方程。也就是说，连续介质力学联系了应力、应变率、速度梯度以及位移等因素。同时，在工程建设中，方程对工程地质力学的研究也产生了重要的作用，连续介质力学也用了简单的处理方法去解决实际存在的很多问题，因此也对力学相关领域做出了很大的贡献。介质是非连续性的，在描述非连续性时主要有两种方法，第一种是均匀性，就是不考虑地质体的结构面影响，利用复杂的应力和应变的关系实现介质特性，第二个是复杂化，这个同前一种相比考虑到了地质体的结构面影响，从而使结构变得更加复杂，而本构而变得更加简单。

4.2初始状态

在地质体的各个状态中，初始状态是相对来说的，并且这个初始状态也是以地质体演变的一个过程为基础。比如在开挖边坡的工程建设中，这个过程的初始状态就是没有开发这个边坡的一个状态，所以对工程建设的过程进行分析和研究也是工程地质力学的一个重要的内容。在地质力学中，初始状态也代表了其所承受破坏的特性，而该特性在研究地质力学中是非常重要的，所以对地质体的结构进行正确的分析，也是一个重要的方面。

4.3地质体的演化过程

很多的结构面都在地质体中存在，而且这些结构面也影响着应力的作用，所以我们只有建立一个合理的力学模型，才能将应力的作用体现得更加正确。在对一些结构比较复杂的地质体进行研究时，研究人员发现当地质体被破坏时，破坏的方向总是从局部向整体进行，所以研究人员对这个问题进行了一些研究，并且能设计了很多的力学模型，但是，不完善的知识导致了最终的结果并不是那么理想。

4.4其他特性

由于地质体还有其他特性，也会对岩石结构面的空间特性有所影响，但是有些特性的影响在研究中忽略不计。

5.建议

在研究工作中，针对以上我们所分析的工程地质力学以及其在应用中存在的问题，我们需要做到对每一个特定问题进行一个具体分析，采用符合我们研究的工程的工程地质力学的方法，比如建立一些力学模型进行模拟，进行较为细致的进行现场勘测等等。

6.结束语

通过以上对工程地质力学及其在应用中存在的问题进行的分析和研究，我们可以看出地质体具有复杂性，所以这也决定了对工程地质力学的研究方法需要进行创新，只有不断研究并且找出工程地质力学的最新研究方法，才能解决当前面临的问题。只有从根本上解决工程地质力学及其在应用中存在的问题，才能提高我国的地质工程建设水平，从而促进我国的工程地质力学的发展。同时 实现这一个目标也需要对之前的一些科学问题研究内容以及方法进行提炼。希望在我国的工程地质力学研究中，研究目标更加明确，研究方法更加多样，逐步增强我国的工程地质力学研究水平。

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