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阐述工程地质力学及其应用中存在的不足

2019-12-30 310 上传者：管理员

摘要：从词语表面就可以看出，地质力学是地质学和力学相结合构成的一个边缘性学科，属应用力学的范畴。作为力学基础组成部分的地质力学作，在解决地质学中力学方面的问题时发挥了重要的作用。根据地质学的相关理论，地质力学是研究地质学的一个重要途径、方法和手段，全面促进了地质学的发展壮大。因此，作为地质学的一个分支，地质力学方面的研究应该引起人们足够的重视。基于此，本文主要分析了工程地质力学和应用中的问题，明确了工程力学研究的重要意义。

关键词：
具体应用
工程地质力学
边缘性学科
途径
问题
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工程地质力学研究的主要内容是地质体，经过对工程的实际地质体的研究来解决工程建设中遇到的问题。总之，工程地质力学中包括的学科比较多，其中重点内容有地学、力学、工程学等方面。

1、工程地质力学应用中的若干问题

（1）地下工程的地质力学问题。地下工程的种类涵盖的比较多，主要包含交通工程和水电工程建设施工的时候遇到的地下隧道，其中还包括矿藏开采的过程中地下采空区等工程。针对一些地下工程来说，和地质体的特征有着很紧密的联系。工程建设施工进度和施工成本直接受到岩体内部岩石的硬度和渗透性能的影响。与此同时，直接关系到工程建设完工后具体的使用效果。当前，在开展地下工程建设过程中，地质力学主要问题包含变形和破坏，如果处于比较高的地应力条件下，卸荷之后就会出现变形和内部结构改变等情况。

（2）地面工程的地质力学问题。针对地面工程而言，主要内容有在地表中建设大型的基础设施项目和边坡工程等。在处理航道、铁路、公路边坡工程的时候，如果施工不合理很容易造成灾害问题。地面工程在施工的时候，地质力学主要面临的问题是自然力作用之下，地质体是否存在破坏的情况。自然力主要有重力作用和水作用等。例如：在开展公路和航道建设的时候，通过工程地质力学等理论开展工程建设活动，在具体施工的回收要防止出现自然灾害。在这个时候，要科学应用防护措施防止发生自然灾害。从而有效确保施工人员人身和财产安全。如：在开展小湾水电站施工过程中，大坝最高为2945米，其坝顶宽度由中心到底部是从而12米到16米渐变的，拱冠梁底部宽度为731米，左岸设置推力墩，高度为350米，底部长度为480米。挖掘大坝坝基之后，建基面岩体通常是微风化岩体。在具体施工的时候，河床坝基、两侧坝肩新生、原油水平卸荷裂缝等出现差异回弹和蠕滑。尤其是在低高程坝基岩体中发生比较严重的松弛问题的时候，就形成了工程地质问题。在施工的时候要通过清除、灌浆、锚固等全面的处理松弛岩体情况^[1]。

（3）研究方法存在的问题。工程地质力学包含的学科很多，同时地质工程具有一定的条理性、系统性、复杂性，各个环节和阶段都存在相互影响的关系。在开展地质工程研究工作的时候，要依据具体的研究目标，针对遇到的问题进行科学的处理。在开展地质工程建设工作前，需要工程建设人员对工程施工现场进行全面的勘察和测量工作。并且要依据相关的勘察资料开展工程建设活动。工程地质力学研究和应用的时候，可以利用的方式和手段有很多。可是，由于在资金等方面存在一定的局限性，有些方面并不能很合理的应用其中。从而，导致建设施工现场的地质测量工作难度增大，直接影响到测量结果的准确性。通常情况下，工程地质力学方面的研究和应用，最常用的就是钻孔开挖法和位移监测法两种方法。在这两种方法中，位移监测法更加科学合理。

2、工程地质力学应用过程中的重点问题

（1）本构关系。连续介质力学主要是经过方程连接应力和应变率、位移、速度梯度等方面的内容，在工程应用的时候，应用比较简单的方程设计，有效解决了具体的工程方面的问题。因此，连续介质力学可以得到预期的研究目的。①在应用的回收，其研究的目标可以经过相关的方法进行简化，形成一系列的连续介质，从而对有效简化了研究的过程中；②连续介质力学和介质非连续性相对比，在具体应用的时候具有一定的隐蔽性，所以，为了给介质力学创造良好的表现空间。因为不同的介质种类自身存在一定的非连续性，在描述地质体的非连续性的时候，通过要通过以下两种方法完成：①在连续介质基础上，结构表层受到地质构造的影响就会被忽略不计，并且要应用应力和应变之间比较复杂的关系，处理介质特性等方面的内容。②在对地质表层影响考虑其中的时候，地质构造之间的关系就会变得简单化^[2]。

（2）初始状态。通过长期的演化，地质体会出现当前比较普遍的状况。地质体的初期状态在进行动态化过程中出现变化。针对地质体的初始状态，主要是由于地质体的演化过程。如：边坡开挖工程中的地质体初始状况主要是边坡开挖之前的边坡状况。在对地质体初始状况进行研究的时候，要全面分析工程地质结构的变化情况。地质结构的初始状态不但直接关系到地质结构的破坏规律和特点，同时，很大程度上对工程地质力学发展有着非常重要的作用。测量地质体初始地应力的方法比较多。当地质地层处于比较均匀的情况下，就可以实现预期的效果。

（3）地质体的演化。第一，因为地质体中包含的结构面有很多。与此同时，结构面会从不同的角度直接影响到应力变化情况。所以，在开展应力作用研究的过程中，依据具体情况构建对应的力学模型。第二，由于地质体结构研究工作相对比较复杂，地质体受到破坏主要是由局部到整体的变化。在这个过程中最重要的不是结构平面的变化，而是结构面以外的岩块受到破坏。在对地质体内部应力场进行研究的时候，因为人为描述会有很大的困难，所以，要利用对应的力学模型和相关的计算方法来完成^[3]。

3、结束语

伴随着我国科学技术的飞速发展，针对工程地质力学和应用方面的研究也逐渐深入。特别是在损伤力学、岩石动力学、地应力学变化等方面取得了非常好的成绩。可是，当前，在开展工程建设过程中，还存在着地质力学理论方面的问题。所以，当前对工程力学研究有着非常重要的作用。

参考文献：

[1]佘诗刚,董陇军.从文献统计分析看中国岩石力学进展[J].岩石力学与工程学报,2017,(3):442-464.

[2]黄理兴,陈奕柏.我国岩石动力学研究状况与发展[J].岩石力学与工程学报,2014,(11):81-86.

[3]汪义渊.工程地质力学及其应用中的若干问题[J].科学时代,2015,(9):124-126.

肖跃.工程地质力学及其应用中的若干问题分析[J].科学与信息化,2019,(27):181.