工程地质力学的挑战与未来

李志伟　龙江涛

摘要：地质力学能给有效的解决工程实际问题，虽然现阶段我国的相关理论、方法和工程地质技术越来越成熟，但是，笔者认为工程地质力学及其应用中存在的问题仍值得我们关注。本文简单读我国的工程地质力学问题及其应用问题的工程地质力学，提出进一步提高解决实际工程问题的能力的一些建议，促进中国工程地质力学的发展。

关键词：工程地质；挑战；未来

中图分类号：TU741 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2017）06—0153—01

引言

进入21世纪，我国工程地质力学得到了快速的发展，并且一些相关行业在发展的过程中，对工程地质力学的应用也给予了高度的重视。在工程地质力学应用的过程中，所涉及到的内容非常之多，例如：地质考察、地质结构分析等工作形式。那么，在工程地质力学应用的过程中，就会出现很多的问题，进而影响工程地质力学应用的质量。

1分析我国工程地质力学现存的问题

工程地质力学在我国的发展中主要存在着地下工程和地面工程两類问题，下面就将对其进行分析和探讨。

1.1对工程地质力学的地下工程问题进行分析。有许多种类的工程地质力学的地下工程问题，他们都是与地质体有关。如地下隧道在施工项目中的交通问题，以及地下采空区的开采，这些都是岩石、水和硬度等特性，而地质体也影响着整个工程建设的投资和效果。通过实际调查，我们可以得出这样的结论：在工程地质力学的地下工程的主要问题是由于卸载高地应力条件下地质体的破坏。

1.2对工程地质力学的地面工程问题进行分析。所谓工程地质力学的地面工程，就是在地面上所进行的各种基础建设以及为满足工程需要而对自然边坡进行的改造。例如在公路和航道两侧的边坡，在这些地面工程建设的过程中，也都会引起滑坡和泥石流等自然灾害的发生。在实践调查中，我们总结出了工程地质力学的地面工程所面临的问题大部分都是在重力和水力等自然力的作用下，所导致的地质体破坏。

2对工程地质力学的研究方法中所存在的问题进行分析

由于工程地质力学是一门学科门类繁多，所以它对应于地质工程也是一个有条不紊、系统化的工程，它是相互影响、相互联系的各个阶段。在整个地质工程，根据不同的目的，和遇到的问题也会不同，这就要求工程地质力学研究的深层。在地质工程施工前，要做好施工现场和地质条件的调查和测量工作，确定后，再根据有关资料和施工方法。在侦查实践中，我们看到了工程地质力学的研究方法和手段有很多种，但由于投资基金的存在，所以这些方法可以简化实施，最后导致的结果，施工现场地质条件的测量是不准确的。在实际的调查研究，总结了工程地质力学的研究方法，最常用的是直接钻法和位移监测方法。但理论上，后一种方法更合理。由于这种方法的成本很低，且动态测量的优点，它不是一个固定的点或区域，并且在系统的实施上不会破坏整个项目。然而，在实际施工中，采用这种方法还远远不够，因此有必要研究和开发新的工程地质力学。

3对工程地质力学中的若干问题进行分析

由于工程地质力学所研究的对象主要是应用型，并且还需要对建设地点和地质条件的勘测和测量，同时还需要研究地质体的一系列问题，从而对工程中的一些问题进行解决。在工程地质力学中，所面临的共性问题主要包括以下几方面。

3.1本构关系。在实际生活中，最常见的就是连续介质力学，它的主要材料都是由离散颗粒所组成的，用来描述结果的是一个有限的方程。换一句话说，连续介质力学就是对应力与应变、应变率、速度梯度以及位移分别建立了相应的联系。而且在工程实践中，它通过对简单的处理方法的应用，为力学解决了很多问题，同时也为力学领域做出了庞大的贡献。

从理论上讲，介质就是非连续的。在对地质体进行非连续性描述时，主要有两种方法，第一种是均匀化，它是在连续介质的基础之上，不考虑地质体的结构面影响，然后利用复杂的应力与应变的关系实现介质特性等效的效果。第二种是复杂化，它是考虑地质体的结构面影响，而使得结构变得复杂化，本构变得简单化。

3.2初始状态。在地质体的状态下，初始状态是相对的。地质体的初始状态是以地质体演化过程为基础的。例如，在边坡开挖中，边坡的初始状态是开挖状态。因此，研究和分析地质体和构造运动的演化是一个非常重要的过程。在地质构造中，初始状态代表了它的特征。在工程地质力学也是非常重要的，所以它是描述地质体结构研究的一个非常重要的任务。在实际地质工程中，可以认为地质体初始状态的应力、地质构造等特征对地质工程十分重要。

3.3地质体的演化过程。在地质体中，有很多的结构面存在，并且这些结构面还从不同角度影响着应力的作用，因此只有正确合理的建立一个力学模型，才能将应力作用体现得更为准确。在对结构复杂的地质体进行研究时，人们发现地质体地破坏的过程是由局部向整体进行演化的。所以研究人员就对这一问题进行了大量的测量和研究，并设计了很多力学模型，但最终，由于知识的不够完善，导致了结果也不够理想化。

3.4在环境工程地质中情形。研究自然地质作用对城乡建设影响的环境工程地质学，考虑了人类工程活动对环境变化的影响，具有其独特性、综合性，对它的研究可以改善环境地质条件，减少自然地质灾害，这对城市良好建设是很有必要的。如由于地下水的大量开采引起地面大范围的沉降已成为现在大城市的普遍问题；地下交通和地下空间利用引起的城市开发、建设环境地质问题等等。

4总结

本论述对工程地质力学进行了简要的概述，并针对工程地质力学在应用过程中存在的不足，提出了一些建议，从而有效提升了工程地质力学的应用形式，将其应用效果达到最佳，为相关行业的发展提供了重要的参考信息和数据，提升了其经济价值，更进一步地促进了我国社会发展的进程。

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现代物业杂志社

2020-01-19