工程地質力學的挑戰與未來

李志偉　龍江濤

摘要：地質力學能給有效的解決工程實際問題，雖然現階段我國的相關理論、方法和工程地質技術越來越成熟，但是，筆者認為工程地質力學及其應用中存在的問題仍值得我們關注。本文簡單讀我國的工程地質力學問題及其應用問題的工程地質力學，提出進一步提高解決實際工程問題的能力的一些建議，促進中國工程地質力學的發展。

關鍵詞：工程地質；挑戰；未來

中圖分類號：TU741 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2017）06—0153—01

引言

進入21世紀，我國工程地質力學得到了快速的發展，并且一些相關行業在發展的過程中，對工程地質力學的應用也給予了高度的重視。在工程地質力學應用的過程中，所涉及到的內容非常之多，例如：地質考察、地質結構分析等工作形式。那么，在工程地質力學應用的過程中，就會出現很多的問題，進而影響工程地質力學應用的質量。

1分析我國工程地質力學現存的問題

工程地質力學在我國的發展中主要存在著地下工程和地面工程兩類問題，下面就將對其進行分析和探討。

1.1對工程地質力學的地下工程問題進行分析。有許多種類的工程地質力學的地下工程問題，他們都是與地質體有關。如地下隧道在施工項目中的交通問題，以及地下采空區的開采，這些都是巖石、水和硬度等特性，而地質體也影響著整個工程建設的投資和效果。通過實際調查，我們可以得出這樣的結論：在工程地質力學的地下工程的主要問題是由于卸載高地應力條件下地質體的破壞。

1.2對工程地質力學的地面工程問題進行分析。所謂工程地質力學的地面工程，就是在地面上所進行的各種基礎建設以及為滿足工程需要而對自然邊坡進行的改造。例如在公路和航道兩側的邊坡，在這些地面工程建設的過程中，也都會引起滑坡和泥石流等自然災害的發生。在實踐調查中，我們總結出了工程地質力學的地面工程所面臨的問題大部分都是在重力和水力等自然力的作用下，所導致的地質體破壞。

2對工程地質力學的研究方法中所存在的問題進行分析

由于工程地質力學是一門學科門類繁多，所以它對應于地質工程也是一個有條不紊、系統化的工程，它是相互影響、相互聯系的各個階段。在整個地質工程，根據不同的目的，和遇到的問題也會不同，這就要求工程地質力學研究的深層。在地質工程施工前，要做好施工現場和地質條件的調查和測量工作，確定后，再根據有關資料和施工方法。在偵查實踐中，我們看到了工程地質力學的研究方法和手段有很多種，但由于投資基金的存在，所以這些方法可以簡化實施，最后導致的結果，施工現場地質條件的測量是不準確的。在實際的調查研究，總結了工程地質力學的研究方法，最常用的是直接鉆法和位移監測方法。但理論上，后一種方法更合理。由于這種方法的成本很低，且動態測量的優點，它不是一個固定的點或區域，并且在系統的實施上不會破壞整個項目。然而，在實際施工中，采用這種方法還遠遠不夠，因此有必要研究和開發新的工程地質力學。

3對工程地質力學中的若干問題進行分析

由于工程地質力學所研究的對象主要是應用型，并且還需要對建設地點和地質條件的勘測和測量，同時還需要研究地質體的一系列問題，從而對工程中的一些問題進行解決。在工程地質力學中，所面臨的共性問題主要包括以下幾方面。

3.1本構關系。在實際生活中，最常見的就是連續介質力學，它的主要材料都是由離散顆粒所組成的，用來描述結果的是一個有限的方程。換一句話說，連續介質力學就是對應力與應變、應變率、速度梯度以及位移分別建立了相應的聯系。而且在工程實踐中，它通過對簡單的處理方法的應用，為力學解決了很多問題，同時也為力學領域做出了龐大的貢獻。

從理論上講，介質就是非連續的。在對地質體進行非連續性描述時，主要有兩種方法，第一種是均勻化，它是在連續介質的基礎之上，不考慮地質體的結構面影響，然后利用復雜的應力與應變的關系實現介質特性等效的效果。第二種是復雜化，它是考慮地質體的結構面影響，而使得結構變得復雜化，本構變得簡單化。

3.2初始狀態。在地質體的狀態下，初始狀態是相對的。地質體的初始狀態是以地質體演化過程為基礎的。例如，在邊坡開挖中，邊坡的初始狀態是開挖狀態。因此，研究和分析地質體和構造運動的演化是一個非常重要的過程。在地質構造中，初始狀態代表了它的特征。在工程地質力學也是非常重要的，所以它是描述地質體結構研究的一個非常重要的任務。在實際地質工程中，可以認為地質體初始狀態的應力、地質構造等特征對地質工程十分重要。

3.3地質體的演化過程。在地質體中，有很多的結構面存在，并且這些結構面還從不同角度影響著應力的作用，因此只有正確合理的建立一個力學模型，才能將應力作用體現得更為準確。在對結構復雜的地質體進行研究時，人們發現地質體地破壞的過程是由局部向整體進行演化的。所以研究人員就對這一問題進行了大量的測量和研究，并設計了很多力學模型，但最終，由于知識的不夠完善，導致了結果也不夠理想化。

3.4在環境工程地質中情形。研究自然地質作用對城鄉建設影響的環境工程地質學，考慮了人類工程活動對環境變化的影響，具有其獨特性、綜合性，對它的研究可以改善環境地質條件，減少自然地質災害，這對城市良好建設是很有必要的。如由于地下水的大量開采引起地面大范圍的沉降已成為現在大城市的普遍問題；地下交通和地下空間利用引起的城市開發、建設環境地質問題等等。

4總結

本論述對工程地質力學進行了簡要的概述，并針對工程地質力學在應用過程中存在的不足，提出了一些建議，從而有效提升了工程地質力學的應用形式，將其應用效果達到最佳，為相關行業的發展提供了重要的參考信息和數據，提升了其經濟價值，更進一步地促進了我國社會發展的進程。