工程地质力学

岩体工程地质力学

工程地质力学是工程地质学的一门边缘学科。工程地质学和力学结合，并吸收地球物理和工程技术学科的成果，构成工程地质力学的基础。

简介

工程地质力学engineeringgeomechanics(21)，又叫岩体工程地质力学，是在工程地质学的理论基础上以及大量的工程实践中发展而来的，它是工程地质学和岩体力学相互渗透、相互融合的结果，是地质研究和力学分析相结合的产物。

研究内容

工程地质力学几十年来在我国的工程建设中做出过重大的贡献，如治淮水利工程、武汉长江大桥、宝成铁路、西北地区公路等一系列工程建设在复杂的地质条件下都取得了很大成功。随着宏大的经济建设的发展，各类工程建设特别是高精尖工程，如海底隧道、大跨度地下厂房，长隧洞、深钻井、高边坡以及地质要求极其严格的核电站工程，核废料储存、地下油库、铺设海底电缆、海底管道等等，都向工程地质学提出了新的要求和挑战。

工程地质力学以野外地质测绘为基础，注重工程地质条件的定性评价，而岩体力学是以材料力学为基础，强调严格的力学试验和数学计算。这两门学科单独地都不能完善地解决岩体稳定性评价问题，必须强化学科融合，发展一门边缘学科来解决这个问题。岩体工程地质力学正是在这样的历史背景中得以创建和发展起来的。

工程地质力学是从工程地质学的观点出发，运用地质力学的理论和方法研究岩体特性的形成和演变规律，同时运用岩体力学的理论基础和方法研究岩体在受力条件下变形破坏的机制、物理状态和力学属性，最后结合工程要求，作出岩体稳定分析计算和评价。岩体是地质体的一部分，它是由各种各样的岩石建造组合而成，后期又受不同时期及不同性质的构造运动及次生地质作用的影响。因此，岩体拥有复杂的原生结构和多期的构造遗迹。岩石建造是岩体的物质基础，它具有原生结构面和多样的层组组合。岩体层组结构特征不同，其工程地质特性也各不相同。岩体的构造形变主要为褶皱及断裂系统，这种构造系统在时、空变化过程中具有复杂的型式及不同的发育特征，它们对岩体工程地质特性有重要的影响。岩体的次生改变是指已有的物质组分及结构，产生蜕化变质面形成新的物质组分及结构，这种变化一般会导致岩体结构松弛和解体，使岩体工程地质特性弱化，危及岩体稳定。

岩体结构是岩体工程地质力学的基本概念。所谓岩体结构，即岩体中的结构面以及被这些结构面相互切割而成的结构体共同组合的型式，二者具有内在的联系，它们是地壳长期活动的结果，随地球运动而不断的变化和发展，同时在地应力和工程作用影响下也会变化和发展。因之，岩体结构的两大要素即是：结构面和结构体。岩体工程地质力学把岩体看做是由结构面与结构体组合而成的有结构的地质体。结构面是指岩体中存在的各类断层面、节理面、裂隙面、层面、不整合面、接触面等的地质界面。结构体是指由这些地质界面切割的形状不一、大小不等的各种各样的地质块体。

基本观点

岩体工程地质力学的基本观点是：①岩体是经受过变形，遭受过破坏的地质体，要研究在受力条件改变时，现状的地质体再变形和再破坏的规律；②岩体为不连续结构体，岩体结构控制岩体变形和破坏规律，结构的控制作用远远大于岩体组成成分的控制作用；③岩体赋存环境条件可改变岩体结构力学效应规律；④在岩体结构控制下岩体具有多种力学介质和力学模型，力学机制复杂多样。

岩体工程地质力学包括以下研究内容：

1．工程地质岩组的划分及其特征；

2．岩体结构及其类型划分；

3．褶皱断裂系统和构造应力场的地质力学分析；

4．软弱结构面的形成过程及特性；

5．岩石和岩体的基本力学特性；

6．岩体的裂隙渗透特性；

7．岩体的变形，破坏机制；

8．岩体的应力状态和稳定性分析；

9．岩体动力学特性；

10．测试技术及方法研究。

研究方法

岩体工程地质力学的研究方法是应用地质学的勘测调查和力学分析计算相结合的方法。特别强调地质构造的研究，这种研究是以地质力学的研究方法为基础，即分析断裂构造形成的力学机制与空间分布配套的规律，注意分析构造应力场。岩体工程地质力学研究的最终目的是：评价和研究岩体的稳定性。岩体稳定性是个相对概念，即不同的工程建筑所要求的稳定标准是不一样的。稳定性研究涉及范围很广，稳定性评价研究工作还包括预测预报的研究。

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