岩体工程地质动力学基本原理

吴英

摘要:工程地质学是地质科学研究学科实施应用的方法之一，应作为其学科发展的主要方向进行研究。作为一门学科，工程地质学的发展已经有百年的历史，在大量的工程实践当中逐步发展出了自己的学派与理论，并随时代科技的进展，实践手段的日趋成熟，工程地质理论的研究也在不断进步。本文通过对工程地质中岩体动力学的基本原理进行阐述分析，希望对相关工程技术人员有所启迪、帮助。

关键词：岩体；工程地质动力学；基本原理

工程地质学当前的主旋律是通过地质科学与工程科学相结合，有效解决工程建设及资源开发当中的工程地质问题。下面，进一步对岩体工程地质动力学的基本原理分几点进行阐述分析。

一、岩体工程地质动力学的出现与发展

在工程地质理论思想的形成源起于前苏联。在我国上世纪60年代，在北京地质学院中，学者专家对国内外的工程地质学研究成果进行了汇总，编著了我国的第一部工程地质学的专项研究教材。在这之后，经过我国工程地质学研究专家与相关工作者的不断理论研究与工程实践，在此领域发展的规模盛况空前，有数百本专项论著问世，数以万计的课题研究论文，对我国工程地质学研究理论体系的创建与完善起到了不可估量的重要作用。张倬元在著述中表达的岩体工程地质的成因演化论思想，王思敬等人对工程地质的衍化、发展做出的进一步阐述分析，都对我国岩体工程地质动力学的研究起着重要的奠基作用。经过不断的发展，当前对岩体工程地质的衍化理论的基本思想已经趋向于成熟，大致定位两个基本内容，包括成因决定论与演化改造论两项。其核心思想大致为：第一，地球因受其内外动力地质作用的影响，岩体工程地质条件随之形成，且还会在内外地质动力的不断作用下继续演变。第二，内外地质动力的契合作用掌握着工程地质的条件与问题。内动力将牵动着外动力的地质作用的基础条件，外动力同样影响着内动力的作用结果。这种契合，让工程地质条件形成了复杂化的局面，也同样造成了诸多工程地质问题。

二、岩体结构控制理论及工程地质动力学的结合研究

岩体工程地质动力学是对工程地质力学的延伸，以其为基础建立的对岩体进行的专项行为科学，是我国本土发展的岩体工程地质理论学说。自上世纪60年代起，由谷德振为首的我国的一批优秀的工程地质学家便将地质力学的基本理论作为指导思想，对地质体的形成、因素、结构等进行了深入研究，结合地质结构控制中的工程行为规律，对岩体的最主要特征为岩体结构特征做出了进一步验证，并提出了相应的岩体工程地质力学理论系统。下面，通过几方面的阐述分析对岩体工程地质力学的基本原理记性阐述分析。

1.岩体的结构性

岩体结构性课题的提出具有划时代的意义，是我国岩体工程地质力学研究的分水岭。它颠覆了传统的思维模式，让人们对岩体工程行为的分析与评价当中，必须要将岩体结构的作用因素考虑在内。地质内外动力作用下产生出的岩体结构，使其结构具有随即性，不同的岩体形成过程会对其结构产生不同影响，出现不同的特征。与此同时，不同结构的岩体表现也会出现不同的工程行为特征。为对这种因结构不同而产生的工程行为的异样，相关专家也提出了岩体结构的分类体系，其中包括有层状、块状结构，破碎、松散结构等等。岩体结构有其自带的等级体系，主要表现为地质结构面与岩体的等级排序性。岩体在工程地质力学中的结构面共被分为五级，分别为深大断裂面、公里单位断层不连续面、百米单位小断层地质结构面、十米节理结构面、小节里罅隙等。

2.岩体结构控制岩体的地质工程行为

岩体结构控制岩体的工程行为作为岩体工程地质力学当中最为基础的理论依凭，经过多年的发展，已经形成了我国自有的理论体系，即岩体结构控制理论。岩体结构控制中的作用主要体现在对岩体工程性质的控制与岩体破坏模式上的控制上，也同时表现在对岩体工程问题周边条件的控制与地质环境下作用规律的控制上。

3.岩体与工程结构的关联

岩体与工程结构的关系十分微妙，二者相互依存，又相互作用，形成了统一的整体。在我国自我形成的工程理论中，有学者将地质相关的工程称作地质工程。随后的学者又进一步将地质环境与工程活动的相互作用进行了验证，较为完整的对这种依存、作用进行了强调。工程结构要立足于岩体之上，将岩体的各项工程行为特征进行充分考虑。同时，人们也会保障地质安全，在工程前做出岩体特性的改良，充分开发岩体潜力，并且也要对其进行工程措施的加固，根本上改善岩体性质。

三、岩体工程地质动力学的基本原理

在岩体工程地质动力学说中，其首要任务即是阐述岩体及相应工程地质动力因素的相互作用规律。岩体工程动力学的基本研究线路分为岩体与其结构的动力学成因、特性；岩体所依存的地壳动力学环境；以及岩体的动力学行为与发展过程。岩体工程地质动力学的发展方向立足于岩体的地质特性和地球动力学环境的基本方针，将岩体结构动力学作为其行为要素，将模拟分析作为动力学解析手段，从而在根本上保证工程中地质安全的理想化追求。岩体工程地质动力学其主要观点用具体语言概括应为：动力成因观，即岩体与其工程的地质特性是因地球动力学作用下产生的特殊地质；岩体的工程行为作为岩体及其动力学环境相互作用所形成的结果，即是所谓的动力作用观，在这里，动力学环境指的是通过地壳动力学以及工程扰动环境下进行的环境影响；过程调节观，即是通过对岩体与外部环境相互作用过程的调节，对岩体的潜在能力充分挖掘、开发，以此作为达到工程地质安全的基本路径。在岩体工程地质动力学当中，其变形与强度行为是岩体的基本力学行为，其研究的基本内容也即是对应力环境下变形与强度的相应行为的序列特征。

结语：

本文同过对我国工程地质力学的发展，以及岩体工程地质动力学的基本原理进行简要概述分析，对工程地质动力学的衍生、发展，以及如何拓展为岩体工程地质动力学理论的范围等等进行了充分陈述，希望通过本文能对相关科研人员有所帮助，为我国的岩体工程事业进献自己的绵薄之力。

参考文献：

［1］王思敬，黄鼎成主编． 中国工程地质世纪成就［M］．北京:地质出版社2004．

［2］伍法权等著． 复杂岩质高陡边坡变形与稳定性研究［M］． 北京: 科学出版社，2008．

［3］祁生文等． 岩质边坡动力反应分析［M］．北京: 科学出版社，2007．