工程地质力学及其应用中的若干问题研究

2016-04-14宋扬司马磊磊

地球 2016年12期

关键词：工程过程方法

■宋扬司马磊磊

（辽宁地质工程勘察施工集团公司辽宁本溪110031)

工程地质力学及其应用中的若干问题研究

■宋扬司马磊磊

（辽宁地质工程勘察施工集团公司辽宁本溪110031)

随着居民生活水平的提高以及科学技术推动社会的不断进步，一些高科技产物逐渐进入人们的生活，比如火车、高铁等等，这些工程的实施都离不开工程地质学的应用。工程地质力学始终潜移默化地影响我们的生活，但是随着技术的改革和进步以及高科技产物的更新换代，对工程地质力学的研究人员提出了更高的要求，因此研究人员应该结合目前工程地质学应用的过程中存在的问题，选取正确的解决措施，并对已有的理论知识和分析技术进行变革，从而扩大工程地质学的应用范围。本文通过对目前工程力学应用过程中存在的问题进行探讨和研究，并提出有利于其发展的几点建议。

工程地质力学应用技术改革

随着研究人员对工程地质力学研究的深入，工程力学在技术和应用方面得到了很大的提升，但是相应的也出现了很多问题，作为一个典型的发展中国家，在一些工程的实施和建设过程中需要工程地质力学的参与。但是就目前的发展形势来看，工程地质力学的发展比较迅速而且逐渐趋于成熟，但是在应用的过程中依然存在许多问题，影响了工程的正常进度，那么如何解决这些问题，从而使工程地质力学的理论知识得到更好的应用成为目前技术和研究人员的首要任务。

1 工程地质力学

工程地质力学又被称为岩体工程地质力学，主要通过工程地质学的理论基础以及大量的工程实践得出来的概念，主要结合了勘测、力学和分析技术，其又是工程地质学和岩体力学相互渗透的结果。工程地质力学以地质力学所用到的研究方法为主，用来评价岩石的稳定性、工程环境的地质构造等施工条件，不同的工程往往会采用不同的实施标准，这就需要工程地质学理论知识的参与，测试并勘测工程环境，预测工程数据，从而制定适合工程的实施标准，发现并解决工程中可能出现的问题，以保证工程的顺利实施。

2 工程地质力学目前存在的问题

2.1 工程地质学中地下工程存在问题

对于地质工程来讲，理论和实践总是存在差距，因为实践过程中总会出现不可避免的问题，比如地下工程的建设。地下工程建设的隧道建设过程往往会遇到矿山开采后留下的空洞，加大了施工难度。另外，对复杂的地下岩石构造来说，在施工之前如果没有对岩石的内部结构、材质以及地下水流通路线和透水层等进行充分地勘测，特别是地下水水位的变化，如果超过一定范围会软化地下岩层，造成地基不稳，降低岩层的抗压性，很容易延缓工期并对工程的质量造成致命的影响。研究人员在面对地下结构问题时想出了物理模型实验的方法研究地下岩层结构和矿山开采遗留的岩洞结构，但是到目前为止只出现了少数几个可用的平面实验模型和三维实验，而且由于这些内部结构过于复杂，简单的模型并不能完全模拟洞室的施工过程，这样就会加大施工难度。

2.2 工程地质学中地质环境带来的问题

对于大自然这个造物主来说，自然环境是一个比较复杂的存在，工程实施过程中经常会遇见许多自然问题。首先是常见的自然灾害，比如山体滑坡、泥石流等常见的现象，此外施工过程中如果对岩体的切割不恰当会引发崩塌等事故，从而造成生命安全和财产的损失，为施工的完成埋下了很大的安全隐患。另一种情况是特殊的自然环境，比如海港建设中会存在较为松软的海底沉积物和海底滑坡的现象、建设水库引起的泥沙沉积现象、铁路等建设中面临的冻土和沼泽等现象。这些环境问题如果得不到很好的解决，势必会影响工程地质力学相关工程的质量。

2.3 工程地质力学研究方法的问题

工程地质力学在工程的实施和建设中有着不可或缺的地位，但是其对相关工程的研究方式和方法依然存在许多问题。大部分工程在进行过程中通常会受到人力、财力等资源的限制，许多实施办法在应用的过程中被简化，不能得到准确的测量和监测结果，达不到预期的效果和目的。目前常见的研究方法主要包括位移监测法和直接钻孔开挖法，研究方法比较单一，虽然有全面的工程地质力学的理论知识作为基础，但是却不能满足实际工程建设的需要，也不能保证工程的质量和工期。

3 具体的实施办法

3.1 做好工程的准备工作

在工程开始之前需要对环境进行全面的勘测，利用工程地质学的理论知识和地质测绘的方法，对工程实施地的水文环境、地形地貌、岩层结构、地下水和地下空洞等情况进行充分地勘察和了解；对于地面塌陷、滑坡、泥石流等自然灾害频发区要做好防护措施，降低工程的安全隐患。此外对于地下空洞等特殊的地质结构还可以通过地下结构模拟实验的方法，通过三维模拟实验研究支护对地应力的影响，塌落拱和支撑体的形状和大小。还可以引进先进的仪器，比如高精度的位移测量仪、内窥摄影仪等，以获得可靠的勘测数据，从而对工程的实施环境进行全面的掌握，为工程的实施做好准备工作。

3.2 工程地质力学研究方法的改进

要改变地质力学研究方法单一的现状，研究人员要有创新精神，通过多种研究方法并用的方式保证工程的正常施工。常见的研究方法主要有：地质分析法，通过已有的地质现象推测其未来的发展状况；力学分析法，通过各种模型的建立完成各种参数的计算；工程类比法，寻找不同工程之间的共性，经验主义占主导；实验法，通过野外条件下的现场试验了解岩层等结构的实际参数。在工程实施过程中将之中方法有效地结合，才能实现工程价值的最大化。

3.3 做好工程地质力学的长期观察工作

简单的来说就是做好工程的监测工作，可以设立长期的监测站，和专门的监测技术人员，随时对工程的现状进行监测，并及时地反馈监测信息，降低工程的安全隐患，例如监测地下水的变化情况（水位、温度等条件）；对自然灾害进行实时掌控，及时采取预防措施；对施工引起的地表坍塌、崩塌等突发事故提前设定好预防措施，以保证地质力学工程的工期和质量。