岩体工程地质动力学基本原理分析

■严明

（广西壮族自治区二七O地质队广西柳州545300）

岩体工程地质动力学基本原理分析

■严明

（广西壮族自治区二七O地质队广西柳州545300）

岩体工程地质动力学是岩体工程地质学的重要组成部分，其作为一门基础性学科具有很强的实用性，研究的是与工程建设相关的地质问题，对其的研究能够促进我国地质研究工作的发展，对于建筑行业以及与地质学有关联的行业也有很大促进作用。本文对岩体工程地质动力学基本原理进行了分析，旨在促进我国岩体工程地质动力学研究工作的开展。

岩体工程 地质学 地质动力学 基本原理

对于岩体工程地质学而言，它是工程地质学的重要组成部分。工程地质学是一门基于应用的基础性科学，研究的是与工程建设相关的地质问题。经过半个多世纪的发展，在我国工程地质工作者的努力下，我国工程地质学理论体系逐渐形成，并且形成了具有我国特色的地质研究工作方法，工程地质研究工作的核心工作是分析工程地质问题，以实现对工程地质的最终评价作为目的。

1　岩体工程地质动力学基本原理

岩体工程地质动力学揭示岩体与各类工程地质动力动力因素是其基本任务，它研究的主要内容是岩体物质和结构的动力学成因与特性、岩体赋存的动力学环境、岩体的动力学行为与过程、岩体工程防灾原理。对于岩体工程地质动力学而言，它的基本观点是岩体以及工程地质特性是由于地球的动力学作用产生的，这也就是我们通常所说的“动力成因观”。

岩体与动力学环境相互作用所产生的结果被称为岩体的工程行为。需要指出的是此处的动力学环境指的是地壳动力学和工程扰动环境，这就是我们通常所说的“动力作用观”。岩体与环境之间的相互作用在被调节的过程中会使岩体的潜在能力被调动出来，这是实现工程地质防灾的基本途径，这就是我们通常所说的“过程调节观”。

2　关于岩体地球动力学形成原因及其地质特点

岩体工程地质动力学工作的基本内容使对岩体地质特点的研究，我们可以通过所学的地质学知识对每一种成因不同的地球动力进行了解。岩体的成因不同所具备的的地质特点也不相同，不同之处在于岩体的物质构成及其构成岩体成分的结构特点。

内力作用成因以及内力作用支配下的内外力合力的作用成因是岩体的地球动力学的两种形成原因。对于内力作用成因而言，它拥有较高的压力以及成因，在这种作用下形成的岩体一般多为结晶矿物质构成沮构成密度相对较高大多是挤压形成的矿物质定向排列结构或者块状结构。然而在内力作用支配下的内外力合力作用而形成的岩体主要为风化产物以及原岩矿物质。

一般来说，决定岩体基本特性的是岩体构成。在不同的力学作用下所形成的岩体不同，并且岩体的物质构成以及宏观组成也不相同。这就说明岩体的工程地质特性与力学差异有明显的差异性。例如沉积岩和岩浆岩的区别就不单纯的在于它们的物质构成的差异而更为重要的是它们拥有的层状以及块状的差异性。

3　岩体的地壳动力学环境与工程地质意义

对于岩体地质特性以及力学行为而言，二者的重要控制因素是岩体赋存的地壳动力学环境，要想揭示其内在规律，需要将岩体工程地质问题放在特定的地壳动力学环境中来考察。

岩体的地壳动力学环境主要包括高地应力环境、地下水环境、地球物理场环境、热动力学环境。高地应力环境主要指的是构造的活动性、地震动力以及地应力等环境；地下水环境指的是水循环与地下水渗流场和物理化学厂环境；地球物理场环境指的是密度与重力、介质力学性质、物性与电阻率、地磁学、地热与地温等环境；热动力学环境指的是气候与冻融作用等环境。

研究岩体地壳动力学环境的工程地质意义在于：

（1）工程建设的内动力地质环境包括很多，这些工程建设之前所考虑的内动力地质环境主要受到板块相对运动的强大动力控制，这些内动力地质环境主要包括：区域地壳运动的模式、岩体的成因与地质特性、活动断裂的性质与分布、地震稳定性强弱与区域特征、地应力的分布与集中程度，以及大地形变的速率等；

（2）工程建设所要考虑的外动力地质环境决定了工程建设的地质安全，并且与工程结构以及开挖扰动共同支配着地表动力改造过程，这些外动力地质环境主要包括大地变形特征、地形地势特征以及区域气候模式的变化等，这些外动力地质环境都是在地壳动力学过程中来主导的。

4　岩体动力学行为—以汶川地震为例

地震活动我们都很熟悉，正是地震活动为岩体受到的破坏提供了动力学条件。在2008年发生的汶川大地震就大面积出现了山体结构松动以及滑坡崩塌等地质灾害现象，这就要求我国地质工作学者要加紧对岩体动力学的研究进度。

对于岩体动力学问题的研究，大致可以分为2个方面的基本内容，第一方面的内容是山体或者是边界地质体在地震波动方面的响应，第二方面内容是关于岩体的结构动力学响应，还有动力变形破坏机制。

虽然说人们已经开始岩体结构动力学方面的研究，但是岩体结构动力学方面的研究成果还依然很少。笔者认为关于岩体结构动力学问题的研究除了以上两个方面的基本内容之外，还应该增加岩体结构的震松机制以及不可逆结构变形等。

在汶川地震发生以后，我国很多地质工作学者对山体的动力响应进行了考察，在考察过程中发现了很多特殊现象，“山扒皮”以及“鬼剃头”是最普遍的两种现象。山扒皮指的是地震所诱发的山体破坏，这种现象主要发生在破表具有一定厚度的岩体中，地震滑坡主要发生在表层岩土中，会使表层岩土体发生崩落或者是抛射现象。鬼剃头则是指山体的破坏在坡顶表现更强烈。

5　总结

总而言之，对岩体工程地质动力学的研究还依然处于探索性阶段，关于它的基本概念以及基本原理处于萌芽状态，很有很长一段时间的成长道路要走。但是对于岩体工程地质的科学问题以及基本理论还需要我们从动力学、相互作用和过程的视角对其进行重新审视和整体，这是一条很值得去深入探索的道路。对岩体工程地质动力学科学问题以及基本理论的探索可以提升我们对岩体工程地质动力学的认识水平，并且能够提高我们利用所用岩体工程地质动力学知识解决实际问题的能力，可以使对工程地质学科的研究向着定量化方向发展。笔者在本文中的浅析能够促进岩体工程地质动力学研究工作的开展，推进这一研究方向走向成熟。

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

[2]唐春安等.汶川地震中的不平浅层碎裂与抛射模式及其动力学解释一坟川大地震工程震害调查分析与研究 [M].北京:科学出版社,2009.

P624[文献码]B

1000～405X（2016）～4～353～1