地质力学在地质工程一体化中的应用研究

谭何

贵州天行明德咨询服务有限公司 贵州贵阳 550000

1 地质工程一体化概述

地质工程一体化实际上就是“地质”与“工程”进行融合的一种概念理论。其中“地质”主要指以油气藏为中心所进行的地质油藏表征、地质建模、地质力学、油气藏工程评价等的综合研究；“工程”则是指在勘探开发工作中针对从钻井至生产等一系列钻探与开发生产工程技术和解决方案开展针对性筛选、优化，同时为其实际作业生产提供指导。而将这两方面概念思想联系起来就形成了地质工程一体化理论，即围绕提升单井产量这一目标，将三维模型作为核心、将地质—储层研究作为基础基础，在丛式水平井平台工厂化开发方案中针对各种关键性挑战进行具有前瞻性、针对性、预测性、指导性、实效性以及时效性的研究，并将之加以有效应用。同时，地质工程一体化中通过高效的组织管理与作业能够进行相关学科知识与工程作业经验的有效积累，从而使钻井、压裂等相关技术方案得以在已有经验的基础上进行不断优化调整，最终实现工程效率与开发效益的同步提升。可以说，地质工程一体化在相关地质工程领域的发展中具有极高应用价值[1]。

2 地质力学对地质工程一体化的现实作用

在地质工程一体化中，其许多工程问题都需要结合多种学科的知识方能够更为有效的解决，而地质力学正是解决工科专业发展与工程实际中力学难题的一个专业领域。目前，地质力学已经在地质工程中得到了较多的应用，如地质考察、地质结构分析等工作都涉及到地质力学的应用。而在地质工程一体化中，地质力学的应用同样有着重要作用。

首先，地质力学能够有效判断各种地质体问题。地质工程一体化中的许多工程地质力学的地下工程问题都与地质体存在紧密联系。如地下隧道施工中的交通问题、地下采空区开采问题等，都牵涉到岩石、水与硬度等地质体的特性问题，因此地质体对地质工程一体化工作的影响是毋庸置疑的。就地质工程一体化中地下工程所面临的各种主要问题，其多是因卸载高地应力条件下地质体被破坏导致，所以地质力学恰恰可以针对地面上各种基础建设进行改造，使之能够符合工程要求。因此，地质力学可以帮助人们判断地质体问题并提出解决方法。

其次，地质力学为地质工程一体化提供了设计依据与分析方法。判断地质体问题仅是工程建设的一个环节，此外还有许多内容如山体变形、工程结构等都需要进行研究。这就需要人们有一套科学的研究依据和分析方法。地质力学的相关理论和研究方法恰恰为地质工程一体化进行这些问题的研究提供了帮助，使实际工程建设中的各种问题都能够进行科学规范的研究分析[2]。

3 地质力学在工程地质一体化中的应用

3.1 应用于本构关系的处理中

在现实生活中，连续介质力学是人们较为常见的，其是用来描述结果得失的一个有限的方程。而在具体工程中，连续介质力学能够利用一些简单的处理方法来解决实践中的许多问题。而地质力学的应用则可以通过多种方法来表达，因此地质力学最终得到的效果也是不同的。在地质力学中，连续地质力学是其最具代表性的研究内容，因其研究内容较多，范围较广，所以其应用与工程地质一体化中可以通过对应力与应变、应变率、速度梯度等内容间的联系来处理地质工程一体化中的本构关系，使其中许多复杂的问题可以被简化为连续性的内容，进而为地质工程一体化的研究产生推动作用。

3.2 初始状态理论的应用

初始状态是地质力学中的一个重要研究内容和重要理论。其核心理论认为地质体的初始状态不是固定的，而是一种相对而言的状态。具体而言，地质体初始状态实际上是基于地质体演变过程而开展的，因此初始状态应用到地质工程一体化中可以帮助其建设和研究解决许多问题。例边坡开挖过程中边坡的初始状态就是开挖状态。而在具体的地质工程中，地质体初始状态则可以被看作是应力、地质构造等。因此在实际工作中应用初始状态理论展开研究和相关调查，能够更好的把握工程的初始化状态，进而通过初始状态的研究与分析为地质工程一体化提升经济效益与社会效益带来支撑。

3.3 地质力学在地质体演化过程中的应用

地质力学在地质工程一体化中的应用还体现在其能够用于地质体的演化过程研究，进而帮助工作人员更好地掌握自然灾害、演变形式以及地质的未来发展方向等。在地质体中往往会有许多不同的结构面，这些结构面都会对地质应力产生一定影响。因此在利用地质力学进行地质体演化过程的研究时就可以通过合理构建力学模型来更为直观、准确的将应力作用呈现出来，从而为人们进行复杂结构的地质体演变过程的研究提供参考依据。目前，地质工程一体化中已经针对地质体演化过程研究开发出多种力学模型，但这些力学模型多少都存在一些缺陷，还有待进一步完善。因此在未来应用地质力学进行地质体演化过程的研究时就需要进一步强化局部研究，深入挖掘地质体各部分演变发展的方式与方向，从而为我国工程建设发展提供更多参考资料[3]。

4 结语

综上所述，地质力学作为地质工程研究与建设中的一个重要的学科领域，其中蕴含许多理论和研究方式方法都能够被应用到地质工程一体化中，并对地质体问题的判断和实际工作中研究方法的丰富起到积极促进作用。因此，在地质力学的实际应用中，工程人员就需要充分借助地质力学对地质工程一体化中的本构关系处理、初始状态研究和地质体演变过程研究等进行探索分析，从而最大程度地保证地质工程一体化研究与建设的经济效益和社会效益。