地质力学及其应用中的若干问题论文_罗仕洪

地质力学及其应用中的若干问题论文_罗仕洪

四川省水利水电勘测设计研究院 四川 成都 610072

摘要:本文主要针对地质力学展开分析,思考了地质力学中的一些关键性的问题,明确了地质力学相关问题的应用的问题,希望可以为今后的地质力学及其应用工作提供参考,提高应用的效果。

关键词:地质力学,应用,问题

前言

地质力学的研究要结合我们当前的工作实际,采用更加符合工作实际的研究方法和问题,进一步提高地质力学的研究效果,从而让地质力学可以更好的应用在工作中。

1地质力学

随着近年来逐渐发展的地质力学,国内开展了很多相关研究并取得较为明显的成效,尤其是西部大开发实施以来,随着大力开展的西部基础设施建设,更为关注地学及力学等领域,参与工程地质力学相关研究的人员日渐增多,逐渐形成不可忽视的、甚至具有世界影响的重要研究力量。但随着深入开展的工程地质力学研究,其发展是机遇与挑战并存,目前实际工程建设中出现以前无法解决的问题,因此应提高关注工程地质力学及其应用方面的内容。

地质力学不仅是力学也是地质学的分支,涉及地体演化等有关内容信息,工程地质力学研究对象为地质体研究目的是工程,利用力学等手段对工程有关问题开展研究工作,使工程世界亟待解决的问题最终得到妥善解决。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆地质力学随着近年来的不断发展,出现很多研究课题,但在实际建设中还依然存在很多经典工程地质力学无法解决的问题,主要是对地质体地力学及几何特性等进行探测。

2地质力学在研究和应用中面临的问题

地质工程大致可以分为两类问题:一类是地下工程,主要面对的问题是高地应力环境下卸荷后地质体的变形和破坏。第二类是地上工程,主要问题是地质体在重力、地震、水等自然环境影响下由自然因素影响而产生的规律。工程在建设时需要具备包括选址、勘察、设计、施工、运营这样几个步骤。因此为保障工程的合理科学的完成需要考虑在不同阶段所遇到的与工程地质力学相关的问题。

2.1地质体的稳定性及其安全预测问题。在大型的工程建设中,“避让”是一条非常重要的准则,有效的避让能够防止工程在施工过程中引起的失误或者整体失败,简单的说,地质体不稳定不进行避让工程建设一定会失败,不但影响正常工期的完成也造成了人力物力的相应损失,而选择适合的稳定性强的地质体进行工程建设无疑对工程本身具有极重要的价值和意义,而就目前我国的预测环境和条件来讲,主要是依赖地质工程师丰富的实践经验进行定性评估,以刚体极限平衡条分法为基础的边坡稳定性判断方法对滑面上的参数很敏感,而确定这些参数更重要的依赖于经验。当然,有个别工程也采用其他方式,因此给出可靠的分析方法并为大多数工程所应用还需要大量的工作要完成。

2.2探测地质体力学特性的方法问题。首先是进行选址,根据地形地貌特点通过多年的实践经验,判断建设的可能性,初步的选定工程建设的地点、线路及范围大小。再此基础上进行勘探,从而进一步的获得与工程建设相关的数据和资料。进而确定工程建设的可能性和可靠性。获得的数据和资料越全面必然的对工程建设的可靠程度越高。而在探测过程中因为环境、人力及经费等方面的限制往往无法达到预期的要求和成果,而工程地质力学也要求在实现地质考察的需要的同时能够研究出对应的适合于该类型勘察探测所需要的效果成熟的方式技术,如波动、渗流及表面位移监测的方式在不破坏原有地质体结构和状态的情况下能够有效勘测,但仍然不够,包括地质雷达等的应用都有对应的限制因素,而从力学的角度和方法探测力学参数,应该会更直接有效。

2.3地质工程防治的设计依据相关问题。在地质工程的进行中需要更多的了解地质体本身的变形等因素,因为地质体本身允许的变形比工程结构所允许的程度要大的多,而地质体与工程本身的相互作用比单纯判断山体稳定性及分析结构要复杂的多,因此需要了解更多的地质体初始形态、地质构造及地应力场分布,从而才能给出科学合理的工程设计。深入分析目前的地质工程技术还有很多需要探索的技术层面。

2.4预报地质工程安全的方法问题。涉及到很多复杂的难以整治的工程,为了避免及减少灾害的发生,保证财产和人员的安全等方面综合考量,需要预测灾害的破坏程度和发生的时间,这是一个迫切需要解决的问题,不但预测预防,同时也涉及到如何进行检测和分析的问题。而针对地质体的变化和演化,对其进行监测能够在数据上进行分析和研究,但是还会有突发事件的干扰和影响,虽然在实地监测过程和长久以来的实践分析中积累了丰富的经验,但是与理想的效果还是相差甚远。

2.5地学、力学与工程结合的问题。在长期的实践和研究中对力学和地学的结合以及对工程建设方面的运用一直是我国科学家看重的方面,但是在力学、地学研究成果应用上面临着不同程度的困难,因此在工程地质力学这门交叉学科上,必须遵循以地学为基础、以力学为手段和以工程为目的的基本思路,才能将各个学科有机的联系起来,从而对工程地质力学的发展起到推动作用以促使其具有进步意义。

3地质力学中的科学问题

3.1地质体的本构关系

连续介质力学是将由离散颗粒构成的材料,用有限的方程来描述,因为非连续介质的特性在手机中不会表现出来等而忽略这种介质带来的影响,所以在实际中把中介简化为连续的,这种采用比较简单的处理方法是很简单的,并能得到很好的结果,解决了实际工程建设中许多问题,被广泛运用与工程实践中。随着对力学不断的深入研究,产生了一些新的研究理论和方法,也需要监理一些比较复杂的本构关系。目前对于地质体地非连续特性的研究方法有两种,一种是均匀化,另一种是将介质的非连续特性概化。第一种方法是不考虑结构面上的力学特性,用复杂的应力应变关系将介质负载的特性等效,例如损伤模型,就是结构面的这种特性等效在连续介质的应力应变关系之中,是一种“复杂的本构、简单的结构”的方法。第二中方法咋不考虑结构面上的力学特性,是一种“复杂的结构、简单的本构”。比较这两种方法,第二种方法个具有生命力,需要进一步的研究。

3.2获得地质体的未知“初始”状态

前面已经对地质体的未知“初始”状态进行分析,对于这种未知“初始”状态的界定存在很大的困难,在对于一些问题进行记录,记录的时间较短并且在记录之前地质体进行如何的变形,这些都是人们不了解的。目前,人们都是根据地表特征、地貌特征进行定性判断,这是不够的,需要采用力学分析方法与手段给出定量化的结果。地质体有着复杂的的地质构成导致地质体具有非均匀的特性,在工程实际建设中,一些初始的地应力的测量方法存在一些问题,例如测量传感器的尺寸很小等,这就需要设置多个测量点。

3.3地质体有连续到非连续的演化过程的描述

地质体存在许多结构面,这些结构面影响应力场的分布,所以需要建立较合理的力学模型才能较为准确获得地应力场。地质体地应力形成新的分布式可以引发新的破坏,地质体地破坏是由局部引发整体的过程。人们对于这种力学过程进行描述与测量是非常俊男的,目前人们做出大量的力学模型,并进行大量的研究工作,由于存在一些基础理论知识与计算方法的不完善等元婴,研究结果并不是很理想。

4、结束语

综上所述,为了进一步提高地质力学的研究水平,提高地质力学的应用效果,一定要对其相关问题进行研究,提高地质力学的研究水平的同时,促使其更好的应用在经济社会发展中。

参考文献:

[1]熊巨华,刘羽,姚玉鹏.2014年度工程地质学自然科学基金项目受理与资助分析[J].工程地质学报,2017,06:1316-1325.

论文作者:罗仕洪

论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期

论文发表时间:2018/11/19

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