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地质工程、工程地质与岩体力学

时间:2010-09-18 14:37 来源:未知 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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今天在土木工程、矿山工程、国防工程建设中广泛存在着一种特殊工程,它是以地质体为工程结构、以地质体为工程的建筑材料、以地质环境为工程的建筑环境修建的一种工程。具体地说,如各种类型的边坡、地下洞室、地基等,它们都是地质工程(Geoengineering)。地质工程可分为两大类型,即岩体工程和土体工程。这类工程设计和施工必须密切结合建筑地段的地质条件,也就是说,在设计和施工之前,必须尽量查清建筑地段的工程地质条件,利用工程地质学、岩体力学和土体力学理论和方法进行地质工程设计,在工程地质学、岩体力学和土体力学原理指导下进行施工设计和组织施工。工程地质、岩体力学和土体力学是这类工程建筑的最最基础性工作。

    地质工程工作有三大支柱:1.工程地质学;2.岩体结构力学和土体力学;3.地质技术,包括:(1)勘察技术,(2)试验测试技术,(3)地质改造技术。这三大支柱工作如不做好,地质工程工作就难以做好。

    工程地质学是研究工程建筑的工程地质条件勘察、工程地质预测、预报及地质体改造原理及方法的应用性学科。工程地质条件包括:1.承载建筑物的地质体质量;2.工程建筑地区地质环境质量。工程地质预测、预报包括:1.工程地质条件预测、预报;2.工程地质灾害预测、预报;3.超前防治措施预报。过去的工程地质工作主要是研究工程地质质量评价,也就是说评价建筑地区地质条件好坏。今天工程建筑规模愈来愈大,涉及的地域愈来愈广,出现的问题越来越多,越来越复杂,工程地质评价不仅要求对建筑物修建前的工程地质条件进行评价;而且,要求对工程建筑后地质环境破坏、恶化的可能状况做出预测,对各类地质工程稳定性做出预测、预报,更重要的是还应该研究不良地质条件的改造问题。这是今天工程地质和地质工程研究的关键性内容。

    岩体力学是工程地质定量化的手段,是由工程地质和工程力学相互渗透形成的边缘学科。岩体力学是研究对地质工程建筑过程中应力扰动时岩体产生变形和破坏进行分析、预测、预报的理论和方法的科学,是水利水电工程、建筑工程、铁道工程、矿山工程、国防工程中存在的地质工程勘察、试验、设计、施工等的基础理论,也是地震、山崩、滑坡等地质灾害预报和防治的基础理论。岩体力学作为一个学科大体上出现于本世纪30年代。它的发展大体上经历了三个阶段。第一个阶段是从30年代至60年代,主要观点是将岩体看作是一种岩石材料,将岩体力学作为一种连续介质材料力学处理,这显然是不符合岩体地质实际的。60年代以后,一批工程地质和岩体力学工作者指出,不能将岩体看成是一种连续介质材料,在岩体力学研究中重视节理、裂隙的力学作用研究,提出了碎裂岩体力学观点,其核心工作是开展节理裂隙对岩体力学性质影响研究,在力学分析上仍然是连续介质力学方法。这是岩体力学发展的第二阶段。70年代以后,谷德振、L.Muller教授等提出了岩体结构观念。谷德振和孙玉科教授提出了结构面和结构体是岩体结构基本单元的概念及以地质为基础的岩体结构分类,推动着工程地质研究进入一个新阶段。孙广忠在此基础上,系统地研究了岩体结构及岩体结构力学效应基本规律,发现了岩体结构对岩体变形、岩体破坏、岩体力学性质控制方面一系列规律,提出了岩体结构控制论,创立了《岩体结构力学》理论体系,推动着岩体力学研究进入了第三阶段,即岩体结构力学阶段。在地质工程规模日益增大的今天,岩体力学的重要性愈益显得突出。但这门学科尚不成熟,尚不能满足地质工程建筑的需要,还需要通过大量的科学研究和工程实践使之成熟,更好地为地质工程建筑服务。


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