工程地質力學

工程地質力學engineeringgeomechanics(21)，又叫巖體工程地質力學，是在工程地質學的理論基礎上以及大量的工程實踐中發展而來的，它是工程地質學和巖體力學相互滲透、相互融合的結果，是地質研究和力學分析相結合的產物。

工程地質力學幾十年來在我國的工程建設中做出過重大的貢獻，如治淮水利工程、武漢長江大橋、寶成鐵路、西北地區公路等一系列工程建設在複雜的地質條件下都取得了很大成功。隨着宏大的經濟建設的發展，各類工程建設特別是高精尖工程，如海底隧道、大跨度地下廠房，長隧洞、深鑽井、高邊坡以及地質要求極其嚴格的核電站工程，核廢料儲存、地下油庫、鋪設海底電纜、海底管道等等，都向工程地質學提出了新的要求和挑戰。

工程地質力學以野外地質測繪為基礎，注重工程地質條件的定性評價，而巖體力學是以材料力學為基礎，強調嚴格的力學試驗和數學計算。這兩門學科單獨地都不能完善地解決巖體穩定性評價問題，必須強化學科融合，發展一門邊緣學科來解決這個問題。巖體工程地質力學正是在這樣的歷史背景中得以創建和發展起來的。

工程地質力學是從工程地質學的觀點出發，運用地質力學的理論和方法研究巖體特性的形成和演變規律，同時運用巖體力學的理論基礎和方法研究巖體在受力條件下變形破壞的機制、物理狀態和力學屬性，最後結合工程要求，作出巖體穩定分析計算和評價。巖體是地質體的一部分，它是由各種各樣的岩石建造組合而成，後期又受不同時期及不同性質的構造運動及次生地質作用的影響。因此，巖體擁有複雜的原生結構和多期的構造遺蹟。岩石建造是巖體的物質基礎，它具有原生結構面和多樣的層組組合。巖體層組結構特徵不同，其工程地質特性也各不相同。巖體的構造形變主要為褶皺及斷裂系統，這種構造系統在時、空變化過程中具有複雜的型式及不同的發育特徵，它們對巖體工程地質特性有重要的影響。巖體的次生改變是指已有的物質組分及結構，產生蜕化變質面形成新的物質組分及結構，這種變化一般會導致巖體結構鬆弛和解體，使巖體工程地質特性弱化，危及巖體穩定。

巖體結構是巖體工程地質力學的基本概念。所謂巖體結構，即巖體中的結構面以及被這些結構面相互切割而成的結構體共同組合的型式，二者具有內在的聯繫，它們是地殼長期活動的結果，隨地球運動而不斷的變化和發展，同時在地應力和工程作用影響下也會變化和發展。因之，巖體結構的兩大要素即是：結構面和結構體。巖體工程地質力學把巖體看做是由結構面與結構體組合而成的有結構的地質體。結構面是指巖體中存在的各類斷層面、節理面、裂隙面、層面、不整合面、接觸面等的地質界面。結構體是指由這些地質界面切割的形狀不一、大小不等的各種各樣的地質塊體。

巖體工程地質力學的基本觀點是：①巖體是經受過變形，遭受過破壞的地質體，要研究在受力條件改變時，現狀的地質體再變形和再破壞的規律；②巖體為不連續結構體，巖體結構控制巖體變形和破壞規律，結構的控制作用遠遠大於巖體組成成分的控制作用；③巖體賦存環境條件可改變巖體結構力學效應規律；④在巖體結構控制下巖體具有多種力學介質和力學模型，力學機制複雜多樣。

巖體工程地質力學包括以下研究內容：

1．工程地質巖組的劃分及其特徵；

2．巖體結構及其類型劃分；

3．褶皺斷裂系統和構造應力場的地質力學分析；

4．軟弱結構面的形成過程及特性；

5．岩石和巖體的基本力學特性；

6．巖體的裂隙滲透特性；

7．巖體的變形，破壞機制；

8．巖體的應力狀態和穩定性分析；

9．巖體動力學特性；

10．測試技術及方法研究。

巖體工程地質力學的研究方法是應用地質學的勘測調查和力學分析計算相結合的方法。特別強調地質構造的研究，這種研究是以地質力學的研究方法為基礎，即分析斷裂構造形成的力學機制與空間分佈配套的規律，注意分析構造應力場。巖體工程地質力學研究的最終目的是：評價和研究巖體的穩定性。巖體穩定性是個相對概念，即不同的工程建築所要求的穩定標準是不一樣的。穩定性研究涉及範圍很廣，穩定性評價研究工作還包括預測預報的研究。