工程地质力学

① 土体地质工程设计问题

1.土体地质工程设计中不确定因素

土体地质工程设计中的困难在于：①地质模型难于准确地给定；②工程地质力学参数难于准确地给定；③粘性土降水很难做到符合设计要求；④施工质量也常常达不到设计要求。以基坑工程来说，目前基坑工程是有风险的。原因在于：

（1）目前对基坑边坡破坏机制还不都很清楚，这表明目前基坑设计在理论上还不成熟，用什么理论进行支护设计，还不是很清楚；

（2）目前取得的土体力学参数与实际相差很大，有的说土体强度试验结果可能比实际低了30%左右；有的说土体的湿度具有控制作用，而土体中的湿度是很难搞清楚的，试验结果到底是高还是低很难说清；就变形模量来说，目前实验室测得的变形参数仅为几十至几百MPa，而反分析得到的可高达1000～1200MPa。原因可能在于试验取样时把土体受的围压取消了，这就造成试验结果与实际不符。目前看来，比较好的办法是采用变形监测反分析的方法来取得这些参数。

（3）目前对土体中应力（即地应力）还不清楚，现在在设计中都是采用γh来估算土体中应力，实际上并不一定都符合实际。土体中除有自重应力外还有构造应力，著者在北京市航空干部管理学院主楼基坑下4m深处淤泥层中就见到过“X”节理，这是土体中水平地应力为第一主应力的表现，垂直地应力为第二主应力，这表明土体中确实存在有构造应力。看来需要进行土体中的地应力测量。

（4）土体结构，在土体地质工程建设中土体结构常不被重视，这是土体地质工程建设中出事故的重要原因之一。软夹层层状结构更具有特殊意义，这种结构常被误认为层状结构，而且软夹层常不连续，而且厚薄不均，极不稳定，但是它是极为重要的土体结构单元。

（5）地下水也是很难搞清楚的一项土体赋存环境因素：①它具有很大的不确定性；②地下水探测技术还不能把所有的隔水层和含水层都搞清楚，很难给出可靠的地下水模型，这样一来，就给土体地质工程设计带来不确定性。

在进行土体地质工程设计时必须考虑到上述因素，不要以确定论观点看待设计结果。

2.土体力学分析方法问题

（1）土体破坏机制：土体地质工程设计中的一项重要工作是土体力学分析。土体力学分析结果的可靠性主要决定于力学模型。力学模型确定的正确与否则决定于对土体破坏机制的判断。目前采用的土体力学模型多数是采用库仑—莫尔模型，实际上是认为土体破坏机制是剪破坏，这不完全符合实际。实际是土体破坏机制受土体结构控制。在土体结构控制下土体有多种破坏机制，也就是说有多种力学模型，详见“土体结构控制论和土体力学原理”部分。

（2）土体力学介质及土体力学分析方法：目前土体力学分析主要是用单一的连续介质力学方法。这并不符合土体实际，土体实际是具有多种力学介质，应该采用相应的力学方法进行力学分析。在第四章“土体结构控制论与土体力学原理”内谈到过，土体至少具有三种力学介质和三种力学分析方法。这是由土体地质特点或者说土体结构特点决定的。

② 　工程地质力学的建立与进展

60年代中国学者在大量工程地质实践的基础上，认识到构造的重要性，从而提出了“岩体结构”的观点。同时，法国的岩体力学学家Muller L等也认识到岩体结构的重要性。70年代谷德振等提出“岩体工程地质力学”的新概念。它以地质历史的发展过程——建造与构造，并运用地质力学观点，研究了岩体的工程地质特性及力学的成因问题。它包括了岩体结构的解析和表征，岩体结构的力学特性和效应，工程岩体变形破坏机制的分析，工程岩体稳定性的预测和评价等一系列问题。现已初步建立了工程地质力学的理论体系与研究方法。俄罗斯学者最近认为应考虑土体结构。这样工程地质力学就应将岩体和土体的工程地质力学都包括在内。

80年代岩体工程地质力学进一步发展，提出了岩体结构力学新概念。它主要研究地质模型的力学效应，即把地质模型转化为力学模型，在此基础上进一步将力学模型与岩体变形破坏机制有关要素，转为定量的数学语言表达，进行岩体稳定性的力学分析，作为工程设计的依据。

对于土和土体的工程地质研究，最初是把土作为连续介质，但由于土的特殊物质组成和结构连接，其应力-应变关系为非线性随时间变化的流变状态，因此不仅从宏观力学上用模型方法，而其从土的微观结构，通过各种结构类型加以量化，建立土的微观力学模型，这在国内外都取得了相当大的进展。

中国对软土、黄土等特殊性土以及软岩、泥化夹层的流变特性和模型研究，解决不少实际工程中土体变形、地基稳定分析等问题。土的微观结构研究由于测试技术的发展，在80年代进展较快。取得的重要成果有：制样技术上由风干法发展为冻干法，探讨了土的结构对其蠕变及强度的影响，对粘性土及一些特殊性土的微观结构和工程地质性质关系，以及对微结构的计算机图像处理技术等。近年来工程地质学家认为土体结构既然对其工程性质有重要制约作用，就应把建立土的结构性本构（计算）模型作为核心问题，提出发展“土体微结构力学”作为土体工程地质研究的新领域。

工程地质力学的发展要求地质研究与工程高度结合，发展工程结构和地质结构的依存关系和相互作用理论。近年来王思敬等采用系统科学原理，提出了工程地质力学综合集成理论和方法（The Engineering Geomechanics Meta-Synthesis，简称EGMS），以期使工程地质力学的定量评价和预测提高到新的水平。

③ 考研工程力学和工程地质学有什么区别

工程力学涉及众多的力学学科分支与广泛的工程技术领域，是一门理论性较强、与工版程技术联系极为密切的技术基础权学科，工程力学的定理、定律和结论广泛应用于各行各业的工程技术中，是解决工程实际问题的重要基础。其最基础的部分包括“静力学” 和“材料力学” 。
工程地质学是研究与人类工程建筑等活动有关的地质问题的学科。地质学的一个分支。工程地质学的研究目的在于查明建设地区或建筑场地的工程地质条件，分析、预测和评价可能存在和发生的工程地质问题及其对建筑物和地质环境的影响和危害，提出防治不良地质现象的措施，为保证工程建设的合理规划以及建筑物的正确设计、顺利施工和正常使用，提供可靠的地质科学依据。

④ 　我国工程地质的研究现状

我国的工程地质学经过近50年的发展，今天已成为一门研究内涵丰富、理论体系严谨，具有中国特色的综合性学科，并且是国际工程地质界的重要一员。

纵览中国工程地质学的研究领域，是相当广阔的。主要的有以下几方面：

一、岩体工程特性研究和岩体工程地质力学的创立

大量的岩体工程实践遇到的是地基、边坡和地下工程围岩的变形破坏问题，促使工程地质学家与岩石力学家、土木工程师们关注对岩体介质特性的研究，认识到岩体与岩石是既有着本质区别又相互联系的介质。著名工程地质学家谷德振和他的同事们在一系列岩体工程勘察中，发现岩体的力学性质和行为主要受控于软弱结构面的展布，包括层面、断裂面、节理、片理等，使岩体成为非连续、非均质、各向异性的介质。他们首先从地质建造着手，划分工程地质岩组，运用地质力学理论方法，研究结构面的形成机制和空间分布规律，进而研究岩体结构特性，划分岩体结构类型。再按不同结构类型和工程建筑要求进行岩体力学试验及测试，最后再根据岩体结构特征和力学属性，建立力学模型作数学模拟和稳定性分析。将工程地质学与地质力学、岩石力学有机地结合起来，创立了岩体工程地质力学。它的理论体系、研究思路和方法，在国际上独树一帜。

20世纪80年代中期以来，在中国科学院地质研究所设立了工程地质力学开放研究实验室，吸收国内学者共同协作，开展工程地质前沿课题和生产上需要解决的问题的研究工作，每次学术委员会上都要讨论工程地质学发展的趋势和应制定的科研方向。无形中成为我国工程地质学的研究中心，推动着我国工程地质学的不断发展。

二、区域工程地质和区域地壳稳定性研究

我国地域辽阔，受地质和自然地理条件制约，区域工程地质条件复杂。因此，区域工程地质研究对国土资源开发利用，工程规划布置以及地质环境保护等意义重大。早在20世纪50年代末，老一辈工程地质学家刘国昌、张咸恭、姜达权等就开展了此项研究工作，出版专著和编制全国工程地质分区图。几十年来，各大河流域、部分省区和西南、西北山区都开展了较系统的区域工程地质和环境地质研究，积累了丰富的资料。经过数年的努力，于1990年首次出版了由任国林主编的1∶400万《中国工程地质图及说明书》，并附有全国工程地质分区图；1992年出版了由段永侯主编1∶600万《中国环境地质图系》，图系以工程地质内容为主。标志着我国区域工程地质环境研究取得了丰硕的成果。

“区域地壳稳定性”的术语是由原苏联工程地质学家最早提出的，但未作说明和专门研究。在20世纪50年代末，我国学者谷德振和刘国昌倡导此项研究工作。它的涵意是指岩石圈内正在进行的地质、地球物理作用对地壳表层及工程建筑安全的影响，即地壳现代活动对工程安全的影响程度。其研究思路是以地质力学理论为指导，强调以地质构造研究为基础，以断裂活动性、现代地应力场和地震活动性为主要研究内容，最终进行区域稳定性分级，分区和评价。在该研究领域，胡海涛等依据李四光的“安全岛”思想，指导重大工程场址的选择，取得了重要成果。例如，二滩水电站和大亚湾核电站的成功选址即是。区域地壳稳定性研究对我国工程地质勘察来说，具有特殊的意义，这也是具有中国特色，且在国际上处于领先地位的研究领域。

三、环境工程地质和地质灾害的研究

环境工程地质是现代工程地质学的一个分支，是研究由于人类工程—经济活动所引起的区域性和危害人类及工程安全的工程地质作用。这些有害的工程地质作用是诱发地震、地面沉降、地面塌陷、土地荒漠化、滑坡、泥石流等，它们常导致地质灾害。环境工程地质就是研究这些作用（或问题）产生的机制和条件，进行预测和防治，其目的为了合理利用和保护地质环境。我国正式研究环境工程地质始自20世纪60年代的新丰江水库诱发地震和上海的地面沉降。80年代初以来，共召开了四次全国性的环境工程地质学术讨论会，涉及的内容丰富多采。有些研究成果在国际上处于先进地位。例如，上海地面沉降的防治，区域性滑坡预测模型。1995年出版了第一本由刘传正著的《环境工程地质学导论》，全面论述了环境工程地质理论体系，基本研究内容以及各类环境工程地质作用研究的内容和方法，展示了环境工程地质的前景。

与环境工程地质相关的地质灾害的研究，也主要由工程地质界承担的。近十多年来，对危及人类和工程安全的各种地质灾害，都进行了广泛而深入的研究。在1989年1月召开的全国地质灾害防治工作会议期间，成立了主要由工程地质学家参加的全国地质灾害研究会，次年又创办了《中国地质灾害及防治学报》，对地质灾害的研究起了促进作用，对地质灾害的分类，形成机制、分布规律，预测方法及防治对策与措施等研究成果，及时在学报上开展交流。90年代还编制了中国地质灾害类型图，出版了段永侯等的专著《中国地质灾害》。众多的研究成果及著作，还有具体防治工程的成功，确立了我国在这一领域的国际地位。

四、特殊土结构和工程特性的研究

藉助于测试技术的现代化，我国在特殊土的微观结构及其工程特性的研究方面也有了长足的发展。所谓特殊土，指的是成分和结构特殊，其工程（地质）性质也特殊的土类。我国几乎所有的特殊土皆有分布，诸如淤泥土、黄土类土、膨胀土、盐渍土、红粘土，多年冻土等，它们的分布都具地域性，因此也可称之为区域性土。由于特殊的不良工程性质，对当地工程建设以及生命财产的安全意义重大，因而促使学者们开展了这方面的研究。这里需要特别指出的是，张宗祜、高国瑞、黄熙龄、孔德坊、李生林等学者长期以来对黄土类土、膨胀土和淤泥类土所进行的卓有成效的研究成果，有关它们的微结构特征和分类、物质成分、工程特性及指标，建筑稳定性评价以及处理措施等，都进行了深入的研究。

五、工程地质勘察的理论和技术方法

工程地质学为工程建设服务是通过勘察工作来实现的。工程建筑与其所在的地质环境之间存在着相互作用和相互制约的矛盾关系，要通过工程地质勘察才能搞清楚。50年来，难以计数的大大小小各类工程建筑通过勘察，积累了十分丰富的经验和教训。总地说，我国的工程地质勘察经历了三个历史阶段：第一阶段是1966年以前，勘察工作体制由全盘学习苏联到自主独立发展，勘察工作严格按规范要求进行，为国家基本建设的一批重大工程项目提供了地质依据。当时在工程选址和场地评价中，着重于工程地质条件的阐明和定性评价为主。第二阶段是1966年到1978年，“文革”期间工程地质勘察受到严重干扰而很不正常，破坏了基本建设程序，一些大工程搞了边勘察、边设计、边施工的“三边”方针，盲目简化勘察程序，有的重大工程实际上搞了一次性勘察，造成严重损失。如葛洲坝水利枢纽、焦枝铁路、第二汽车制造厂等工程即是。第三阶段1978年以来，以经济建设为中心的改革开放年代，形成了较完整的工程地质勘察体制，制定新的勘察规范，与国际接轨，勘察质量大大提高。在土木工程中又引进欧美国家的岩土工程技术体制，两种技术体制并存。一些重大工程采取国际招标方式，以引进国外先进的勘察技术和资金。工程地质勘察工作进入了一个新的历史阶段。

经过数十年实践和理论研究，逐渐形成和完善了我国工程地质勘察的理论体系，即“以工程地质条件的研究为基础，以工程地质问题的分析为核心，以工程地质勘察技术方法为手段，以工程地质评价决策为目的。”这一理论体系在由张咸恭、王思敬和张倬元主编的《中国工程地质学》中得到了充分体现。可以无愧地说，我国的工程地质勘察事业在上述勘察理论体系的指引下取得了巨大成就，令世人嘱目。例如，三峡、小浪底、二滩、刘家峡、龙羊峡等一批巨型水利枢纽和水电站工程；大亚湾、秦山核电站；宝成、兰新、成昆、南昆、大秦、京九等铁路干线；还有许多新兴的城市、矿山等等。所取得的优质勘察成果，保证了工程的顺利设计、施工和运行，也得到了国际同行们的赞许。在勘察基础上，形成了“水利水电工程地质”、“铁路工程地质”、“矿山工程地质”和“城市及房屋建筑工程地质”等专门工程地质系列。

当前，新技术方法在工程地质勘探中被推广应用，已取得了较好效果。例如，遥感图像（航卫片）在工程地质测绘填图中的应用；大口径钻进和小口径金刚石钻进在水电工程地质勘探中的采用，砂卵石层钻探与取样新技术，套钻和岩芯定向钻进技术；声波探测、地质雷达、地球物理层析成像技术（CT）、钻孔彩色电视录像及图像处理系统等物探技术的使用；计算机技术在工程地质勘察中普遍采用，各种专用软件的开发等。

50年来我国的工程地质教育一直兴旺不衰。至今全国有十余所高等学校设置有培养工程地质专业人才的院系，为国家培养输送了大批研究生和本科生。此外，在中国科学院地质研究所等多所科研机构专门培养工程地质专业研究生。形成了一支宏大的工程地质专业队伍。在教学实践中，编写出了各具特色的系列工程地质专业教材。高校和科研院所还承担了一些重大的生产和科研课题，既完成了生产、科研任务，又培养了优秀专业人才。

中国工程地质界与国际工程地质协会的联系密切，在20世纪80年代初不少同行加入了国际工程地质协会，建立中国国家小组，随工程地质专业委员会一起活动。中国工程地质界积极参加国际工程地质协会组织的学术活动。自1983年起我国组团参加了历届国际工程地质大会，所提交的论文数都位居前列。现任国际工程地质与环境协会主席，是我国工程院院士王思敬教授，他是1998年在荷兰阿姆斯特丹举行的第8届国际工程地质大会上被推选担任此职的，这是中国工程地质界的骄傲！

⑤ 如何采取岩石的工程地质物理力学样

RQD：岩石质量指标，用直径为75mm的金刚石钻头和双层岩芯管在岩石中钻进，连续取芯，回次钻进所取岩芯中，长度大于10cm的岩芯段长度之和与该回次进尺的比值，以百分比表示。5.4.2 钻孔工程地质编录5.4.2.1 钻孔工程地质编录内容包括：统计与描述岩芯块度，绘制岩芯块度柱状图；统计节理裂隙；确定钻孔中流砂层、破碎带、裂隙密集带、风化带与软弱夹层、岩溶发育带、蚀变带的位置和深度；并可按工程地质岩组用点荷载仪测定岩石力学指标。5.4.2.2 按钻进回次测定岩石质量指标(只RQD)，确定不同岩组RQD值的范围和平均值。RQD值一般按公式(2)计算确定； （2）式中：Lp——某岩组大于10cm完整岩芯1）长度之和，m； Lt——某岩组钻探总进尺，m。 注：1)小于10cm岩芯若为钻进过程中机构破碎，则应上、下对接，其长度大于10cm时应参与计算；当钻头内径小于54.1mm时，RQD值作适当降低，根据经验降低20％～50％。5.4.2.3 根据RQD值，按附录E划分岩石质量等级和岩体质量等级。5.4.3 坑道工程地质编录5.4.3.1 对矿区的勘探坑道应全部进行工程地质编录，工程地质条件简单的矿区可适当减少，有生产坑道时可选择典型坑道进行。5.4.3.2 坑道工程地质编录内容包括：对坑道所揭示的岩层划分岩组，重点观察描述软弱夹层、风化带、构造破碎带、蚀变带、岩溶发育带的特征，分布、产状、溶蚀现象；系统采取岩(矿)石物理力学试验样；统计节理裂隙；详细描述地下水活动对井巷围岩稳固性的影响及工程地质问题发生的位置不稳定地段掘进与支护方法。坑道变形地段必要时设置工程地质观测点，进行长期观测。5.4.4 工程地质钻探 5.4.4.1 钻探深度：露采矿区宜控制到最终坡脚或坑底以下30—50m；井下开采矿区控制到矿床主要储量标高以下30—50m。5.4.4.2 钻孔孔径以满足采取岩、土物理力学试验样规格为准。5.4.4.3 要求全部取芯钻进。岩芯采取率，可根据不同的目的确定。5.4.4.4 应进行物探测井，结合钻探地质剖面，确定岩石风化带深度、构造破碎带、岩溶发育带及层间软弱夹层的分布部位。5.4.5 工程地质测试5.4.5.1 勘探矿区应选取代表性岩、土室内试样，测定其物理力学性质。工程地质条件中等—复杂的矿区，除选取代表性室内试样外，还可应用点荷载仪、携带式剪切仪进行钻孔及野外现场测试。5.4.5.2 室内岩(土)样试验项目，按开采方式、矿区实际情况，结合工程地质评价要求参照附录J选作。5.4.5.3 岩(土)样采样要求a. 井采矿区对一期开拓水平以上矿体及其围岩按不同岩石分别采样；露采矿区应在边坡地段自上而下分组采样。b. 块状、层状岩类按不同岩石采样；松散软弱岩类，若岩性较均一，厚度大于10m时，每10m采一组样；岩性不均一时，根据岩性结构特征分层采样。c. 块状、层状岩类可直接从岩芯采样；松散软弱岩类应利用坑道或山地工程采样，如在钻孔中取样，则应采取专门取芯工具，砂砾石样应保持原级配。d. 采样规格与数量可根据实验室的具体要求确定。

⑥ 岩石力学，土力学与工程地质学有何关系

岩石力学主要是分析不同岩石的内部受力情况，土力学主要是研究上覆土层的受力。

⑦ 《工程地质及土力学》里的“固结度”的名词解释

固结度：空隙水压力消散的程度，
因为固结实质上就是土体排除水的过程

⑧ 工程地质学和土力学有什么不同·

刚好这两门课 我都在学
工程地质学 主要从讲地质方面的工程问题，很多地版质学内容
比如：岩石的权构造，地质构造 第四纪沉积物 总之和地质学相关的东西很多
属于专业基础课程

土力学 顾名思义 主要是讲土的
涉及土的很多力学性质 ：应力压缩性 抗剪强度 土压力
计算的比较多

我暂时的只能理解这么多 希望能帮到你