地质论文

工程地质学与岩土力学

学号：20080704102 姓名：钱鹏宇

摘要： 工程地质与岩土力学是两个关系密切的学科，在发展过程中相互渗透相互结合。工程地质学与土力学是一门研究土的工程问题的学科，是土木工程学科的一部分。学好地质学为了今后更好的解决有关土地工程地质问题。

关键字：工程地质 土力学 土压力 岩体

Abstract: The engineering geology and rock mechanics are two closely related disciplines, in the development process of mutual penetration combined with each other. Engineering geology and soil mechanics is the study of soil engineering problems in the discipline, are part of civil engineering disciplines. Learn geology to better address the land for future engineering geological problems.

Keywords: Engineering geological rock mass of soil mechanics soil pressure

正文：工程地质学是研究与工程建设有关的地质问题的科学。它的研究对象是地质环境与工程建筑二者相互制约、相互作用的关系，以及由此而产生的地质问题，包括对工程建筑有影响的工程地质问题，和对地质环境有影响的环境地质问题。它的任务是为各类工程建筑的规划、设计、施工提供地质依据，以便从地质上保证工程建筑的安全可靠、经济合理、使用方便、运行顺利。，

1 工程地质学与岩土力学的研究对象

工程地质学与岩土力学是将岩土作为建筑物的地基材料或介质来研究的一门学科，主要研究土的工程性质及土在荷载作用下的应力，变形和强度问题，为设计与施工提供土的工程性质指标与评论方法，土的工程问题的分析计算原理，是土木工程技术专业的技术基础。

工程地质学从土的成因与成分出发，研究土的工程性质的本质与机理。对土的荷载，温度及湿度等因素作用下发生的变化作出数量上的评价，并根据土的强度，变形机理提出改良土质的有效途径。

工程力学把岩土作为物理——力学系统，作为岩土的应力——应变——强度关系提出力学计算模型，用数学力学方法求解土在各种条件下的应力分布，变形以及土压力，地基承载力与土坡稳定问题。同时根据岩土的实际情况评价各种力学计算方法的可靠性与适用条件。

工程地质学与岩土力学是两个关系密切的学科，在发展过程中相互渗透相互结合。在工程学科范围内，把岩土的微观与亚微观结构的研究和岩土的应力——应变——强度关系的研究结合起来，把岩土的变形强度机理和岩土的工程性质指标结合起来，进一步说明力学现象的本质，为近代计算技术在土力学中的应用提供比较符合实际的计算模型，以解决比较复杂的工程问题。从工程的要求出发，将工程地质学与岩土力学紧密结合起来，有利于定性和定量研究的结合，更全面的理解土的工程问题的特点。         

2工程地质学的发展历程

2.1土力学发展简史

18世纪以前，许多土力学问题只凭借经验解决 。

1773-1776年，法国库仑（Coulomb）根据试验,提出了土的抗剪强度和土压力和滑动土锲理论，土力学进入古典理论时期1857年，朗肯（Rankine）从塑性应力场出发建立了新的土压力理论。

 1885年，法国辛纳斯克（Roussinesq）求得半无限空间弹性体在竖向集中力作用下，全部6个应力分量和3个形变分量的理论解，为以后计算地基变形建立了理论基础

 达西（Darcy，1856年）通过水在砂中的渗流试验，建立达西公式，为以后研究渗流和固结理论打下了基础。

1922年瑞典费伦纽斯（Fellenius）在处理铁路滑坡问题时，提出了土坡稳定分析方法。

1925年，美国土力学家太沙基（Terzaghi）的“土力学”（Erdbaumechanik）出版，土力学进入了一个新的时期，使土力学成为一门独立的学科。

为了总结和交流世界各国的理论和经验，1936年国际土力学基础工程学会成立，之后每4年召开一次国际土力学和基础工程会议，推动了这门学科在世界范围的发展。

1956年进入近代土力学时期。这是以美国科罗拉多州波德尔（Bouder,colorado）举行的粘土抗剪强度学术会议以及英国正在开展的土应力——应变性质研究工作为时代的标志。

在以后的时间里，由于计算机的普及应用，促使土力学在基本理论、计算方法、室内和现场的试验设备等诸多方面都取得了革命性的发展。

3岩体工程地质力学的建立与岩体力学研究

        与土力学相比，岩体力学直到20世纪60年代还是知之甚少。在治淮工程、武汉和南京长江大桥以及三峡工程等一系列工程地质勘察中发现岩体中的裂隙发育情况不同对岩体的力学性质与行为影响很大，而岩体的变形破坏实际上是受其中的软弱结构面的控制，包括层面、断层面、裂隙、片理、劈理等，也称不连续面，使岩体成为非均质、各向异性的不联系介质。结构面之间的岩石体称为结构体。总体上来说岩体就是由结构面和结构体组合而成的。结构面按其延续的长短可以分级，但其形成则受岩石成因和后期地质构造变动的控制，因而其分布规律和形状、宽度等可以通过地质力学加以分析。这样他们就把地质力学与岩石力学结合起来对岩体结构加以分析，创立了一门新的分支学科：岩体工程地质力学。把岩体结构分为块状结构、镶嵌结构、碎裂结构、层状结构、层状碎裂结构、散体结构等类型。不同结构类型的岩体其力学性质和变形破坏规律也不同。   我国在软弱、破碎岩体的研究方面也取得较大进展，例如断层岩的分类及其物理力学特性和稳定性评价的研究；泥化夹层的物质与结构特征及其力学性质的研究；膨胀岩的膨胀机理和处理措施的研究等。

4工程地质学与土力学的专业关系

工程地质学与土力学是一门研究土的工程问题的学科，是土木工程学科的一部分。土是一种自然地质历史产物，是一种特殊的变形体材料，它既服从连续介质力学的一搬规律，又是其特殊的的应力——应变关系和特殊的强度，变形规律，形成了岩土力学不同于一般固体力学的分析方法和计算方法。岩土力学的理论与方法又是学习专业课程与从事土木工程技术工作必需的基础知识。

在路基工程中，土是修筑路堤的基本材料，同时它又是支撑路堤的地基。路堤的临界高度和边坡的取值都与土地抗剪强度指标及土体的稳定性有关；未了获得具有一定强度和良好水稳定性的地基，需要采用碾压的施工方法压实填土，而碾压的质量控制方法正是基于对土的击实特性的研究成果；挡土墙设计的侧向荷载——土压力的取用需借助于土压力理论计算；近年来，我国高速公路大量修建，对路基的沉降计算与控制提出了很高的技术要求，而解决沉降问题需要对土地压缩特性进行深入的研究。

在路面工程中，土基的冻胀与翻浆在我国北方地区是非常突出的问题，防治冻害的有效措施也是以土质学的原理为基础的；稳定土是比较经济的基层材料，它就是根据土的物理化学性质提出的一种土质改良措施，目前深层搅拌水泥土桩在公路的软基处理中就得到了广泛应用；道路一般在车辆的重复荷载作用下工作，因此需要研究土在重复荷载作用下的变性特征，而抗震设计更需要研究土的动力特征。

在桥梁工程中，基础工程常常是能否在预选桥址建桥的技术关键，基础工程的造价占总造价的比重很大，经济、合理的桥梁基础设计需要依靠土力学基本理论的支持；对于超静定的大跨度桥梁结构，基础的沉降、倾斜或水平位移是引起结构过大次应力的重要因素；在软土地区高速公路建设中的“桥头跳车”是影响工程质量的技术难题，解决这一难题的技术关键在于如何处理好桥墩与高路堤之间沉降差，这涉及桩基和高路堤的沉降计算与控制、填土的碾压质量控制以及软基地加固处理等问题。我国苏州的虎丘塔和意大利的比萨斜塔都是因为基础的不均匀沉降造成塔身严重倾斜，危及了塔的安全。因此需要计算出不同时间的基础沉降量，还需确定地基容许承载力。特别对于超静定结构的桥梁更为重要。另外，桥台背后的土压力等，也需要应用土力学的方法进行计算。

参考文献

[1]高大钊 ，袁聚云。土质学与土力学。第3版北京：人民交通出版社，2001.3

[2]孔宪立，石振明.工程地质学[M].第1版.北京：中国建筑工业出版社，2001.

[3]张咸恭，王思竟敬，张倬元等.中国工程地质学[M].科学出版社，2000，10.

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/28378d13f18583d049645907.html