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关于软岩工程力学相关问题的探讨 （更多精彩论文，请登录非专业电子商务博客） 摘要： 随着人类社会的经济的发展，人类采矿活动不断深入，软岩也随之不断增加。因此所遇到的困难也越来越复杂多变。本文主要分析了软岩工程力学中的相关问题，以及简要的介绍了隧道大变形问题的处理方法和措施。 关键词：软岩;软岩工程;工程力学;措施 一、软岩工程力学 （一）软岩的概念 软岩工程是一个相对的概念，在不同的地区、不同的埋藏深度，都会使软岩工程所表现出来的特性发生不确定性的变化，甚至使软岩工程发生根本性的彻底变化。软岩是指在工程力学作用下能够产生显著的变形的工程岩体。软岩的特性主要表现在两个方面，一是一种工程岩体，二是具有显著塑性变形。 软岩是一种工程岩体，与建筑工程密切相关，没有工程作参考，就无软岩可谈。软岩的岩体在工程力学作用下均能产生显著得塑性变形。这种变形，部分是有利于工程岩体维护的，但是另外部分则是有害于工程岩体的维护，在没有显著变形作参考地前提下，也难以搞清楚什么是软岩。 在传统意义上，软岩是指存在于硬岩和土体之间的一种介质。例如，在我国大西北地区存在着大量的黄土窑洞，其工程介质是黄土，但它既没有支护，也没有显著的变形，因此不可能称之为软岩，只能将其称之为硬岩。因此软岩是一种特殊的工程介质。 （二）软岩的两个基本力学属性 软岩主要拥有两个基本的力学属性，一是软化临界荷载，二是软化临界深度。 随着科学技术的发展和应用水平的不断提高，特别是围压的增大，软岩所产生的塑性变形明显有所增加，这使得在低应力水平作用下表现为硬岩特性的岩石，在提高了应力水平的前提下会显示出了明显的塑性变形。对于已经给定的工程软岩，均由弹性变形为主的工程状态向以塑性变形为主的工程状态转化的临界点，将其称之为软化的突变点，而与之相对应的应力水平称之为软化临界荷载。 软化临界深度与软化临界荷载也是交相对应的，岩石亦存在着一个软化临界深度。对已经给定的矿区，其中软化临界深度也是一个客观的变量。 （三）软岩工程的分类 软岩的变形和流动型式对于软岩支护作用及其优化作用具有极其重要的影响意义。因此，软岩工程的分类主要依据它的变形流动型式，软岩工程的分类主要包括以下几个方面：一是连续变形型软岩，二是不连续流动型软岩，三是复合型软岩。其中连续变形型软岩又可以分为塑变形型软岩和流变性软岩，而不连续流动型软岩可以划分为松散流动型软岩和节理滑移型软岩。由此可见，软岩根据不同的标准可以分为很多种类。 二、软岩工程力学在应用中存在的主要问题 （一）特殊的时间效应问题 软岩工程力学的方法和传统的固体力学方法，在变形以及时间因素的关系描述方面具有很大的异同。软岩工程力学中应该考虑的变形是最多的，它不仅需要考虑传统固体力学中所研究的各种变形的分量，而且还有一些是软岩工程中所特有的。这些独特的变形分量与时间有密切关系的变形也是软岩大变形、大位移的根源。 （二）非光滑变形的问题 目前，大多数软岩工程存在着诸多的非光滑性变形的问题，对于如何解决这样的问题，不同的工程单位可能会采取不同的措施。但是大部分都会首先对软岩的岩体进行具体的分析处理，并且在此基础上针对不同的介质。采取各自相应的措施来解决。但是在做岩体的连续性概化之前，首先应该根据软岩岩体的具体情况，综合运用相应的措施和方法来进行概化，决对不能沿用传统的方式，只是采用固体力学的方式来衡量工程软岩。 （三）软岩的大变形问题 软岩的大变形问题主要是指，非线性力学问题，其中主要包括几何和物理非线性问题。在实际生活中出现的岩体工程力学问题是大变形问题，如采矿沉陷、软岩巷道的收帮等问题。显然，软岩工程力学目前一直沿用的还是弹塑性理论，虽然在应用过程中考虑了材料基本特性，但是严格意义上讲，却仍然是小的变形近似与理论。因此，软岩工程力学面临的状况是依靠弹塑性理论来企图解决软岩大变形的问题。 （四）工程岩体力学设计理论和设计方法问题 软岩工程的变形具有高度非线性的特点，工程的力学设计主要是采用非线性的大变形工程力学设计技术。在国内，目前研究岩体非线性力学问题的很多，但是最关键的一点就是对如何进行非线性力学设计的研究却少之又少，甚至根本没有这方面的研究。因此，到目前为止，工程岩体力学设计任然是依据小变形的力学参数设计方法。然而，对于那些大变形的软岩工程力学而言，只有采用塑性变形技术手段，其设计方法必须是依据非线性的大变形力学理论，否则可能会影响工程的整体质量。 三、软岩隧道大变形 （一）软岩大变形原因分析 1.地应力场对隧道变形的影响 隧道通过易变形的页岩，容易发生严重的流塑性变形，从而导致岩体被破坏。因此，高的应力是隧道发生大变形的重要条件，也是隧道大变形的诱因。 2.地下水对隧道变形的影响 地下水的存在和运动对隧道的影响至关重要，岩体颗粒由此会产生动力作用，由于水体对岩