一种常见的岩体结构——板裂结构及其力学模型

岩体结构观念的提出对岩体工程地质和岩体力学的研究具有重要意义。岩体结构类型划分方案已经提出了许多,已有的岩体结构划分原则主要是岩体破碎程度。谷德振、孙玉科等曾提出过岩体结构基本单元是:结构面和结构体。1977年底谷德振教授曾提出过,碎碎带应作为一种岩体结构单元问题,没有引起人们的重视。     

岩体工程地质力学

岩体工程地质力学形成于20世纪70年代,在80年代得到了迅速发展。创建人为我国著名工程地质学家谷德振教授,其代表作是《岩体工程地质力学基础》(1979)。该学科是在工程地质学的理论基础上以及大量的工程实践中发展而来的,它是工程地质学和岩体力学相互渗透、相互融化的结果,是地质研究和力学分析相结合的产物。     

工程地质优势面理论观点概要与认识

通过50年来的工程地质教学、研究和工程实践,形成了一个研究模式——优势面分析观点。优势面观点是建立在岩体结构控制论基础上的创新,在认识深化并立足于学科交叉上的综合发现,因此能较系统地解决实际问题。特别是20世纪90年代后期以来,优势面理论在水电、桥梁、矿山和地下工程等大型工程中取得了很多应用成果和新进展。工程地质环境岩土工程学科,强调地质、力学、工程三个要素的有机结合,作为定性和定量分析手段的结合,优势面研究有利于解决本学科的科学问题和实际问题。通过“二环,二悬,三基,一优势面”的观点、思路和方法,去研究城市环境土工安全问题,促进学科向前发展。     

岩体结构力学效应的统计岩体力学研究

谷德振先生开创的岩体工程地质力学是我国工程地质代表性科学理论之一,岩体结构力学效应是它的核心内容。本文简要概括了谷德振岩体工程地质力学的基本思想,介绍了近20多年来统计岩体力学对岩体工程地质力学理论的发展,包括岩体结构参数模型、应力-应变模型、强度与破坏概率模型、岩体水力学模型,讨论了岩体结构对岩体变形、破坏与水力学性质的各类力学效应与定量控制规律,并探讨了充分调动边坡岩体自稳潜力的主动加固理念、固脚和护腰的加固模式与锚固设计方法。本文认为,谷德振岩体工程地质力学深刻把握了岩体工程行为的基本控制因素和作用规律,具有强大的生命力,推进岩体工程地质力学的定量理论研究是后来者的历史任务。     

矿山水文地质结构及其采动响应

本文以谷德振先生创立的岩体工程地质力学理论为指导,在水文地质结构概念的基础上提出了矿山水文地质结构的概念,结合我国煤矿的宏观地质背景及矿山水害的研究基础,基于矿山水文地质结构对矿山水害类型进行了重新划分。从突水水源、导水通道以及采掘活动3个致灾危险源出发,结合矿山突水溃砂灾害、底板突水实例,对矿山水文地质结构的采动响应进行研究,为矿山水害防治和矿山安全地质工作提供了一种新的思路和途径,显示了岩体工程地质力学在煤矿水文地质工程地质研究中的重要指导作用和强大的生命力。     

论地质工程的基础理论

地质工程是80年代以来工程地质科学的新的生长点, 已经形成为一个工程地质学新的分支学科, 一个新的行业。地质工程的基础理论是地质控制论, 它的基本理论是地质构造控制论、岩体结构控制论、上体结构控制论、地质体赋存环境因素控制论。他们控制着地质环境(包括地壳稳定性)评价理论和方法、岩体质量评价理论和方法、工程地质探测和测试理论和技术方法、工程地质超前预报理论和方法、地质体改造理论和技术, 岩土体稳定性分析理论和方法及地质工程设计和施工指导理论。正确运用这套理论可使地质工程实践减少盲卧性, 增加自觉性, 可使地质工程实践减少20%～30%的经济损失。     

前言

正今年8月13日是谷德振先生诞辰100周年纪念日,在中国科学院地质与地球物理研究所和中国地质学会工程地质专业委员会联合举办纪念活动、出版《谷德振地质生涯》纪念文集的同时,《工程地质学报》出版专辑,约请我国工程地质相关领域的知名专家学者撰文,缅怀谷先生为我国工程地质事业做出的卓越贡献,传承岩体工程地质力学的学术思想,弘扬谷     

《工程地质学报》谷德振先生百年诞辰纪念专辑约稿函

正2014年8月13日是谷德振先生百年诞辰纪念日。谷德振先生是"岩体工程地质力学"理论体系的创始人,中国科学院水文地质工程地质研究室第一任主任,工程地质专业委员会第一届主任委员,IAEG中国国家小组第一任主席,中国科学院学部委员。届时中国科学院地质与地球物理研究所工程地质与水资源研究室、中国地质学会工程地质专业委员会以及《工程地质学报》编辑部将联合举办"谷德振先生百年诞辰纪念暨学     

论工程地质学基本理论

概括和总结了我国工程地质50年来的发展历史和所取得的科学成就。分析认为，岩土特性成因控制论、岩土体稳定性的结构控制论和人地协调论是工程地质学的基本理论。强调了在基本理论和学科交叉的基础上创新发展，是工程地质向新水平迈进的重要途径，并以优势面理论为例作了介绍说明。同时对我国工程地质学的发展方向和前景作了讨论。     

深切悼念我国著名工程地质学家谷德振教授

我国著名的地质学家,工程地质学界杰出的先驱者谷德振教授于1982年6月21日因病与世长辞了。我们怀着极其沉痛的心情,深深悼念谷德振先生。 谷德振先生1914年8月     

从岩体结构控制论到工程地质耦合论及其传承发展

本文简述了20世纪70年代谷德振先生提出的岩体结构控制论、90年代王思敬先生提出的地质环境理论和21世纪初李广诚提出的工程地质耦合理论的主要内容,阐述了上述理论的传承发展关系,并在提出时间、研究对象、研究内容、控制因素、基本思想、涉及学科和思想范畴等几个方面将3个理论进行了对比。最后依据上述理论对十三陵抽水蓄能电站地下厂房位置的选择和紫坪铺大坝位置与轴线方向的选择及所采取的工程措施进行了分析。     

无锡市鼋头渚景区岩质边坡崩塌形成机制及防治对策研究

崩塌地质灾害是苏南低山丘陵地区岩质边坡的主要工程地质问题之一。在对无锡鼋头渚景区沿湖景观路崩塌危岩体开展应急调查与测绘的基础上,文章对崩塌危岩体地质背景条件和灾害特征进行了描述,并采用赤平投影法对危岩体结构面组合特征进行了分析;在深入研究崩塌灾害形成原因与破坏模式后,提出采用危岩清除+钢筋混凝土肋柱锚固+挂网喷射混凝土护面+系统截排水+纳入群测群防应急体系的综合防治对策,为苏南丘陵地区同类型软硬互层岩质边坡崩塌灾害防治提供一定的科学依据和参考。     

关于岩体结构力学基本观点探讨试论孙广忠教授的岩体力学道路

本文着重探讨了孙广忠教授关于岩体结构力学的基本观点, 即岩体、岩体的结构与赋存环境, 岩体结构力学效应, 岩体结构控制论及工程地质-岩体力学-地质工程三位一体的观点等。纵观孙广忠教授的论著, 他走的一条立足地质、以岩体结构力学效应为中心, 紧密结合地质工程的岩体力学研究道路。     

统计岩体力学(SMRM)——岩体工程地质力学的传承与发展

本文是中国地质学会工程地质专业委员会和中国科学院页岩气与地质工程重点实验室第五届谷德振讲座主讲报告。本文简要回顾了谷德振先生岩体工程地质力学的核心价值和历史贡献,系统介绍了30年来统计岩体力学理论和应用技术探索对岩体工程地质力学的传承和发展。统计岩体力学借鉴经典统计物理学的思想方法,提出了岩体结构几何概率模型、断续介质连续等效的断裂力学能量原理、岩体结构-应力协同控制原理、岩体强度的弱环控制原理、断续裂隙网络渗流力学原理;建立了裂隙岩体本构模型、岩体全过程变形分析方法、高储能岩体特性与岩爆机理模型、圆形硐室围岩弹性变形解析解;发展了岩体数据现场采集技术与装备、全空间方向岩体结构参数、力学参数、渗透系数计算方法,以及各向异性岩体质量分级、工程岩体主动加固方法;开发了岩体工程参数计算系统和数值分析工具JointModel。统计岩体力学的建立对岩体工程地质力学和岩体力学理论与技术进步起到了重要的推进作用。     

浑河断裂带地质灾害发育特征及其成因机制

浑河断裂带是辽宁抚顺地区最为重要的一条活动断裂。为了深入调查沿浑河断裂带地质灾害发育情况,了解灾害形成与先存断裂之间的关系,为同类型灾害的防治和预警提供科学依据。本文采用现场调查方法,结合地面变形监测资料,厘清了浑河断裂带灾害类型和发育规律,剖析了断裂带灾害的形成机理。研究结果表明：断裂隐伏区地裂缝发育,主要沿浑河断裂带分支断裂展布,裂缝延伸长度300～2 400 m;其成因是抚顺城区南部采矿活动诱发了先存软弱断裂面局部拉裂、张开,进而向地表扩展、贯通,形成地裂缝。在断裂延伸的基岩地区沿断裂破碎带及影响带发育小型滑坡,主滑方向与断裂走向垂直或大角度斜交;其形成机制与岩体内部发育的结构面有关,尤其是顺坡向优势结构面的发育,其与坡体耦合形成易滑结构体,在长期降雨作用下,结构面软化、贯通及岩土体加速蠕滑,最终形成滑坡。     

岩体工程地质力学在水电水利工程勘察中的应用

应用谷德振先生的岩体工程地质力学理论,重视区域地质构造体系、重视收集地质基础资料、重视岩体结构的研究。在此基础上开展高拱坝、高重力坝、深埋长隧洞、地下厂房、抽水蓄电站的工程地质勘察和编制相应的地质勘察规范。     

沉痛悼念许兵先生

许兵先生因病医治无效,不幸于2009年11月21日逝世,享年75岁。我国工程地质界学人及学子们深为悲痛,沉痛哀悼许先生辞世,将以许先生之为人作楷模,发扬先生的精神,永续先生的事业。 〖KG2〗许兵先生是我国著名的工程地质学家,他长期担任中国科学院地质研究所研究员、中国科学院工程地质力学重点实验室研究员,中国地质学会工程地质专业委员会副主任兼秘书长,在五十余年的学术生涯中他为我国工程地质学的学科发展、事业进步和青年一代的培育尽心尽力,做出重要贡献。〖KG2〗 许兵先生于1934年7月26日出生于江苏省兴化县戴南镇。1958年毕业于南京大学地质系,同年分配到中国科学院地质研究所水文地质工程地质研究室。几十年来,许兵教授主持和参加了一批国家重大工程科研项目的研究工作,南京长江大桥、南水北调、长江三峡工程、锦屏水电站、金川矿山、苏南和广东核电站等一批国家重大工程科研项目的研究工作,取得了一系列具有重要理论意义和实用价值的科研成果。上世纪五十年代末至六十年代初他就参与了西线南水北调的规划研究,大量的现场考察使他获得丰富的野外地质工作经验,对我国西南横断山脉地区的地质构造及工程地质问题形成了独到的学术论点,后来在成渝铁路建设工程及雅砻江锦屏水电站的研究和咨询中得心应手。上世纪七十年代至八十年代初他对以高地应力和强破碎岩体称著的金川镍矿进行了工程地质研究,推动了工程地质力学的学科发展。上世纪八十年代至九十年代他进行了苏南和广东核电站和黄河大柳树水利枢纽工程的工程地质研究。由于核电站工程对地震极为敏感,而且,我国西南西北地区分布有广大的高烈度区,地震和活动断裂问题非 常突出,相应的工程地质条件复杂、地质灾害严重。许先生及时地将研究重点集中到这些问题上,开展了地壳构造稳定性研究,其成果成为岩体工程地质力学的重要的核心进展。许先生一直关注长江三峡工程的建设,他参与了三峡工程的前期论证,直到他病逝前的几个月还在为中国工程院主办的三峡工程阶段性后评估的地质地震专家组工作。许兵先生为科研事业辛勤奉献铸就了他深厚的学术成就。他撰写了一系列重要的学术论文,参与编写和组织出版了《中国工程地质五十年》、《中国工程地质世纪成就》、《中国工程地质学》等一系列重要的学术专著,获得国家科技进步特等奖、三等奖、国家自然科学三等奖等一批国家奖励。1992年他被授予国家有突出贡献专家称号,获得科学贡献奖。〖KG2〗 许兵先生非常重视科技普及和人才培育。长达近二十年期间（1988-2004）,他担任中国地质学会工程地质专业委员会副主任兼秘书长,担负起组织协调全国工程地质学术交流与合作的重任。他胸怀全局,虚怀若谷,广泛地团结了全国各行各业的工程地质科技工作者,为推进我国工程地质事业的发展作出了卓越的贡献。由于他的杰出工作,工程地质专业委员会成为我国地质行业一个十分活跃的学术领导机构,多次被评为中国地质学会先进集体和先进个人。他性情开朗,与人为善,成为广大工程地质工作者和重点实验室学子们的良师益友,为我国工程地质人才队伍的成长贡献了毕生精力。1993年－1998年,他兼任《工程地质学报》副主编,为学报的创刊和办刊质量的提高发挥了重要作用。〖KG2〗 许兵先生逝世,是我国工程地质界的重大损失,也是我室的重大损失。我们深切缅怀许兵老师,将学习他的为人,继承他的未竟事业,努力提升工程地质学科创新能力,推动工程地质事业可持续和谐发展。     

三维网络结构岩体力学架构与展望

三维网络结构岩体力学是岩体力学的一个分支。根据笔者20余年对裂隙岩体研究的心得,阐述了三维网络结构岩体力学的主要特点、研究对象,基本架构、主要研究内容与未来的展望。将岩体结构控制论归结为材料强度控制、结构类型控制、渗流通道控制和几何边界控制4个方面。技术层面的主要内容包括三维RQD估算、岩体表征单元估算技术、结构块体搜索技术、定向投影岩体结构面三维连通率估算技术以及岩体三维渗径搜索技术等。理论层面主要由球面投影理论、概率统计理论、随机动力学、几何拓扑理论、块体理论、非线性系统理论和裂隙岩体多尺度等效结构模型等构成。强调足量的随机不连续面地质信息的原位统计取样是三维网络结构岩体力学的基础,岩体随机不连续面三维网络数值模拟技术是三维网络结构岩体力学的核心技术。     

谈工程地质的学科价值与学科发展

工程地质是一门认知工程－地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。工程地质学科的基本理论形态包括成因演化论、结构控制论和相互作用论,这些理论有着相通的思想方法,就是成因决定结构,结构控制行为,工程地质过程是工程建设与地质环境相互作用的过程。随着我国近期工程建设的规模增大,埋藏加深,地质条件更复杂,由此带来的工程地质问题表现出显著的新特点,即研究对象大、深、动、热凸现,工程地质过程水、岩、温、化耦合,已有理论遭遇挑战,工程地质过程研究需要扩充。工程地质学科近期需要加强地质体工程性质研究、工程地质动力过程研究,以及地质环境研究。地质、地球物理、力学、工程科学的结合是工程地质学科发展的有效途径,理论、技术方法与实践并重的模式是工程地质学科发展的基本模式。     

工程地质新拓展──地质工程论评

工程地质已进入预测和改造阶段。地质工程是对山体稳定性和区域地壳稳定性进行评价、改造与控制的技术。它的工程对象是复杂地质体。这种地质体处于不断变化过程中。岩体结构控制论、工程地质体控制论和工程地质过程改造与控制论是地质工程的基本理论。地质工程要求地质勘察、设计与施工融为一体,而设计是沟通勘察与施工的桥梁。作者认为,必须尽快开发一套适用性强的地质工程设计支持系统,以弥补在地质工程中,知识偏窄和设计周期过长的缺陷。