表2 大变形软岩工程设计与常规设计特点比较［何满潮，1998］ 5.4.1 大变形岩土工程的失稳机制 实践表明，大变形岩土工程的失稳是一个渐进过程，总是先从一个或几个部位首先发生变形破坏，尔后逐渐扩展乃至整个岩土工程失稳。首先破坏的部位称之为关键部位，是发生大变形过程中局部应力、应变和能量不协调所造成的，关键部位引起岩土工程失稳的机制有三类，如图1所示。 5.4.2 大变形耦合设计的优点 大变形岩土工程设计实现是一个过程，而且不能靠增加支护强度来实现。小变形岩土工程的基本出发点是控制强度而避免破坏；大变形岩土工程的核心问题是加强关键部位支护而控制变形稳定性，从而保证周围建筑物安全。和国内外著名的新奥法比较，在非线性大变形力学设计理论指导下发展起来大变形耦合设计具有其独特优点，如表3所示。 表3 大变形耦合设计优点比较［何满潮，1998］ 6 我国煤矿软岩工程技术方面存在的问题 20世纪60年代以后，我国煤矿软岩工程技术在理论、支护技术和设计理论上都得到了长足进展，取得了一系列科技成果，为我国煤炭工业发展做出了卓越的贡献。但是由于各方面原因，我国煤矿软岩技术在理论上、设计上、支护技术及配套设备上仍然存在一些问题。 6.1 煤矿软岩工程技术推广不力 目前，真正系统掌握先进的软岩工程技术的还是少数矿区和工程单位。而大部分基层生产单位处在经验支护的状态中。因此，遇到软岩问题，先用一般支护技术来对付，然后，反复维修，无限制的增加支护刚度。造成这一局面的原因是科研院所的科技成果和生产、基建单位的工程技术人员严重脱节，因而造成每年数以亿计的经济损失。 图1 大变形岩土工程失稳机制［何满潮，1997］ 6.2 项目设计地质资料不足，工程勘察规范陈旧 目前提交的地质勘探报告和工程勘察报告，所提供的软岩地质资料不能满足设计对软岩巷道支护设计的要求。特别是膨胀性软岩的工程地质资料不足。 6.3 基本理论研究尚需深化 目前，软岩一般变形力学机制的研究基本清楚，对初期变形破坏研究较多，但对大深度高应力、强膨胀复合型岩体，以及受采动影响后的流变时间效应，支护和围岩相互作用机理的研究仍需深化。 6.4 软岩地应力测试方法有待加强 目前对构造应力方向往往是借助于对矿区附近构造和构造体系的分析及其对软岩工程变形破坏的现象加以综合判定。而构造残余应力测定往往在较硬岩石钻孔测试，虽然近年来武汉岩土力学所采用软包体地应力测试技术在软岩矿井取得了成功，但在精度上仍需加强研究。 7 21世纪软岩工程技术对策与展望 回顾20世纪软岩工程技术的发展历程，针对世纪之交仍然存在的问题，展望软岩工程技术在跨入21世纪后的发展走向很有必要。 7.1 《煤矿软岩巷道工程设计施工指南》即将诞生 造成科研院所的研究成果与基层单位工程技术人员相脱离的直接原因是没有形成一个比较系统的软岩工程技术规范，使软岩工程的设计和施工有所遵循。煤炭行业的软岩工程技术研究一直是在前列，近年正在蕴 、起草并数易其稿的《煤矿软岩巷道工程设计施工指南》将于21世纪初率先出台，这将是煤矿系统软岩工程技术研究成果的集中体现，并将有力地推动煤矿软岩工程技术的广泛推广应用。 7.2 煤矿软岩工程技术产业化势在必行 为了适应我国的社会主义市场经济框架的要求，掌握软岩工程先进技术的单位和专家，将以某种形式大力推广软岩工程技术，来解决我国大规模基本建设项目中出现软岩问题。可以预见，以股份制科技企业、股份制科研所、咨询公司、高新技术武装的工程企业等非公有经济形式的经济实体的出现，将是21世纪初的一道靓丽风景线。 7.3 煤矿软岩工程技术信息化系统的出现为期不远 在信息时代的今天，软岩工程技术的信息化进程已经在加速进行。“煤矿软岩矿井资料信息库”正在建立;“全国软岩地质力学物理化学性质参数信息库”正在酝酿。“山雨欲来风满楼”，软岩工程技术信息时代正在向我们一步步走来。 7.4 软岩工程设计计算机软件系统将要出现 软岩的非线性大变形力学设计不同于传统工程类比设计和经典小变形力学设计，不是简单的参数设计，而是由工程力学对策设计、工程力学过程优化设计和工程参数优化设计组成的高度繁杂的高级设计系统。要求有非常友好的界面，高超的编程技巧和十分方便的操作。“软岩工程设计软件系统”的出现将使我国煤矿软岩工程技术的推广应用的局面为之一新，将使软岩工程的水平大大提高，将会产生巨大经济效益，为我国工程建设做出重要的贡献。
