环境岩土工程问题浅析-正文.doc

随着我国经济、工业和基础设施建设的迅猛发展，环境问题已 引起人们的极大关注，如何保护好人类赖以生存和发展的土地、海 洋与空间，已成为广大自然科学工作者、社会科学工作者的研究课 题和使命高速发展的经济建设改善了人们的生活条件，但也在一 定程度上干扰了生存环境，对生态平衡起了负面效应，岩土环境问 题亦由此而产生环境岩土工程学是一门新兴的综合性交叉学科， 它涉及岩土力学与岩土工程、卫生工程、环境工程、土壤学、地质 学、水文地质、水文地球物理、地球化学、工程地质、采矿工程以 及农业工程学等环境岩土工程不是一门单纯的工程科学，与社会 科学密切相关，不考虑社会因素，仅从自然科学的角度去试图解决 环境岩土工程问题难以取得成效从实际情况来看，环境岩土工程 科学的发展往往由社会政治力量所驱动各国、各地区为了保护人 类的生活环境，制定了很多保护环境的法律和法规，正是这些法律 和法规迫使人们寻求保护和改善环境的措施，从而推动这门学科的 发展1、 环境岩土工程定义环境岩土工程(EnviTonmentalGeotechnology) —词，源自 1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第 一届环境岩土工程国际学术研讨会，并在其著名"IntroductoryRemarks on EnvironmentalGeotechnology^^论文中，将环境岩土工程定位为“跨学科的边缘科学,覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的问题"，主耍是研究在不同环境周期(循环)作用下水土系统的工程性质。

2、 环境岩土工程研究分类环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门 学科这是一门跨学科的边缘学科，涉及面很广,包括：气象、水 文、地质、农业、化学、医学、工程学等等环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类：(1) 环境工程主耍指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的 环境问题例如：抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等 这些问题通常泛指为大环境问题2) 环境卫生工程主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学 污染引起的环境问题例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等3) 人类工程活动引起的一些环境问题例如在密集的建筑群中 打桩时，由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响；深基坑 开挖时，降水和边坡位移等3、 环境岩土工程的特点(1) 复杂性环境岩土工程不仅涉及力学作用，还涉及物理、化学、生物作 用，即使力学作用也不是单一的，往往是固、液、气三相力学行为 的耦合，更复杂的是力学、物理、化学、生物作用的耦合2) 系统性岩土体和环境岩土工程作为地球表层系统的一个组成部分，对 其进行研究首先必须将其放在地球表层系统这个大背景之下，研究岩土体和环境岩土工程与地球表层的相互作用关系环境岩土工程 作为人类社会活动的一部分，其目标的选择与实现依赖于社会整体 利益和可持续发展的实现。

3) 广泛性环境岩土工程涉及的问题非常广泛，同时在时间和空间上的跨 越也非常大4) 综合性环境岩土工程主要是应用岩土工程的观点、技术和方法为治理 和保护环境服务，但这远远不够环境岩土工程的复杂性、系统性、广泛性决定了对其进行研究 和环境岩土工程问题的解决必须是多学科综合,要结合物理、化学、 生物学、地质学、土壤学、卫生工程、社会科学等多门学科，耍学习借鉴其他门类科学技术的思路和方法4、环境岩土工程研究中基本观点及研究方法基本观点:(1) 岩土实践的范围是地球表层，而地球对于宇宙来讲是一个子 系统，它的变化受其他子系统的影响，它们之间有物质和能量的交 换，是一个开放的系统；(2) 资源是有限的我们只有一个地球，并且随着人口的增长，资源与人口相比越来越小，所以我们应实施可持续发展战略，而不能盲目地掠夺式地利用，以防止对环境造成不利的影响；(3) 人类无计划的活动会毁灭人类自身;(4) 自然界在不断地变化，有一些直接危害人类，反过来人类要避开危害,就必须釆取措施;(5) 虽然岩土工程曾带来一些消极影响，但它是由于人类认识上 的片面性和历史的局限性造成的，所以从理论上讲，所有的环境岩 土工程问题是可以解决的，但它依赖于人们环境意识的提高，岩土 工程技术的进步和法制建设的健全。

研究方法：环境岩土工程是一个系统工程它涉及许多学科领域，所以在 研究中应从学科间的交叉处着眼，以辩证的观点分析和解决问题 其次，应用岩土工程的观点去改善环境，使其更符合人类的生存 需求5、 环境岩土工程与相关学科的关系与环境岩土工程相关的学科有：工程地质学、岩土力学、岩土 工程学、地质工程、环境工程地质学工程地质学的基础理论是地质学，指导它的理论主耍是自然历 史观，它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的丁-程 特性，相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究，探索 地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过 程，从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育规律， 并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为工程地质学的服务对象完全是人为设计，人为施工的建物这 一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性所 谓边缘性指它处在地质学科的外层，位于和工程学科接壤的部位 所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念 和方法，并和地质学结合起来所谓综合性是指工程地质学的目标 是解决问题，它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的岩土力学、岩土工程和工程地质学在研究对象和目标上有很大 的相同之处，是密切相邻的学科。

但是岩土力学属于力学学科的边 缘，而岩土工程属于工程学科的边缘虽然对岩土的地质认识是建 立岩土力学模型和本构关系的重要基础，但岩土力学更偏于模型及 建模后的力学研究岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工 程学科不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比， 需要更多地质学科的支持，或者说更需要与地质学科的结合6、 环境岩土工程的研究现状20世纪50-60年代公害事件的显现，人们不断探索，反思，并 已取得了基本的共识目前国外对环境岩土工程的研究主要集中于 垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面，而国内则在此基础上 有较大的扩展，就目前涉及的问题来分，可以归纳为两大类：第一 类是人类与自然环境之间的共同作用问题这类问题的动因主耍是 由自然灾变引起的例如地震灾害、土壤退化、洪水灾害、温室效 应等这些问题通常称为大环境问题第二类是人类的生活、生产 和工程活动与环境之间的共同作用问题它的动因主耍是人类自身 例如城市垃圾、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物 对生态环境的危害；工程建设活动如打桩、强夯、基坑开挖、盾构施工对周围环境的影响；过量抽汲地下水引起的地面沉降等等有关这方面的问题，统称为小环境问题。

7、我国环境岩土工程所面临的问题(1) 水土流失由于近几十年来的大规模基本建设及森林乱砍滥伐和任意挖坡 耕地，致使植被破坏据统计，每年长江流域因水土流失使入海泥 砂达7亿t,相当丁 35万kn? 土地被刮去17cm厚的表土，已达到黄 河泥砂量的1/3o尽管近几十年来，我国水土保持工作也很受重视并 取得一定成效，但水土流失情况仍相当严重因此，水土保持成为 环境岩土工程的重耍研究方面2) 海水入侵与地面沉降海水入侵的主要原因是沿海地区过量抽汲地下水致使地下水位低于海平面水位，因而导致海水向内陆地下灌入，影响沿海城镇工 业及民用水源，造成极大损失此外，由于石油、天然气或其他固 体矿床开采而造成地面沉降或塌陷也应引起足够的注意并采取相应 的防治措施3) 土地砂化及盐碱化根据预测，21世纪初期全国新砂化土地将超过30万kn?,因此 防治土地砂化已刻不容缓土地盐碱化的主要原因是由于地下水由 下向上涌流而地表补充水源不足，导致盐分积集使土地盐碱化 由于河床淤积、河水水面高于地面或水库增水均能导致地表含盐量 增加，此外在干旱地区，雨量稀少、缺乏水源补充也往往造成土地 盐碱化在我国华北平原干旱地区及黄河沿岸土地盐碱化现象极为 普遍，治理和防止土地进一步盐碱化已是环境岩土工程研究的重要 课题。

4) 滑坡与山崩众所周知，滑坡与山崩会给人民的生命财产造成巨大的损失， 滑坡的起因除有自身的生态过程及规律外,人类的生产建设活动将 会加速其演变速率据估计,由于大规模的交通运输工程的建设引 起的岩石土壤的移运数量已与河流搬运泥砂的能力等量齐观，而有 些地区的大面积地下排水势将改变地下水的运移动态及岩土性状， 致使陆地斜坡更趋不稳由此可见，防治滑坡任务是很繁重的，这 项艰巨任务将不可避免地落在环境岩土工程人员的肩上5) 城市垃圾随着人们生活水平的捉高和工业的迅速发展，城市垃圾已成为 市政工程的一项极为头痛的问题，城市垃圾的处理技术也是21世纪 应予以重视的问题，目前的处理方法一般为掩埋与烧毁如何进行 废物利用及改进处理措施是环境岩土工程的一项重要课题6) 核废料问题为解决能源短缺而发展核电站己成为众所关注的事情，我国核 能建设已经起步，预计在21世纪初将发展到2000万kw,随之而来 的核废料处理问题将摆在环境岩土工作者面前核废料储存库的安 全性不但取决于地下洞室围岩的稳定性，也取决于核废料本身放射 性生命期放热效应所产生的异常温度变化与岩体的相互作用而形成 的裂隙发展状态在发展核能的同时决不能忽视核废料的处置问题, 应在制定可行性及设计施工时列入核废料的处置方案和措施。

7) 水源保护为了确保人们的身体健康，防止疾病发生已成为一项重大课题 目前城镇居民的饮用水一般均直接取自江河湖泊，专用丁饮用水的 水库极少在21世纪，应大声疾呼水源保护尤其是饮用水源的保 护更应列为重中之重，应尽早建设专用水库作为城镇居民饮用水源, 饮用水源的水库要禁止开放旅游观光及在水库内放养鱼类以保证水 质不受污染，使人民身体健康得到保障8、 结语20世纪90年代后，我国进入了大规模工程建设时期从沿海地 区开始，逐步向内陆扩展，高层建筑、地铁、道路交通、隧道等等 的建设以及城市化进程步伐的加快向环境岩土工程不断提出新的挑 战同时，自然环境的变化，地震、洪涝灾害的频频发生，温室效 应的加剧，水土流失，土壤退化等大环境问题，也引发了一系列新 的环境岩土工程问题相对发达国家来说，我国的岩土工程工作者 面临更为艰巨的任务一方面，我国正处于大规模工程建设时期， 有许多工程问题需要解决；另一方面，基于可持续发展要求，我们 面临严峻的环境保护与治理工作在环境岩土工程问题上，未来几 年应重点研究并解决下面几个问题其中，西部问题，包括生态环 境建设与保护区域稳定性与地下工程东部问题，包括大城市地面 变形不稳定性、悬河化水资源、水环境等。

在一些应用方面还急需 解决的问题如下：卫生填埋场的设计问题；大规模工程建设的区域 环境岩土工程问题评估；城市施工影响环境岩土工程问题；岩土工 程手段在环境的治理中的应用等从环境岩土工程的发展历程来看, 推动这门学科的主要动力也许不是学科本身而是各种环境保护的法 律和有关规定，如果没有法律的限制和大量政府或社会捐资，这门 学科可能不会得到迅速发展在我国虽然也有各种环境保护法，但 由于法制观念不强、执法力度不够大又常常以罚代法,IIU受罚者又 未损及个人利益，因此收效不大，至于环境岩土工程的基础性学术 研究及成果的应用得到的支持更远远低于解决现实问题的需要因 此，为了人类有一美好洁净的生存环境，应大力宣传保护意识，培 养环境岩土工程的专门人才，加强基础与应用研究，使我国。