■张荣波

（中化地质矿山总局河南地质勘查院河南郑州450011）

环境岩土工程研究综述

■张荣波

（中化地质矿山总局河南地质勘查院河南郑州450011）

本文对环境岩土工程进行了定义，并研究了环境岩土工程的研究内容，以及其研究方向和研究方法。

环境岩土工程问题研究

1　环境岩土工程的概述

作为一门出现不久的学科，当前在世界范围内对环境岩土工程还没有一个公认准确的定义。笔者对其他学者的观点进行了总结，认为环境岩土工程是以岩土工程的方法原理用于岩土环境问题解决的一门学科。环境岩土工程是岩土工程与环境保护的一门交叉学科，其主要的研究方向是工程岩土体和环境之间产生的作用，以及相互影响。

2　环境岩土工程研究的主要内容

环境岩土工程研究的主要内容具有实践性、综合性和广泛性的特点，其研究的内容还在不断的扩展。环境岩土工程的内容主要分为环境工程、环境卫生工程和人类工程活动等三类。

3　环境岩土工程研究的主要方法

环境岩土工程的研究方法讲究多样性和互补性。环境岩土工程总体上属于岩土工程，但在研究方法上又有一定的区别。首先，环境岩土工程要对工程和环境条件进行综合考虑，这就需要对环境条件进行分析，并分析工程问题的边界条件。其次，环境岩土工程除了要使用力学方法之外，还要对社会科学、地质科学、环境科学等学科进行综合。最后，环境岩土工程要将地质学与力学的方法进行结合。

4　环境岩土工程的研究方向

4.1理论和方法的探索和完善

鉴于环境岩土工程还是一门新兴学科，在研究的过程中首先要完成对理论和方法的探究和完善。特别是对岩土体在环境变化影响的性质的评价方法、对特殊岩土体的评价、对复杂岩土体的评价方法等等，科学的研究方法可以提高信息的准确性。

4.2对垃圾填埋场进行设计

我国的城市垃圾的主要处理方式是卫生填埋。由于城市垃圾的数量众多，且还在不断递增，对卫生填埋场的设计非常重要。当前我国众多中小城市的卫生填埋场还存在很多问题，甚至造成二次污染，因此，环境岩土工程要对垃圾填埋场进行科学的设计，形成相关的标准。

4.3研究大规模工程建设区域内的环境评估

在建设规模达到一定程度时就必须评估区域环境内的环境岩土工程问题。例如研究矿业工程造成的水土污染问题、废弃物堆放问题，水利工程造成的岩爆问题、诱发地震问题、土壤盐碱化问题，交通工程造成的塌方、次生泥石流和失稳等问题。环境岩土要对大规模工程进行环境影响评估，作为是否实施该工程的一个重要参考标准和先决条件。

4.4对城市施工影响进行评估

我国的城市规模不断扩张，环境岩土工程要研究新的施工设备和工艺，以减少城市施工对环境的影响，以减少城市施工造成的噪音、振动、废弃物等现象。

4.5在环境治理方面应用环境岩土工程

环境岩土工程要在环境治理中发挥应有的作用，例如工业化污染（如化工厂）场地的治理、荒漠化的治理、盐渍土的改良、地面沉降的控制、矿业采空区的再利用等等。对于我国当前的发展需要而言，环境岩土工程要在这些方面进行研究，在岩土工程和环境保护领域发挥其应有的作用。

5　环境岩土工程的课题研究

5.1对地下水渗流以及污染源迁移进行研究

在地下水渗流问题的研究中，其研究要点在于是否对多孔介质材料的渗流固结问题进行考虑。如果对固结因素进行考虑，则要在研究中引进流-固耦合作用以及多孔介质材料的本构行为，则会使研究变得更为复杂。然而在实际研究中，要研究地下水过度抽取而引起的地面变形问题，就必须研究渗流固结。环境岩土工程要对非饱和的渗流固结问题进行研究。在污染源迁移问题的研究中，要对流体携带的污染物的扩散和分布规律进行研究。对于非化学活性物质的污染物，不用对其化学成分的转化进行研究的情况下，要使用流体力学中关于对流扩散的方法来对污染源的迁移进行研究。以垃圾处理厂为例，在降雨的催化下垃圾的堆放会造成污染源渗入地下，造成污染源的迁移扩散。当前在处理污染源迁移问题的过程中还有很多研究工作要做。

5.2对地面沉降变形的评估以及整治进行研究

地面沉降变形的原因有很多，其中过度开采地下水是一个主要原因。环境岩土工程要对地面沉降变形进行评估和整治研究，研究其成因机制，并进行模拟计算。更重要的是，地面沉降变形不仅会危害地面建筑物，更会对地下结构物和地下生命线工程造成很大的破坏。这是由于土体-结构相互作用会对地下结构物和地下生命线工程的结构内部产生高强度的附加应力，造成内部结构的破坏。因此环境岩土工程要着眼于对地面沉降变形对地下管网设施和地下结构物的危害研究。该研究的关键就在于从土体-结构相互作用出发，研究结构的强度，以提高对未来水文地质条件下地面沉降变形情况的预测能力，以及对地面沉降变形对地下工程设施的影响进行评估，以此作为工程防控措施的参考。

5.3对地下结构工程施工安全性进行研究

地下结构工程也是环境岩土工程的一个重要的研究课题。实施地下结构工程必须具备一定的初始应力，并在特定的地质构造环境中进行。因此，地下结构工程与地面工程在施工力学上很大的不同，其材料力学模量具有不确定性、加荷形式具有模糊性，在围岩体和土体的本构行为方面，以及岩土体与结构相互作用方面都比地面工程要复杂。这也是地下结构工程预见性差、风险性大的主要原因。

5.4对边坡稳定性和工程的防治措施进行研究

环境岩土工程通过对工程实例进行实地调查和理论分析，可以总结出整治边坡土体滑坡的经验与方法，以此作为分析和整治边坡岩土体的滑坡情况的依据和参考。环境岩土工程还要在工程技术手段方面进行研究，创造出更为科学和实用的技术，以及提供与之相适应的设计计算理论。当前使用比较广泛、效果比较好的现场搅拌桩技术、锚固技术等都与环境岩土工程的研究有关。

5.5对深基础抗震和桩基-土体共同作用进行研究

桩基在工程建设中的使用非常频繁，这主要是由于桩基的承载力强、抗震性能强，并且可以对不均匀沉降进行有效的控制。然而对群桩-上部结构-承台产生的共同作用力进行力学分析却并不容易，这是由于土体力学行为具有多相性、流变性以及非线性的特点。因此要对群桩的极限承载力、基础沉降量以及抗震性进行分析，就必须突破土体-承台-群桩的共同作用力，从而对工程造价进行控制。该方面的课题研究并不容易，如果严格按照桩基规范来进行设计，在实际操作中往往会遇到问题，而且地区之间岩土工程存在较大的差异性，这都给环境岩土工程的研究带来了一定的困难。

［1］白彦光，武胜忠，彭彦彬.环境岩土工程的内容和特点 ［J］.太原理工大学学报，2013 （1）：88.

［2］蒋建平，章杨松，罗国煜.环境岩土工程有关问题探讨 ［J］.世界地质，2012（2）：223.

P62［文献码］ B

1000-405X（2016）-8-482-1