环境岩土力学及其发展
岩土工程检测方案
岩土工程检测方案一、前言岩土工程检测是在地基工程建设过程中对地基的物理力学性质、岩土力学性质、水文地质性质以及环境地质条件等进行测试和分析的过程。
岩土工程检测的目的是为了确保地基工程的安全可靠性，减少地质灾害的发生，并为土木工程设计、施工和质量控制提供科学依据。
二、岩土工程检测的必要性岩土工程检测是地基工程建设过程中必不可少的一项工作，其必要性主要体现在以下几个方面：1. 保障地基工程安全：通过对地基的勘察和检测，可以了解地基的各种性质和特征，从而为地基工程的设计和施工提供科学依据，确保地基工程的安全性和可靠性。
2. 预防地质灾害：通过对地质灾害和地质灾害隐患的检测和评估，可以提前发现病害，采取有效的预防和治理措施，减少地质灾害的发生。
3. 保护环境：通过对土壤和地下水的检测和分析，可以了解土壤和地下水的污染程度，预防和治理土壤和地下水污染，保护自然环境和生态环境。
4. 引导可持续发展：通过对地基工程建设过程中的地质和环境条件进行检测和评估，可以引导地基工程建设的合理布局，促进可持续发展。
三、岩土工程检测的内容岩土工程检测的内容一般包括地质勘察、物理力学性质测试、岩土力学性质测试、水文地质性质测试和环境地质条件测试等几个方面。
1. 地质勘察：包括地质灾害和地质灾害隐患的调查和评估、地质构造和地层特征的研究、构造和地层的分析和判识、地质地貌和地貌特征的描述和分析、地质构造和地层的改造、地质断裂和岩体破碎带的检测和分析等。
2. 物理力学性质测试：包括土壤和岩石的物理力学性质测试、土壤的物理力学性质测试和岩石的物理力学性质测试等。
3. 岩土力学性质测试：包括土壤和岩石的岩土力学性质测试、土壤的岩土力学性质测试和岩石的岩土力学性质测试等。
4. 水文地质性质测试：包括地下水的水文地质性质测试、地下水的水文地质特征测试和地下水的水文地质分析等。
5. 环境地质条件测试：包括土壤和地下水的环境地质条件测试、土壤的环境地质条件测试和地下水的环境地质条件测试等。
黄文熙讲座
1.1998年第一讲黄文熙讲座主讲人：沈珠江院士题目：软土工程特性和软土地基设计单位：南京水利科学研究院土工所主讲内容摘要：在总结南京水利科学研究院在软土地基方面部分研究成果的基础上，重点介绍了有关天然软土结构性的最新研究成果和有效固结应力法的设计方法,并提出了建立软土结构性模型的新思路。
2. 1999年第二届黄文熙讲座主讲人：周镜院士题目：岩土工程中的几个问题单位：铁道部科学研究院主讲内容摘要：介绍多年来在工作中遇到的,对岩土工程有普遍意义的3个问题:①长江中下游片状砂的工程特性,它与石英质砂有较大差异,原来建立在石英砂研究基础上的一些经验,不完全适用于片状砂;②深基础的临界深度;③载荷板承载力的尺寸效应。
承载力中的临界深度和尺寸效应现象,并非传统土力学理论所能解释,尚待进一步研究探讨。
为此,笔者建议应加强土的基本性质和基础工程性状的试验研究,为土力学理论的发展和实践提供科学依据。
3. 2000年第三届黄文熙讲座主讲人：方晓阳教授题目： 21世纪环境岩土工程展望单位：美国麻省州立大学环境工程和科技中心主讲内容摘要：论述了对环境岩土工程进行评价的重要性,同时讨论了常规岩土工程方法不适用研究土与环境相互作用问题的原因。
阐述了笔者于80年代末提出的粒子能场理论,并特别强调其在敏感性生态岩土工程方面的应用:①土的干湿、胀缩和冻融循环机理;②土的污染和清污机理及过程;③放射性核废料和氡气的控制。
最后,用两个最具挑战性的环境岩土工程为例来说明环境岩土工程问题的关联性和复杂性。
4. 2001年第四届黄文熙讲座主讲人：谢定义教授题目：试论我国黄土力学研究中的若干新趋向单位：西安理工大学主讲内容摘要：在分析已有文献资料的基础上,对黄土的分类定名,黄土的水敏性,黄土的结构性,黄土的动力特性,黄土土力学的理论基础,黄土工程的设计,黄土地基的处理,黄土规范的框架等问题研究中的新趋向进行了探讨,提出了笔者倾向性的看法,总结给出了需要进一步研究的课题。
环境岩土工程与城市建设关系初探
文章 编号 ：６１ ９６ （０８０ —００ —０ １７ — ６２２０ ）１ Ｏ４ ３
环境 岩 土工 程与城 市 建设 关 系初 探 ＊
孙 丽云 ， 秦全胜 ， 张瑜英
（ 郑州大学环境水利学院， 河南 郑州 ４０ ） ５（２ Ｘ）
摘 要 ： 环境岩 土工程主要覆盖 了环境工程、 岩土力学和工程地质 学所涉及的环境 问题。本文对环境
岩土工程 的基本概念， 内涵以及城市环境岩土 工程 中的两类环境 问题作 了探讨 ， 并从郑 州市
建设 的实际出发 ， 出了在城 市建设 中既要提 高岩土工程技术水平， 提 又应注意提 高环保意识。 充分利 用环境岩土工程技术 ， 确保郑州城 市建设的可持 续发展。
关键词 ： 环境 岩土工程 ； 环保意识 ； 市建设 城 中图分 类号 ： Ｘ ２ ２ 文献标识码 ： Ａ
所示 。
２ 环境岩 土工程的 内涵 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 ， 是跨
学科 的边缘学科 ， 涉及气象 、 水文、 地质 、 农业 、 化学 、 医学 、 工程学等等。
２ １ 环境岩土工程 产生的背景 ．
自 ２ 纪 ８ 代 以来 ， 境 问题 ０世 ｏ年 环 日益严重 ， 主要 表现为水系和水土污染 、 氡污染 、 水土流 失、 砂化、 地质生态变迁 、 滑坡 、 泥石流 、 固体废 物和核废 物处理 ，
３ 环境岩土工程的分类
２ 世纪 ５ 一 ｏ ｏ ｏ ６ 年代公害事件 的显现 ， 促使人们不断探索 反思 ， 并取得 了基本共识 。 目前国外对 于环境 岩土工程 的
环境岩土工程研究的 内容大致可 以分为三类
（） １环境工程 。主要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、 滑坡 防治等。这些问
国内外著名岩土工程期刊
8. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics
国际岩土力学中的数值和解析方法学报
SCI 期刊。 集中了岩土工程实践 中的所有方面内容，包括工程实 例、工程设计讨论、计算机辅助 设计等，对结构和岩土工程师极 有帮助 。
9.Geotextiles and Geomembranes Journal 土工织物和土工膜学报 （英国）
SCI、EI收录期刊。1984年 创刊，探讨渗透性和非渗透性 合成纤维纺织物与膜等工程材 料在公路、铁路、机场、拦洪 结构、堤岸、运 河、水库、护 岸、海岸工程等土木工程中的 应用问题，发表研究论文和评 论。
1. Canadian Geotechnical Journal
加拿大岩土工程学报
月刊，SCI期刊。1963 年 开始出版，世界上发行量最大 的三家岩土工程学术期刊之 一，以刊登有关基础、隧道、 水坝、边坡问题精彩文章及相 关学科的新技术、新发展而闻 名。
2. Géotechnique
土工（英文版或法文版）
SCI 期刊。国际著名的有 关土力学、岩石力学、工程 地质、环境岩土工程的岩土 技术期刊，每期只刊登几篇 文章，都是鸿篇巨著。
3. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering
岩土与环境岩土CE)主办的杂志之一， 以土力学及基础工程方面的内 容为主，主题偏向于工程应用。
4. Soils and Foundations
土和地基（日本）
著名SCI期刊。日本的 土工试验技术手段和科研 进展是世界一流的。
5. Computers and Geotechnics 计算机与土工学（英国）
环境地质学的研究与应用
环境地质学的研究与应用环境地质学是一门重要的地质学分支，它研究地球表层环境的形成、演化及其与人类活动的关系。
环境地质学在人们的生活中发挥着很重要的作用，它的研究成果可以为环保、节能减排、资源开发等方面提供参考和支撑，下面我将就此进行探讨。
一、环境地质学的研究范围环境地质学的研究范围主要包括几个方面。
首先是地形地貌，研究各种地貌形成和演化的机制，以及不同地貌对环境的影响。
其次是地下水和地表水，研究水文地质条件和水文地球化学特点，包括地下水类型、水质变化、水文循环等等。
然后是岩土工程地质，研究地质构造和岩土力学参数等与土建工程有关的问题，如地质灾害、地基沉降等。
最后是环保方面的研究，包括污染物扩散、生境保护、环境分析等。
二、环境地质学的应用1. 环境评价环境评价是环境保护的核心内容，环境地质学在其中起着重要的作用。
通过对环境质量的调查和评估，可以有效地评价环境对人类和生态环境的影响，为制定科学的环境管理政策提供依据。
2. 地下水资源管理地下水资源在人类生存中发挥着至关重要的作用，环境地质学可以对地下水资源进行研究和评估，包括地下水水文地质特征、水质、水动力学等方面的内容，并提供有效的地下水开发和管理方案。
3. 洪涝灾害防治由于自然条件、人类活动等因素，洪涝灾害经常发生，给人类带来了巨大的经济和生命损失。
环境地质学研究洪涝灾害的成因、发展机理及其它与之相关的问题，提供有效的预测和预警，在救援和抗灾中发挥了重要作用。
4. 土地资源利用与环保环境地质学研究土地资源的特征、分布、利用规律和土壤的形成机制，为土地资源合理利用和环境保护提供技术和理论支持。
5. 废弃物处理和利用废弃物的处理和利用一直是环境保护、资源利用等领域的重要问题。
环境地质学可以对其进行研究，提供科学的处理和利用方案，以达到减少污染、节约资源的目的。
三、结论环境地质学的发展不仅给人类生存环境带来了重要的好处，同时也给我们提出了更高的要求。
环境地质学的成果需要更好地与社会发展、环境保护等方面紧密结合，为人类的健康生活和环境可持续发展做出更大的贡献。
在岩土工程中的应用
在岩土工程中的应用岩土工程是土木工程中的重要分支领域，涉及到地基基础的设计、施工、监测等方面。
岩土工程的应用涉及到地下土体的力学性质、岩土材料的特性、工程地质条件等多个方面。
本篇文档将从岩土工程中的应用领域、常见的岩土工程方法和技术，以及岩土工程在工程实践中的重要性进行介绍。
应用领域岩土工程在工程实践中有着广泛的应用领域，包括但不限于： - 基础工程：岩土工程在各种建筑物、桥梁、水利工程等基础设计和施工中扮演着至关重要的角色。
- 边坡稳定：在土石方工程和公路工程中，岩土工程可以用于边坡稳定分析和设计，确保工程的安全性。
- 地下工程：在隧道、地铁等地下工程中，岩土工程对地下岩土情况的分析和处理至关重要。
- 环境工程：岩土工程还可以应用于环境工程领域，如固废处理、污水处理等工程项目。
常见方法和技术岩土工程中常用的方法和技术有很多种，其中包括但不限于：- 岩土力学测试：如岩石力学性质测试、土体工程性质测试等，用于确定岩土材料的力学性质。
- 工程地质勘察：通过地质勘察获取岩土地质信息，如地层分布、岩石性质等，为工程设计提供数据支持。
- 数值模拟：通过数值分析软件进行岩土工程问题的模拟和求解，如有限元分析、离散元分析等。
- 辅助设计工具：如地下水位模拟软件、岩土工程信息管理系统等，用于辅助岩土工程设计和施工过程。
工程实践中的重要性岩土工程在工程实践中的重要性不言而喻，它直接关系到工程的安全性、经济性和可持续发展性。
在土木工程项目中，岩土工程工作通常是整个工程项目的前期工作，其影响和重要性不可小觑。
合理的岩土工程设计和施工可以保证工程长期的稳定性和安全性，降低工程的风险和成本。
综上所述，岩土工程在工程领域中扮演着至关重要的角色，其应用范围广泛，方法和技术不断创新。
在未来的工程实践中，岩土工程将继续发挥着重要的作用，为工程建设提供坚实的基础和支撑。
岩土工程介绍
岩土工程 ( geotechnical engineering )
岩土工程体制 是建筑工程中的勘察、设计、施工三个 方面作为一个统一体，将土力学、岩石力 学、工程地质和基础工程等组合在一个有机 结合的统一体内，共同以土体和岩体作为科 研和工程实践的对象，指导工程实践。
岩土工程（Geotechnical Engineering）
土 木 工 程
（Civil Engineering）
专业介绍
一、专业基本情况
1、
培养目标
本专业培养掌握土木工程学科的基本理 论和基本知识，具备从事土木工程的项目规 划、设计、研究开发、施工及管理的能力， 能在房屋建筑、地下建筑、隧道、道路、桥 梁、矿井等的设计、研究、施工、教育、管 理、投资、开发部门从事技术或管理工作的 高级工程技术人才。
1.岩土工程勘察: 根据建设工程的要求，查明、分析、评价建设 场地的地质、环境特征和岩土工程条件，编制勘 察文件的活动。 2.岩土工程测试： 采用专门的测试仪器与方法，对工程建设涉及 的岩土体及与岩土相关的结构体（桩、复合地基、 支挡结构等）进行测试、试验与检验，为工程勘 察、设计及基础施工提供评价数据。主要分为：
从岩土体本身而言，基于工程影响范围内 岩土体边界条件的不确定性，岩土材料性质的 可变性、力学性质既取决于应力历史也取决于 当前的应力水平，以及岩土工程性质还会随时 间变化和受外部环境的影响等多种因素，以致 要获得与工程相关的岩土的准确分析资料和设 计参数往往难度很大，其复杂性亦反映了岩土 工程的重要性。
②边坡与基坑工程：
重点研究基坑开挖（包括基坑降水）对邻 近既有建筑和环境的影响，基坑支护结构的设 计计算理论和方法，基坑支护结构的优化设计 和可靠度分析技术，边坡稳定分析理论以及新 型支护技术的开发应用等。
环境地质调查内容
环境地质调查内容一、前言环境地质调查是指为了解一个地区的地质环境状况，评价其对人类生存和发展的影响以及制定相应的保护和治理措施等目的，对该地区进行系统、全面、深入调查和分析。
二、调查内容1.地质背景地质背景是指一个区域内的岩石类型、构造特征、沉积历史等基本情况。
通过对地质背景的了解，可以揭示该区域内自然灾害（如山洪、滑坡等）发生的可能性和危险程度，为防灾减灾提供科学依据。
2.水文地质环境水文地质环境是指一个区域内的水文条件和岩土水力学特征。
通过对水文地质环境的调查，可以了解该区域内各种水体（如河流、湖泊、渗漏水等）在数量上和品质上的情况，并为该区域内的水资源开发和保护提供科学依据。
3.土壤环境土壤环境是指一个区域内土壤性质、组成结构以及与植被之间的关系等情况。
通过对土壤环境的调查，可以了解该区域内土壤的肥力、酸碱度、有机质含量等情况，并为该区域内的农业生产和生态保护提供科学依据。
4.地下水环境地下水环境是指一个区域内地下水的分布、运动方向和水质特征等情况。
通过对地下水环境的调查，可以了解该区域内地下水资源的开发潜力和可行性，并为该区域内地下水资源的合理开发和保护提供科学依据。
5.矿产资源矿产资源是指一个区域内的各种矿产（如金、银、铜、铁、锰等）分布情况和储量。
通过对矿产资源的调查，可以了解该区域内各种矿产资源的开发潜力和可行性，并为该区域内矿产资源的合理开发和保护提供科学依据。
6.工程地质环境工程地质环境是指一个区域内岩土工程建设所需考虑的各种因素，如岩土力学特性、岩土结构稳定性等。
通过对工程地质环境的调查，可以为该区域内的岩土工程建设提供科学依据。
三、调查方法1.现场勘查现场勘查是指调查人员到实地进行对目标区域进行实地观察和采样的方法。
现场勘查可以直接了解该区域内的岩石、土壤、水体等情况，是环境地质调查中最重要的一种方法。
2.实验分析实验分析是指通过对采集回来的样品进行物理化学分析，了解其成分、结构和性质等情况。
废弃露天矿坑的生态修复方式及发展
废弃露天矿坑的生态修复方式及发展摘要：矿产资源为我国的经济建设做出了不可磨灭的贡献，我国95%以上的一次性能源、80%以上的工业原料、70%的农业生产资料，都取自矿产资源。
然而，大规模、高强度的矿产资源开发活动，在为国家能源安全、经济发展做出重大贡献的同时，也付出了巨大的生态环境代价。
关键词：废弃露天矿坑；生态修复；修复方式；修复基础引言为全面贯彻“保护自然资源，保护良好的生态环境”的基本国策，坚持“绿水青山就是金山银山”的理念，修复硫磺沟镇由于露天煤炭开采破坏的生态环境，开展生态环境治理恢复工作，以“两清两美一绿”为抓手，以“绿色＋”理念引领经济社会发展转型，推动昌吉市绿色低碳循环经济发展，形成人与自然和谐发展现代化建设新格局。
1.废弃露天矿坑对生态环境的影响废弃露天矿坑占用了大量的土地资源，带来生态环境和安全问题，导致当地的生态结构与功能退化严重，植被与生物多样性遭到破坏。
大规模的山体开挖，岩石大面积裸露，原有植被和植被生长所需的土壤被破坏，周边林地动物栖息地也受到干扰，矿山生境质量下降，生物多样性减少，生态系统稳定性降低。
采矿活动给矿区及周围地区的生态带来了严重破坏，在未生态修复前一度被认为是美国最大的人工荒漠。
此外，严重破坏原有地质环境，造成土地资源的浪费。
矿坑及煤矸石堆的存在，使原有的地质环境遭到严重破坏，致使植被消失。
受后期矿坑活动的影响，边坡及顶部堆积处，治理区内有牧民转场流动放牧活动，矿坑的高陡边坡会对牛、羊等牲畜造成威胁，对农牧民生命财产造成损失。
2.生态修复工程管理的重要性和必要性随着我国社会的快速发展，矿产资源的需求量不断增加，矿产开采活动每年都会造成破坏大量的土地，尤其是露天采场对土地的破坏十分严重，如矿山占用、土地资源破坏、地貌景观破坏；如矿业活动诱发的地质灾害问题，包括滑坡、区域性地质沉降、地裂缝、地面塌陷等；此外还有固体废弃物对环境的影响，矿业开发对地下水系统的影响与破坏等。
工程地质学
工程地质学河海大学地质工程学院教授陆兆溱（注：本文档是陆兆溱教授的学生整理的学习笔记。
）绪论一、工程地质学的任务工程地质学是研究人类工程建设活动与自然地质环境相互作用和相互影响的一门地质科学，它以地学学科的理论为基础，应用数学、力学的知识与成就和工程学科的技术与方法来解决与工程规划、设计、施工和运营有关的地质问题。
地质环境对工程建设场地的选择和建筑物结构类型及施工方法的确定，起着决定性的影响。
对“地质环境”这个术语，目下仍存在着不同的理解。
显然，地质环境是自然环境的组成部份之一，与岩石圈、水圈、大气圈以及生物圈都有关系。
环境的概念起源于人类的生存与活动，因此，地质环境也与人类的生存与活动有关。
这样，地质环境广义的涵义可理解为人类生存与活动进程中地壳表层的地形、地貌、岩土、水、地层构造、矿产资源、地壳稳定性等自然因素的总称。
在工程地质学中，对人类工程活动的地质环境常用工程地质条件来描述。
工程地质条件是一个综合性概念，可理解为与工程建设有关的地质条件的总称。
一般认为，它包括工程建设地区的岩土工程地质性质、地形地貌、地质构造、水文地质条件、物理地质现象、地质物理环境（地应力及地热等）、天然建筑材料等七个方面的因素。
在不同地区、不同工程、不同设计阶段解决不同问题时，上述各方面的重要性并不是等同的，而是有主有次。
其中岩土的工程地质性质和地质构造往往起主导作用。
但在某些情况下，地形地貌或水文地质条件也可能是首要因素。
工程地质条件所包括的各方面因素，是相互联系、相互制约的。
因此，在解决工程建设中的地质问题时，应对各方面因素综合分析论证。
物理地质现象或称自然地质现象，是指由内外动力地质作用在地壳表层引起的一系列地质现象，如滑坡、崩塌、泥石流、岩溶、地震、岩体风化、冲沟等现象；而由于人类工程活动所产生的地质条件的变化，而引起的地质现象，则称为工程地质作用或现象。
这些现象对工程建筑物的稳定、安全、经济和正常使用影响很大。
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第19卷增刊西安矿业学院学报V ol.19Suppl. 1999年9月JO U RNAL OF X I.A N M I NI NG INST IT UT E Sept.1999环境岩土力学及其发展*胡燕妮1,陈均良2,杨更社1(1.西安科技学院建筑工程系,陕西西安710054; 2.韩城桑树坪镇,陕西西安715400)摘要:对环境岩土力学及环境岩土工程及发展进行了综述分析,重点介绍了矿山地下开采带来地表沉陷的环境岩土工程问题,并对人类工程活动和环境影响的关系做了简单介绍。
关键词:环境;岩土力学;地表沉陷中图分类号:T U476文献标识码:A文章编号:1001-7127(1999)S0-027-04环境岩土力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学科,同时,环境岩土工程是一门实用性很强的学科,其应用面十分广泛,它是应用岩土力学的观点、技术和方法来研究人类工程活动,特别是工程建筑当中存在的一系列问题。
随着工程建设的发展,工程建设与环境之间所发生的相互作用越来越复杂,这是摆在工程界面前的一个新课题,工程建设中带来的环境岩土力学问题在土木工程的研究领域内可归纳如下。
1打桩对周围环境的影响桩基施工是目前建筑物地基处理、特别是在软土地基施工中的常用方法之一。
在密集建筑群中间打桩施工时,对周围环境的影响主要表现在以下几个方面:1)打桩时,柴油锤产生噪音可达120dB,一根长桩至少要锤击几百次乃至几千次,打桩时产生的噪音使人们的心情烦躁,影响学习和休息,工作效率降低。
2)振动的影响。
打桩时产生的振动波向四周扩散,较长时间处于一个周期性微振动作用下使人感到难受,特别是住在木结构房屋内的居民,地板、家具都会不停的摇晃。
在通常情况下,振动不会对建筑物造成破坏性的影响,现场实测结果表明,除一些危险性房屋外,一般无影响,但对建筑物的粉饰、填充墙会造成损害,也会影响附近的精密机床、仪器仪表的正常操作。
3)挤土效应的影响。
桩打入地下时,桩身将置换同体积的土,因此在打桩区内和打桩区外一定范围内的地面,会发生竖向和水平向的位移。
大量土体的移动常导致临近的建筑物发生裂缝、道路路面损坏、水管爆裂、煤气泄漏、边坡失稳等等一系列事故。
为了减少打桩对周围环境的影响,根据不同的情况采取不同的措施,仅为了减少噪音和振动影响,可采用静力压桩,这种施工方法不能减少挤土的影响,当压桩速率较高时,挤*收稿日期:1999-06-06作者简介:胡燕妮(1970-),女,西安科技学院硕士研究生.28西安矿业学院学报1999年土的影响可能比打桩更大。
减少挤土影响的措施很多,上海地区目前采用的环保措施有下面几种方法:¹预钻孔取土打桩,º设置防挤孔,»合理安排打桩顺序和方向,对着建筑物打桩比背着建筑物打桩挤土效应不利的多,¼控制打桩速率。
打桩速率越快,挤土效应越显著,½设置排水措施,¾其它。
如设置防振沟等等。
2深基坑开挖造成的地面移动随着经济建设的发展,高层建筑物的基坑面积越来越大,深度也越来越深。
基坑常处在密集建筑群中,基坑周围密布各式各样的建筑物、地下管线、城市道路等等。
开挖基坑,大量卸荷,由于应力释放,即使有刚度很大的支护体系,坑周土体仍难避免发生水平方向和竖直方向的位移,再由于地下水的渗流,基坑施工期长,坑周土体移动对建筑物、道路交通、供水供煤气、通信等造成很大的威胁。
在超压密土层中开挖时,卸载作用有可能使基坑附近的地面发生膨胀而使建筑物上抬。
减少基坑开挖对周围环境的影响,首先要有合理的支挡体系以及防渗措施;第二是挖土施工的密切配合;第三要建立一套行之有效的监测系统,及时发现问题及时采取必要的加强措施。
3城市地下工程施工引起的地面移动城市人口密度越来越大,近年来,地下商场、地下停车场以及地铁施工越来越多,在城市地下岩土工程施工中最重要的问题是地下施工造成的地表过量下沉,因为城市地下管线的密度较大,过量下沉引起地下管线破裂,特别是在软土地层中,底下铁路、污水隧道等常采用盾构法施工,这将引起地表变形。
引起的地层损失率越高,对地面环境的威胁越大,为减少影响,常采取的措施有:1)精心施工。
首先摸清施工前进路线上的地质条件,编制出不同地质区域的施工方法;严格控制开挖面挖土深度,限制超挖和推进速度;及时安装衬砌,及时注浆等。
2)做好必要的环保措施。
包括:注浆法加固土体,防渗帷幕降低地下水的压力差,采用树根桩或用桩基承托建筑物基础;加固建筑物上部结构等。
3)做好环境监测工作。
环境监测的内容有:地面变形监测;土体深层变形监测;土体孔隙水应力监测;地面建筑物沉降监测;盾构推力及前方土压力监测;盾构偏位监测等。
4)做好信息化施工。
及时将监测得到的信息进行处理,分析研究;及时调整施工方法;及时采取应急对策等。
4地下水抽汲引起的地面沉降随着工业化生产规模的扩大,我国城市化的速度越来越快,不少城市超负荷运转,有些城市出现了严重的/城市病0,特别是大量抽汲地下水引起的地面沉降,造成大面积建筑物开裂、地面塌陷、地下管线设施损坏,城市排水系统失效,造成巨大损失。
地面沉降主要是与无计划抽汲地下水有关,由于超量开采地下水,全国有36个城市出现地面沉降、地面塌陷和海水入侵等问题。
要克服上述问题,通常采用压缩用水量和回灌地下水等措施,但随着时间的推移,人工回灌地下水的作用将会逐渐减弱,目前还没有找到一个满意的解决办法。
5 采空区地面变形与地面塌陷由于地下开采强度和广度的扩大,地面变形和地面塌陷的危害不断加剧。
单地面塌陷已在我国23个省区发现了800多处,塌陷坑超过3万个,全国每年因为地面塌陷造成的损失约10多亿元。
以神府东胜煤田为例,在这一跨世纪的宏大工程中,环境与开发的矛盾始终贯穿于整个工程中,目前存在于神府煤田的大面积地面沉陷无疑会对环境产生巨大的影响,从沉陷发育的现状看来,由于煤层顶板薄,岩化程度低,物理力学指标差,抗压强度不够,加之煤层厚,采空区空间大,必然引起顶板跨落,造成大面积沉陷,从而导致一系列问题,如地下水位降低,地面有限水源遭到破坏,进而对地面植被生长,土地沙化,地表侵蚀(水蚀、风蚀、重力侵蚀)均产生巨大影响,如何解决地面沉陷问题或减少地面沉陷的负面影响,则对岩土工程学家是一个重大考验。
在国民经济的迅速发展的同时,如何解决好岩土工程中的环境问题,将是一个关键问题,其意义重大而深远。
在开采沉陷预计方面,发展历史很长,可分为唯象学理论研究,经典力学理论研究(反分析),力学理论研究方法(正演方法)。
唯象学理论研究方法简便易行,目前在/三下采煤0生产实践中广泛使用,但它避开岩体本构,所用参数没有明确的力学意义,其参数只适用于相同地质条件的情况,因此有很大的缺陷性。
而经典力学理论研究方法(反分析)利用黑箱原理,进行岩体采动系统调制,来拟合采动岩体与地表的移动曲线,存在唯一性问题,由于岩体的复杂性,这种方法的实际效果较差,应用较少。
力学理论研究方法(正演分析)是利用力学原理,将岩体抽象为力学模型,编制相应的计算程序对采动岩体与地表的沉陷进行数值模拟,它较为有效的反映出采动岩体的沉陷状态,因而获得广泛应用。
但该法种类繁多,各有各的优缺性和适用性,同时,又因岩体的非连续性、本构的复杂性、采动岩体的大变形性等等,给模拟增加难度,并给模拟结果带来一定的误差。
因此,在某种意义上,数值模拟只是对岩体和地表移动变形曲线的拟合。
对开采沉陷的危害治理方面,即矿山土地复垦方面,老的矿区做的较为有效,如平顶山矿区、淮北矿区、徐州矿区等地的土地复垦均取得良好的经济效益和社会效益。
关于土地复垦的技术研究、政策法规方面的探寻也较多,比较深入。
以平顶山矿区为例,西高皇乡土地复垦采取/以补代征0模式,既减轻了煤矿负担,又使农民得到实惠;申楼村采用农民集资复垦模式,加快土地复垦进度,提高了区域环境质量,社会效益、经济效益和环境效益十分明显;辛南沉陷区土地复垦采用程序化管理,复垦效果令人满意,使沉陷区变成了平顶山市重要的副食品供应基地。
要解决这一问题,首先应预计地面移动变形值,然后根据预计值评估地下开采对环境的影响,即对地面建筑物、地表水体、地下水位、耕地等方面的影响,以及由此引起的地形地貌改变、土壤盐碱化、食物链缺失或污染等等环境问题。
分析如何减少地面变形,减少采矿引起的负面效应,如何使矿区可持续发展,这就不仅需要岩土工程方面的知识,同时也应掌握采矿和土地复垦这两方面的知识,而且应注意引入新的知识,如将损伤力学和断29增刊 胡燕妮等 环境岩土力学及其发展30西安矿业学院学报1999年裂力学引入开采沉陷的预计上,因为未受采动影响的岩体物理力学参数与受采动影响的岩体物理力学参数有很大的差异,若忽略这一点,将给预测带来很大的误差,甚至是错误,将损伤力学和断裂力学考虑进去,研究损伤的发展,将有助于参数的合理正确的选择,将非线形科学如分形理论、协同学、和突变理论等科学引入开采沉陷,因为矿山开采沉陷所表现出的非平衡性、非线形、突变性、自组织性、自相似性、有序性和随机性等复杂的本质特性,恰是非线形科学关注的焦点,非线形科学将有助于认识开采沉陷的本质,从而为有效的进行开采沉陷的预计奠定基础。
下来将进行土地复垦工作,由于土地复垦工作不仅关系到煤矿企业,与社会也有很大的关系,因此,土地复垦工作有很大的主观性,因此不可避免的有其缺限性,如何使土地复垦工作更客观,更符合长远发展的目标,应研究建立具有普遍适应性的土地复垦专家系统,从而更全面的认识和分析问题,达到土地复垦的目标,使矿区协调发展。
工程活动对环境的影响是不可避免的,为此应根据具体情况分别考虑工程与环境之间的矛盾。
通过长期的实践验证,可归纳为以下几点原则:1)环境补偿的原则:当工程活动不可避免地影响或破坏某些环境问题时,待工程建设结束应重新恢复。
2)工程避让的原则:如果环境非常复杂,工程活动可能会对四周的环境造成巨大的经济损失或重大的社会影响时,工程项目应该另选场地或改变设计。
3)环境保护的原则:当环境和工程都不能退让时,工程应采取各种措施(包括赔偿措施)来保护环境。
4)环境治理的原则:某些工程活动对环境的影响是长时期的或是一时难于估计的,或不可避免的,这种情况应采取整治的办法。
参考文献:[1]胡中雄.土力学与环境土工学[M].上海:同济大学出版社,1997.369~407.[2]于广明.分形及损伤力学在开采沉陷中的应用[D].北京:中国矿业大学北京研究生部,1997.[3]胡振琪,等.采煤沉陷地的土地资源管理与复垦[M].北京:煤炭工业出版社,1996.10~30.ENVIRO NMENT ROCK-SOIL MECHANICSAND ITS DEVELOPMENTH U Yan-ni,CHEN J un-liang,YAN G Geng-she(Dept.of Arch i tectural Engineering,Xi.an University of S cience&T echnology,Xi.an710054,China) Abstract:The authors analyzed in-depth environment rock-soil mechanics and geomechanical eng ineering and their development.The question of environment geomechanical engineering in the areas of subsidence caused by mining w as introduced in detail.It also briefly presented the relationship betw een the engineering activity and environm ent effect.Key words:environment;rock-so il mechanics;ground subsidence。