摘要：環(huán)境巖土工程是巖土工程的新發(fā)展，是巖土工程和環(huán)境科學(xué)交叉的邊緣學(xué)科，它是應(yīng)用巖土工程的概念對(duì)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。目前，它還是一門新興的學(xué)科，個(gè)性鮮明、實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用廣泛。
　　1．環(huán)境巖土工程發(fā)展簡(jiǎn)介
　　1．1問(wèn)題的提出
　　1982年在舊金山召開(kāi)的第10屆國(guó)際土力學(xué)與基礎(chǔ)工程學(xué)術(shù)會(huì)議上，有學(xué)者提出了題為《環(huán)境巖土工程現(xiàn)狀報(bào)告》的文章，引起同行的注意。1985年方曉陽(yáng)先生提出了環(huán)境巖土工程的概念，1986年在美國(guó)里海大學(xué)召開(kāi)的第一屆環(huán)境巖土工程國(guó)際學(xué)術(shù)討論會(huì)使環(huán)境巖土工程開(kāi)始成為一門獨(dú)立學(xué)科。
　　1．2研究現(xiàn)狀
　　國(guó)內(nèi)學(xué)者于20世紀(jì)80年代末開(kāi)始關(guān)注環(huán)境巖土工程問(wèn)題，相繼出版了若干有關(guān)環(huán)境巖土工程的專著、譯文與會(huì)議論文集。經(jīng)過(guò)近二十年的研究,環(huán)境巖土工程取得了很大進(jìn)展,但是對(duì)環(huán)境巖土工程自身的定義、目的任務(wù)、研究?jī)?nèi)容等問(wèn)題學(xué)術(shù)界還沒(méi)有取得一致的認(rèn)識(shí),對(duì)學(xué)科特點(diǎn)、理論基礎(chǔ)、中心課題、以及與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。
　　2．環(huán)境巖土工程的研究范疇
　　環(huán)境巖土問(wèn)題涉及的內(nèi)容包括兩大方面：一方面是主要由于自然環(huán)境造成的大環(huán)境巖土問(wèn)題，如江河湖海的變遷、泥石流、區(qū)域滑坡、海岸災(zāi)害風(fēng)暴、侵蝕、地質(zhì)地震、火山洪水等；另一方面是主要由人為的因素造成的小環(huán)境巖土問(wèn)題，如廢棄污染問(wèn)題，森林植被破壞造成的水土流失,地面沉降變形，深基坑開(kāi)挖失穩(wěn)，打樁振動(dòng)等。事實(shí)上，前者也或多或少與人為因素有關(guān)，而且小環(huán)境問(wèn)題也會(huì)轉(zhuǎn)化為大環(huán)境問(wèn)題，如水庫(kù)誘發(fā)地震、大規(guī)模山體滑坡等。
　　3．土木工程建設(shè)中的環(huán)境巖土工程問(wèn)題
　　3．1基坑開(kāi)挖
　　基坑開(kāi)挖過(guò)程，土體處于卸荷狀態(tài)，土體從主動(dòng)區(qū)到被動(dòng)區(qū)，主應(yīng)力方向發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，而且圍護(hù)墻與基坑壁之間的摩擦作用，使得土體各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)變得更為復(fù)雜。基坑開(kāi)挖支護(hù)不及時(shí)引起周圍建筑產(chǎn)生不均勻沉降、開(kāi)裂等環(huán)境巖土工程危害，從而造成巨大的損失。
　　3．1．1深基坑開(kāi)挖引起周圍地表沉降與土層位移變形
　　在深基坑開(kāi)挖進(jìn)程中所產(chǎn)生的地表沉降主要來(lái)自兩個(gè)方面：一是地下水疏干后產(chǎn)生的差異性的地表沉降，另一種是由于護(hù)坡設(shè)施的側(cè)向變形引起的地表沉降。前者產(chǎn)生的沉降是在較大范圍內(nèi)，一般是以深基坑為中心的環(huán)行區(qū)域里；后者主要集中在深基坑四周。
　　3．1．2深基坑工程中的邊坡開(kāi)挖問(wèn)題
　　基坑開(kāi)挖后,其邊坡在本身重量和其它外力作用下，土體將會(huì)產(chǎn)生向低處坍滑的趨勢(shì)，不采取任何有效支護(hù)措施的情況下，邊坡會(huì)失穩(wěn)而產(chǎn)生滑移或坍塌，有的即使采用支護(hù)，如果支護(hù)不當(dāng),擋墻也會(huì)整體位移，使護(hù)樁變形、坑底隆起。基坑的邊坡變形有兩種基本形式：一是在開(kāi)挖中形成邊坡，處理不當(dāng)容易在基坑底部、邊坡前或邊坡內(nèi)發(fā)生小型的邊坡滑動(dòng)；二是支護(hù)結(jié)構(gòu)完成后，使基坑形成巨大臨空面，由于支護(hù)結(jié)構(gòu)失效引起邊坡失穩(wěn)。
　　3．1．3深基坑開(kāi)挖引起基坑突涌和隆起變形
　　基坑突涌導(dǎo)致基土開(kāi)裂。由于基坑有承壓水的存在，開(kāi)挖基坑使原有土壓力減小到一定程度時(shí)，承壓水的水頭壓力能頂裂或沖毀基坑底板，造成突涌，導(dǎo)致基土開(kāi)裂。基坑隆起變形的主要原因有四個(gè)方面：一是由于土體挖除，自重應(yīng)力釋放，致使坑底土向上回彈；二是基底土體回彈后，土體松弛與蠕變的影響使土隆起；三是基坑開(kāi)挖后，在基底面以下部分的支護(hù)結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)變位時(shí)，擠推其前面的土體造成基底的隆起；四是粘性土基坑積水。
　　3．2打樁對(duì)周圍環(huán)境的擾動(dòng)影響
　　近年來(lái)，高層建筑和超高層建筑在國(guó)內(nèi)發(fā)迅速，大量基礎(chǔ)多采用樁基礎(chǔ)，而樁基施工會(huì)產(chǎn)生噪聲、振動(dòng)、擠土以及泥漿污染等影響環(huán)境的問(wèn)題。樁基施工時(shí)，打樁時(shí)錘擊樁頂；振動(dòng)沉樁時(shí)，振動(dòng)錘的偏心振動(dòng)；灌注樁施工時(shí)，鉆機(jī)的馬達(dá)聲，均可產(chǎn)生噪聲，其中以打入樁產(chǎn)生的噪聲最甚。噪聲會(huì)影響人們的生活和工作。如何防止施工噪聲，目前主要有下述措施：降低聲源強(qiáng)度、選擇無(wú)噪聲的施工工藝以及限制施工時(shí)間等。
　　4．環(huán)境巖土工程的幾個(gè)研究課題
　　4．1地下水開(kāi)采引起地面變形危害評(píng)估及整治措施研究
　　目前，有關(guān)地下水開(kāi)采引起地面沉降的成因機(jī)制及基于相應(yīng)機(jī)制假設(shè)進(jìn)行的地面沉降量的模擬計(jì)算等研究已見(jiàn)諸于一些文獻(xiàn)。開(kāi)展地下水開(kāi)采引起地面變形的危害性研究應(yīng)著眼于地面變形對(duì)地下結(jié)構(gòu)物及管網(wǎng)設(shè)施的影響，探討問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)是土體-結(jié)構(gòu)相互作用，關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，而研究的根本目的則是動(dòng)態(tài)地預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)在未來(lái)水文地質(zhì)條件下地面變形狀況與趨勢(shì)和可能的地下工程設(shè)施強(qiáng)度問(wèn)題，并且根據(jù)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果虛擬相應(yīng)的工程防控措施。
　　4．2與土地復(fù)墾和再利用有關(guān)的課題
　　隨著人口的不斷增加和生活水平的不斷提高，土地資源越來(lái)越緊張，因此，對(duì)已污染廢工業(yè)場(chǎng)址的去污修復(fù)和復(fù)墾，礦區(qū)地面塌陷區(qū)的復(fù)墾和再利用，原來(lái)不適合作建筑場(chǎng)地用的沼澤地、軟土或其他特殊土地基的利用等是本課題的重要內(nèi)容。
　　4．3古建筑、名勝古跡以及其他歷史文化遺產(chǎn)保護(hù)的課題
　　研究環(huán)境因素：如溫度、酸雨、氣候的變化對(duì)各類古建筑和名勝古跡的影響尤其用環(huán)境巖土工程的原理和方法對(duì)其風(fēng)化程度風(fēng)化速率加以控制，從而達(dá)到保護(hù)古建筑、名勝古跡以及其他歷史文化遺產(chǎn)的目的。
　　4．4與生態(tài)環(huán)境有關(guān)的課題
　　生態(tài)問(wèn)題在高原、極地、干旱荒漠地區(qū)生態(tài)極其脆弱,環(huán)境容量極小,輕微的擾動(dòng)就能引起不可逆轉(zhuǎn)的破壞,并可能對(duì)更大區(qū)域的環(huán)境產(chǎn)生影響,如我國(guó)北方近幾年發(fā)生的沙塵暴就是西北內(nèi)陸地區(qū)生態(tài)破壞的直接后果。環(huán)境巖土工程研究在生態(tài)敏感地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)、資源開(kāi)發(fā)的相關(guān)技術(shù),確保生態(tài)環(huán)境的安全。
　　4．5地震及環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題地震及振動(dòng)
　　對(duì)于這一課題，巖土工程以及其它一些學(xué)科也在研究，但地震中地面效應(yīng)引起的破壞要比建筑物振動(dòng)破壞大，環(huán)境巖土工程較之巖土工程對(duì)單個(gè)地基的研究更側(cè)重于對(duì)區(qū)域性地震效應(yīng)的研究。環(huán)境振動(dòng)問(wèn)題主要是城市中施工等活動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)。環(huán)境巖土工程研究其對(duì)周圍巖土體、建筑以及居民的影響以及減振隔振措施。該學(xué)科方向是目前研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　4．6與自然災(zāi)害有關(guān)的課題
　　與自然災(zāi)害有關(guān)的課題包括：滑坡、泥石流、洪水、特殊土膨脹土、凍土、軟土、黃土等環(huán)境巖土工程問(wèn)題。
　　5． 結(jié)語(yǔ)
　　環(huán)境巖土工程在實(shí)際的應(yīng)用中展示了它的生命力。相信隨著環(huán)境巖土工程實(shí)踐的發(fā)展，環(huán)境巖土工程理論也將取得更大的發(fā)展，并成為未來(lái)巖土工程中的熱點(diǎn)問(wèn)題。