01-环境岩土工程概论详解.ppt

2011－5－25 土木工程学院岩土工程系（张俊云） 环境岩土工程概论 * * 张俊云（zjy74@126.com） 西南交通大学 二零一四年九月 内容提要 　一、环境岩土工程的形成 　二、环境岩土工程的发展 　三、环境岩土工程的基本概念 　四、环境岩土工程兴起的学科意义 　五、环境岩土工程学基础理论体系 一、环境岩土工程的形成 　　随着经济的迅速发展、科技的进步，人类活动对环境产生的负面影响渐渐凸现：环境污染和生态破坏。 大气污染 温室效应 地球臭氧层减少 土地退化和沙漠化 水资源短缺 当今世界的十大环境问题 海洋环境污染恶化 “绿色屏障”锐减 生物种类不断减少 垃圾成灾 人口增长过快 人需要与自然和谐相处 对自然的敬畏感 建设者就是破坏者 　　①随着城市化、工业化、基础设施建设进程加快，人们不得不在极其困难的工程环境中开发建设巨大的工程项目，大大缩小了对环境的选择空间。规模巨大的填海工程、跨海工程、地下空间的开发利用、大型水电建设以及高原冻土区、复杂艰险山区的交通建设等都是这方面的例子。有研究表明，从1986年到1996年的10年间，我国31个特大城市的城市占地面积扩大了50.2%，非农业建设用地使耕地面积减少了2963万亩，随着国民经济的增长，大规模的地下空间的开发利用有可能提到日程上来。上述这些建设，显然要使岩土工程师们面临一些新的挑战和课题。我国对西部的开发也要求我们更好地解决黄土、红粘土、盐渍土、冻土、土壤沙化和其他一些严峻的工程问题。 与岩土工程密切相关的环境问题 　　②人类开始面临自身活动对自我产生的挑战。近一个世纪以来，随着生产力的发展，后果日益严重。人类直接对环境破坏的例子包括过量抽取地下水引起的区域性地面沉降，以及由此引起的海平面上升而造成的风暴潮加剧、海岸侵蚀加速与盐水入侵对沿海城市的影响；不恰当的工业作用或工程作用造成岩土环境的失衡，如采空区、大面积滑坡导致的灾难性的后果；若干老城市也相继出现了一些新的工程环境问题，如西安市区的地裂缝和武汉等地的地面塌陷。间接的破坏还包括与人为排放物造成的温室效应有关的厄尔尼诺现象加剧了泥石流、滑坡等地质灾害的产生。 　　③人类活动的副产品使人们正面临数量不断增加的工业垃圾、城市生活垃圾及其他废弃物、特别是有毒或放射性废弃物的堆置占地，合理处理及其对环境污染的防止与治理等问题。以城市固体废弃物为例，我国的年产量以9%左右的速度递增，从1986年的5200万吨激增到1996年的1.66亿吨，近年来还有继续增长的趋势。固体废弃物处理不当，不仅挤压人类生存空间，而且会造成传染性疾病流行，导致大量人口死亡；另外，冶金、矿山、化工、电力、煤炭等工业部门在分选、破碎、燃烧、冶炼、化合等流程中，产生的大量尾矿、废料的堆放及其淋滤液的污染问题也日趋严重。以钾矿产生的尾矿来说，其主要成分是盐卤，难以利用，淋溶液处理不当污染严重。 环境岩土工程新学科的形成 　　从土力学的发展过程来看，1925年太沙基（K.Terzaghi）发表了第一本土力学经典著作，开始把力学和地质科学结合起来，解决了许多工程实际问题； 　　直到50年代，才形成了土力学与基础工程这门学科； 　　到80年代，随着社会的发展，都感觉到原来的学科范围已不能满足社会的要求，随着各种各样地基处理手段的出现，土力学基础工程领域有所扩大，形成了岩土工程新学科。 　　进入90年代，设计师考虑的问题不单单是工程本身的技术问题，而是以环境为制约条件，因此不仅是岩土工程学科，包括其他学科，如力学、化学、生物学、土壤学、医学等各自都感到力不从心了。 　　工程建设遇到的环境问题、区域性的地质、地震灾害问题、生活中的环境问题、工矿企业生产引起的环境问题等。 一门新兴学科——环境岩土工程学就应运而生。 它既是一门应用性的工程学，又是一门社会学。 它是技术和经济、政治、文化相结合的跨学科的新型学科，它的产生也是社会发展的必然结果。 二、环境岩土工程的发展 国外发展现状 大约在20世纪70年代，美国、欧洲核电工业垃圾废物的安全处置问题和纽约爱河的污染问题引起了人们的强烈关注，而岩土工程师们在处理这些问题时起到了决定性作用。 20世纪80年代美国进行的两项重大举措对环境岩土工程的发展起到了重要的作用。一是制订出严格的废料存储设施的条例，例如，存储设施的双层衬砌、泄漏监测、土工膜垫衬等均列于条例内。另一项重大举措是美国国会在80年代公布了全面的环境回应、补偿与责任法案，此项法案后来被称为“超级基金”。超级基金一般用于污染场地的治理，当污染责任方不明确或责任方无财力治理时，超级基金就可提供治理污染的经费。 国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土（固体废弃物）的性质、理论与控制等方面 制定各种各样的法律法规 重视固体废物的安全填埋技术