【关键词】环境岩土工程；研究
随着经济和、工业的迅速发展，人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面影响：环境污染和生态破坏。因此，应运产生了一门新兴学科――环境岩土工程学。它既是一门应用性的工程学，又是一门社会学。它把技术和政治、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。
一、环境岩土工程定义
环境岩土工程（EnvironmentalGeotechnology）一词，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，并在其著名的“IntroductoryRemarksonEnvironmentalGeotechnology”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”，主要是研究在不同环境周期（循环）作用下水土系统的工程性质。
二、环境岩土工程研究的内容及分类
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：
（一）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、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。
（二）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。
（三）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。
三、环境岩土工程研究中基本观点及研究方法
（一）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，就必须采取措施；
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。
（二）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。
四、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，指导它的理论主要是自然历史观1它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性，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1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。
五、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。这类问题的动因主要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。它的动因主要是人类自身。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。
六、环境岩土工程的发展展望
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。
参考文献：
[1]缪林昌.刘松玉环境岩土工程学概论北京：中国建材工业出版社2005
[2]方江华等.对环境岩土工程几个问题的探讨岩土力学2005年第4期
关键词：工程地质城市规划评价
工程地质是以环境工程地质学里的方法、理论、资料为基础，将环境科学与相关科目相结合的工作方法、基础理论。工程地质，是为顺应人类经济活动、工程建设的需要，为实现合理的城市改造、地质开发以及合理的开发利用且保护环境而兴起的，用以查明、勘探自然地质、区域工程地质条件的作用，由此研究地质环境与人类经济工程活动之间的关系及影响。
一．城市环境地质问题
（1）水资源问题：
随着经济发展与人口的增多，城市供水量也再不断的加大，城市的水资源也对城市发展有所影响。由于水资源的逐渐匮乏，从而引发了诸多环境问题，既而才受到世界的关注。由于地下水的过度开采，许多城市都出现了地面塌陷、路面沉降、饮用水源枯竭、海水倒灌等现象。供水资源与供水条件的保护，主要在于地下水的水源选择、分析、评价；地下水的合理开发、保护、管理；地下水科学的调节利用。因此，利用工程地质学对城市的水资源进行综合分析、研究、评价，制定合理、科学的城市规划方案，既可以节约资金，也会对水资源保护，起到关键的作用。
（2）城市垃圾：
城市垃圾主要分为生活垃圾、工业废料。伴随着经济的发展，城市的扩大，人口的增加，从而生活垃圾与工业垃圾迅速激增，成为了城市的一个直接的或潜在的危害。垃圾所产生的危害会对地表产生污染，改变土地性质等，从而引发植物的枯萎，水源遭到破坏，大气受到影响，酸雨的形成，既而形成连锁反映，对人类的生活、财产造成严重危害。
（3）地基问题：
地基的勘察不要有：岩土体结构、物理化学性质、微地貌、水文地质条件等方面。我国软土分布在国内沿海城市，特殊土的分部具有区域性特质。软土有空隙比大、强度低、松软、压缩性高等特点，由此对于施工与软土层上的工程项目经常会出现一些质量问题，例如地面裂缝、墙体开裂、建筑物不均匀沉降、桩基位移、基坑边坡塌落等。而地下水发生变化时，易改变土壤的物理力学性质。既而查明地基土质的物理力学性质、结构特征、水文地质等条件至关紧要，由此才能保证建筑的使用安全、地基的稳定性。
（4）旧城区人为因素：
在旧城区内，热力场、重力场、地电场、声场、辐射场、地震效应场、地磁场等自然物理场，将受人类的经济活动、资源消耗等人为因素影响而发生改变，从而影响到水资源、大气圈、氧气含量等自然环境问题，危害旧城区内所有生物的健康。
二．工程地质的流程、方法
（一）工程地质调查绘图：环境地质图与工程地质图，都能很好的反映出工程环境与地质环境间的关系，从而模拟真实情况：
1．依据制图内容，例如工程地质分区图、地质图等。从地质灾害角度考虑，研究、分析与场地相关的地质自然灾害，对其进行评价、研究地质环境所引发的不利影响，从而分析、制定预测防治措施。制图前，需要研究、调查、分析城区范围内的环境工程地质。
2．根据目的，如台山核电站等为某个特定工程提供资料。
（二）工程地质评价：
1．隐蔽工程评价：在城市规划时，需对其旧城区的电缆、古穴、下水系统、人防工程等进行评价与探查，从而制定图纸，为城市规划建设服务。
2．场地稳定行与适应性评价：需要针对民用建筑与工业建筑进行评价，主要为城市建设中的新城区开发，提供相应环境工程地质资料。
3．边坡稳定性评价：对人工斜坡与自然边坡进行研究，根据所得信息数据预测山崩、山体滑坡、泥石流等灾害对人类的生命安全与财产的危害系数，制定防治方案与应对措施。
4．工程地质地震评价：根据场地地质结构，对发生地震的几率作分析，依据地震的实际案例，研究建筑物所能承受地震所产生的扭转力、竖向力，并根据破坏效果分析、改进建筑方案。
5．河流环境工程评价：对水库进行分析，研究因蓄水所诱发的地震、岸边再造等问题，对其结果进行评价，从而制定防治方案与应对措施。还需研究城区污水大量排入溪水、河流、湖泊等引起的地下水质变化、恶化，从而对人类活动的不良影响进行评价，为新的城市规划建设提供生态保护计划。
6．区域地壳稳定性评价：它是地质环境质量的第一要素，是指受地震运动、现代构造运动、岩浆活动等地壳内在运动影响后的稳定度，其涉及地震活动、火山活动、地层断裂等不良地质作用的强度、结构、力场等方面，而地震活动对区域地壳的稳定性影响最大。针对地震带的城市建设，对其地层结构分析、评价，利用所得数据信息，提高城市规划中的建筑整体综合抗震能力，加强对地震的预防与应对措施。
（三）应用摇感技术：
摇感技术在环境工程地质研究与评价时，有着重要的作用。它具有成图成本低、技术块、质量好等优势，可对区域地质、场地地形、动力地质现象动态、地质构造、河流水质、土地利用等方面情况进行环境检测与环境质量评价，编制各种资料信息图件，而随着计算机技术的提升，将摇感技术与计算机相结合，使其更电子信息化管理、操作，既而提高速度与灵活度，提高效率，更方便的掌握各方面信息。
三．环境工程地质的作用：
环境工程地质，是一切工程项目施工前的必要条件，是通过工程地质的环境评价、研究、分析，预测不良环境地质作用对城市建筑安全、人类的生命健康的影响及后果，并制定、落实科学合理的应对方案与防治措施，依照环境工程地质学对场地开展全面的、综合的评价，为获得更合理、科学的施工方案、规划设计，提供资料。或以上述措施为前提，预测、研究人类活动对环境地质的影响，突显人类对自然环境所造成的破坏与影响，以及经过这些影响与破坏后，反过来对人类生命安全、生活环境、建筑安全等方面产生的危害与影响。例如，山林过度的砍伐，造成山体地质不牢固而引发山体滑坡、泥石流；地下煤矿资源过度开发，导致地面塌陷、地下水污染等，实行环境工程地质的主要意图，就是为了防治人类活动对环境质量的过度影响、破坏，同事防治自然环境对人类财产安全的威胁，为合理、科学的利用保护地质环境，提供最有力的依据。当发生地震、洪水、山体塌方等自然灾害时，依据环境工程地质相关勘探、分析、评价后，所做的对应方案，可迅速、及时、有序的开展救援等应急措施。
环境岩土工程课程具有课程新、内容广、实践性强和前沿性等特点。环境岩土工程课程教学原搬套用传统学科成熟的教学模式，往往存在以下几个问题。首先，对传统土木工程学科，高校通常采用理论教学与工程实践相结合的教学方式。看似完美的教学模式，但由于教学体制及客观条件的限制，这种教学模式通常被强行切割为理论教学和实践教学两部分、两阶段来分别进行，这就使学生在学的过程中不得不采用单向的学习方式，即先理论学习再实践学习。这种理论与实践的非同步性教学，容易使学生学习思维受到限制。学到的理论知识不能及时用实践去验证，学生发现问题、解决问题的能力也得不到很好的培养和发挥。同样，在实践过程中发现的问题，也不能在课堂上得到同步的探讨和解决，这样不利于激发学生的学习兴趣，学生学习的创新性和主动性也不能很好地发挥，有悖于卓越工程师培养理念。
其次，环境岩土工程学科由于自身发展所具有的局限性，在教学过程中面临很多问题，如该课程知识框架不完善、配套教材缺乏、学科发展的速度与教材内容更新的速度不相匹配等。目前该课程的教师多在自编课件的基础上结合网络资源来授课，以播放幻灯片为主，这种授课方式较以前有很大改进。但是，教学效果并未随之改善，具体表现为教师在课堂上侃侃而谈，学生则昏昏欲睡，没有互动，课程考试往往以学生提交读书报告为主，不能调动学生学习的积极性。
二、环境岩土工程课程的教学改革
(一)结合实际，及时更新专业课程知识
环境岩土工程课程涉及的内容及原理在土力学及基础工程课程中也有所涉及，而土力学、基础工程等课程教材近几十年来没有大变化。例如:土的抗剪强度问题，根据土力学知识，土体结构、含水量以及矿物成分等因素会影响土体的抗剪强度。但是目前很多岩土工程事故却是由于土体环境改变而产生的，如温室效应、城市热导效应等问题的出现，导致受力土体场内的温度增加，土体温度增加将改变土体的强度指标，这种改变对工程结构造成一定的潜在危害。另外，近年来，酸雨在各地频频出现。以上海市为例，上海是个多雨的城市，据资料显示，上海近年来出现酸雨的频率为74．9%，降水PH平均值为4．66。酸雨进入土体会打破土体原先的离子平衡系统，而酸碱离子的失衡也会影响土体的强度。
这些实例在现有的土力学和基础工程课程教材中几乎没有涉及，这就需要环境岩土工程专业教师在授课过程中向学生增补这些知识，培养学生的环保意识与工程意识。因此，在教学中应结合实际，及时更新专业课程知识。
(二)完善实验教学，培养学生的动手能力与创新能力
要实施卓越工程师教育培养计划，进一步完善实验教学是必不可少的一个重要环节，而实验室资源及设备是保证实验教学质量的关键。环境岩土工程课程的实验设备除了需要土力学常规实验设备外，往往还需要涉及环境工程学科的实验资源，但多数高校的环境工程与土木工程是两个独立的学科，分属两个独立的学院，很难将两个学科体系有机地结合在一起。笔者所在的上海理工大学环境与建筑学院打破这一瓶颈，将两个学科融合在一起，依托环保、土木两大行业优势，实行学科交叉和错位竞争，共享环境工程与土木工程的实验资源及设备，这一特色在同类高校中是少有的。环境工程与土木工程两大学科的交叉，为环境岩土工程课程教学提供了充分的质量保证。例如，在实验教学模块中，酸碱液为环境工程实验室常规的实验试剂，在做土的压实实验中，可让一组同学用纯净土，另一组同学可借用环境工程实验室酸碱液，配置不同程度的污染土，然后两组学生将实验结果进行对比，这样不仅培养了学生的动手能力，也让学生深刻体会到环境的改变对土体力学性质的影响。
此外，在实验教学中，笔者结合每年一次的上海市大学生创新创业计划申请项目，在分组搜集大量文献资料，撰写项目申请书和实验方案的设计、实施等过程中，培养学生的动手和创新能力。以今年申请课题为例，上海属中国雷击多发地区，全市年平均雷暴日为53．9天，每年因雷击造成的直接经济损失接近2亿元。笔者在研究中发现，雷击的产生与土体的电阻率关系密切，土体电阻率较大的地层构造使得土层的导电性能下降，不易形成击穿。如果土体的电阻率大于某个平均值，就意味着雷电将空气击穿后不能击穿下伏土体，从而减少形成雷电通道的机率。那么，是否可以从改变土体电阻率入手获得防雷减灾的新途径呢?结合环境岩土工程课程教学，笔者通过指导学生撰写“上海典型土层对雷击能量的转换模式及地基土力学性状变化”申请书，引导学生打破专业学科界限，从环境与岩土的整体角度出发考虑工程问题。目前，该项目已顺利获得上海市教委批准立项，。
(三)结合区域实际，锻炼学生解决实际工程的能力
由于环境岩土工程课程的实践性和应用性较强，仅仅依靠课堂教学远远达不到教学目标，还需要通过工程现场的实习，才能帮助学生深刻理解和掌握专业知识。教学中结合本地区工程实际情况，与施工单位或其他相关单位建立长期合作关系或实习地基，为学生提供更多的实践锻炼的机会。以上海为例，随着城市建设的快速发展，地铁沿线特别是地铁枢纽站附近往往已建或在建大量密集的高大建筑群，所带来的超大超深基坑开挖问题越来越多，呈现出“深、大、紧、近”的特点。在这类工程施工中，极易发生各类事故，危害工程和周边环境的安全。因此，应组织学生去这类工程施工现场参观考察。笔者在教学过程中，为了提高学生对实际环境岩土工程问题的认识和培养学生解决问题的能力，曾组织学生监测上海洛克菲勒外滩源深基坑开挖工程对周边环境的影响，这种让学生亲自参与环境岩土工程的教学方法，使学生对环境岩土工程有了更深刻的认识，取得了较好的效果。
三、结语