环境岩土工程研究
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• 是环境文明时代新认识、新理论观点：注意生态环境基 本要素（水、土、植、气），抓绿化园林建设，整治和 保护水土资源，按人地调谐原则对工程进行决策和模式 化研究，例如：
•
C = F (L , P , T , E )
•
C--- Land Engineering Capacity
•
L--- Factors of major themes
根据两类环境问题的概念，随着城市进程的 加快，城市环境岩土工程问题会越来越突出， 当其变异强度给人类生存和物质文明带来严重 危害时，即构成人为诱发地质灾害。自然演化 产生的地质灾害与此有所不同。
随着生态城市建设规划的提出，人们对本问 题重要性的认识也会深化。 主要问题是：
环境岩土工程研究
① 生态城市建设规划中的问题 ② 工程活动引起的地面变形（地面沉降、地 面塌陷、滑坡等地质灾害） ③ 悬河化引起的塌岸灾害 ④ 水资源短缺和环境恶化问题 ⑤ 废弃物污染问题 ⑥ 抗震、抗断和地裂等活动断层灾害
从历届环境岩土工程国际会议来 看，环境岩土工程也有如下分类， 与方先生分类相比应属狭义的，但 它们均包含了自然因素引起的环境 问题（国内常以地质灾害名之）。
环境岩土工程研究
环境岩土工程研究
1984年以来，本文作者积极支持建设部推行的
岩土工程体制，并从事城市环境岩土工程研究。 于2000年底出了一本《城市环境岩土工程》专著。 作者认为污染与生态破坏与环境岩土工程问题是 等价的两类环境问题。由于岩土工程活动产生的 环境问题，叫“环境岩土工程问题”，它为环境 岩土工程的主体。环境岩土工程问题如不加重视 和处理，会造成生命和财产的损失，就可能演化 为地质灾害。问题和灾害不同，灾害是问题所造 成的危害，问题和灾害都要加以重视和研究。这 就使相关学科名词术语沟通起来。《城市环境岩 土工程》一书从地学与力学的结合上论述了地学 对环境岩土工程的研究和认识，主要观点将在下 一节介绍。
地质环境是自然环境一部分，是“四圈”之一 的岩石圈的表层部分，与人类关系十分密切。
地质学以岩石圈为主要研究对象。 环境地质学则研究岩石、水、生物和大气四圈 的相互作用和影响，研究地质环境系统与自然环 境系统和社会环境系统相互间关系，地位应该十 分重要。 环境地质作为环科一重要分支从理论殿堂逐步 走向国民经济主战场，因而作用将越来越大。它 有三个层次，体现了它的独特之点和丰富内涵。
环境岩土工程研究
2020/11/23
环境岩土工程研究
主要内容
• 1 环境岩土工程的由来 • 2 环境岩土工程的内涵和特色 • 3 地学的环境岩土工程观 • 4 环境岩土工程与地质灾害 • 5 环境岩土工程的优势面研究观点和思路 • 6 我国环境岩土工程发展趋势与展望
环境岩土工程研究
环境岩土工程是一门跨学科的交叉科 学。它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。关于 环境岩土工程的基本概念、特色、初步 分类和内涵系统，本文作了探讨。方晓 阳教授作为这门学科的著名创始人之一 和对多次环境岩土工程学术会议组织工 作上的贡献，他的观点作了专门介绍。
当前，城市环境岩土工程是环境岩 土工程研究热点。对作为环境岩土工 程的主体的城市环境岩土工程中的两 类环境问题和两类悬河的概念、研究 技术途径和方法，以及城市环境岩土 工程在我国的发展趋势和前景，本文 也作了研讨。
1 环境岩土工程的由来
环境岩土工程（Environmental Geotechnology） 一词，源自1986年4月21日～23日在美国宾州里 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。会上，方先 生在其著名的“Introductory Remarks on Envi-ronmental Geotechnology”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。
环境问题为全球热点。国际上三时代（20世纪） ①50-60年代,公害显现(1972年瑞典“人类环境会议”) ②80年代全球三问题（臭氧气、气候变暖、生物多样化） ③90年代环发并提（1992年巴西“环发”首脑会议） 强调污染与生态破坏环境问题:大气;水;固体废弃物;噪声; 热岛效应
3.1.3 环境文明——人类和自然和 谐发展的可持续发展观念和思想
环境岩土工程容量虽大，但以解决 人类岩土工程活动所产生的环境问题 为主体，特别是城市环境岩土工程。 所以，岩土力学和工程地质的结合， 也自然会构成环境岩土工程发展的主 体。
2.3 学科分类的讨论
关于环境岩土工程，方晓阳先生认为 有两个主要分支[2]： （1）地质环境（岩土）工程：主要强 调有害有毒废料控制系统的管理和修正、 填料场的选择、填料的稳定性分析和土 污染技术。
环境岩土工程研究
EPIGENETIC TIME-DEPENDENT STRUCTURE
环境岩土工程研究
4.2.2结构控制论
ROCK-MASS STRUCTURE: STRUCTURE PLANE PREFERRED PLANE
中科院岩体结构控制论----工程地地质力学---典型人类工程活动与地质环境相互作用。
1992年从工业文明——环境文明时代
THE AGENDA OF THE 21 st CENTURY
这是按照“三种生产”的理论深刻反思的结论： 环境问题实质（人与自然不调谐）
改变发展观、生存模式 对策
发展环境科学、实现人与自然调谐
环境岩土工程研究
3.2 环境科学与环境地质
环境科学是发展中科学，具有多样性、综wenku.baidu.com性 和发展性。
南京大学优势面理论：在结构控制论基础上 抓住结构面和多学科交叉二个基点进行创新发展， 已形成较系统的分析理论和方法。主要是抓优势 结构面、宏微观结构、结构之非对称 性和学科 交叉的综合模型和方法，对环境岩土工程和地质 灾害进行研究和评价。
环境岩土工程研究
• THE HARMONY BETWEEN THE HUMAN and THE NATURE
环境岩土工程研究
2.2 学科特点
环境岩土工程是岩土工程新发展阶段， 是环境文明时代的新分支。研究环境岩 土工程问题的“环境岩土工程”，又应 属于环境学科。环境学科具有综合性、 多样性和发展性。环境岩土工程当然也 要用发展的眼光去看待和思考。它是变 化发展，不断丰富的。
环境岩土工程研究
环境科学由各学科的环境分支组成。 原学科的特色在其环境分支中也必然 有所体现。因此，从工程地质、岩土 力学和环境工程视角研究环境岩土工 程，也必然有各自特色。互相尊重， 取长补短，将促进环境岩土工程更快 发展。
环境岩土工程研究
（2）生态环境（岩土）工程：研究环境岩土工程 的敏感性生态和地质方面。有三类问题：①与地质、 气候有关的问题，如泥石流、沙漠、湿地；②与健 康有关的问题，如酸雨、核废料；③与文化有关的 问题，如考古。认为这三类问题对生态环境因素相 当敏感。对于如何解决他所关注的环境岩土工程问 题，方先生1989年提出了一个“粒子场理论”，评 价土—水—污染物相互作用，预测土的长期形状。 认为传统的机械能场理论只能决定问题的短期性状， 环境因素（如温度变化、干湿、胀缩、冻融循环、 污染等）将改变土粒子性质，从而影响土的性质， 且这种影响是长期的。方的这种认识与包承纲先生 的“要把土当真正的土”的认识是相通的。这种环 境土力学的研究观点，能够在土力学发展中发挥积 极作用。
3 地学的环境岩土工程观
• 3.1 环境问题与环境文明新时代 • 3.2 环境地质与环境岩土工程 • 3.3 两类环境与环境岩土工程问题
环境岩土工程研究
3.1 环境问题与环境文明
3.1环境——自然客体与人类客体相互联系的系统
自然环境
社会环境
3.1.2 环境问题——人类社会发展活动引发环境产
生的不利 于人类生存的变化
方教授指出，自1986年以来，“环 境岩土工程”得到了迅速发展，它不 仅复盖了传统岩土工程问题，而且， 现今已主要形成了两个分支：地质环 境岩土工程和生态环境工程。
环境岩土工程研究
• “岩土工程”一词容量已比较大，复盖了岩土工程 问题的“环境岩土工程”，显然其学科领域会更大。 由于“环境岩土工程”历史仅20年，虽开了多次国 际学术研讨会和个别专题研讨会（如2000年南京生 态敏感区环境岩土工程国际会议），由于会议内容 繁多，对环境岩土工程学科界定、内涵体系并未作 详细研讨。由于多学科参与，要对这些学科体系性 问题取得共识，尚有待时日。需要加强研究。
• 方组织第一届会议时，本文作者正好在里海大学访 问研究，后又多次参加国际环境岩土工程学术活动。 这里，想就环境岩土工程的研究和认识谈一点体会， 希指正。
2 环境岩土工程的内涵和特色
• 2.1 产生的背景 • 2.2 学科特点 • 2.3 学科分类的讨论
环境岩土工程研究
2.1 产生的背景
环境岩土工程是跨学科的边缘学科，其产生的 背景是八十年代以来环境问题的严重化。主要是 水系和水土污染、氡污染、水土流失、砂化、地 质生态环境变迁、滑坡、泥石流、固体废物和核 废料处理、干旱洪涝以及考古与古迹保护等等。 这些不是单一学科能解决的。环境岩土工程，作 为多学科的结合点应运而生。参与者主要是岩土 力学、工程地质和环境工程人员。相关学科联合 攻关，在学科交叉中共同发展和深化。环境岩土 工程也就在总体目标认同下，带有各学科特点的 环境岩土工程体系。
①地球系统科学Earth system science：认 识地球，研究地球过程。 注意放射热，太阳辐射和第三驱动力,“全球变 化计划”可作为代表.以研究周期的自然变化为 特色，这是全球大系统的基础理论性研究。
②环境地球科学 Env.Geosciences：预测人 类生存环境之变化。识别和预测自然地质灾害， 并注意人的诱发作用——人为地质灾害。
问题多而复杂，可从基本理论和学科交叉来 创新解决问题。
环境岩土工程研究
4.2 基本理论
4.2.1成因控制论
GENETIC TYPE OF SOILS
环境岩土工程研究
土承载力的指标值例
• 人工土60-100kPa • 一般土100-150kPa • 洪积土150-200kPa • 残积土200-250kPa • 强风化r 350-400kPa
•
P--Attributes (属性)
•
T---Technique level
•
E---Economy
环境岩土工程研究
5 优势面理论研究观点和思路
从基本理论（结构控制论）和多学 科交叉两个基点创新，形成一个环境岩 土工程优势面理论，用以解决工程稳定 性 问 题 。 它 体 现 了 认 知 （ Cognition ） 理 论 的 认 识 过 程 （ Data 数 据 →Information信息→Knowledge知识）， 逐步形成理念Philosophy，经大量工程 实践不断验证，逐步形成较系统理论 Theory。这一理论要点有三：
环境岩土工程研究
Two types suspended river problems: Permanent and Flooding
Env. geotechnology problem of the three gorges
环境岩土工程研究
4 城市环境岩土工程与地质灾害
4.1城市主要环境岩土工程问题及其提升水平的二基点
Env. Geotechnology
区域性的.：悬河及三峡工程问题
Regional Env. Geotech 大城市不稳定性
城市的.：
Instability in large cities 环境水利
Urban Env. Geotech Env. water conservancy 环境污染Env. Pollution
③环境岩土工程Env.Geotechnology：以研究 人类岩土工程活动产生的环境问题为主体，特 别是城市环境岩土工程。应按“人地调谐原则” 解决问题，不使之演化成人为地质灾害。
环境岩土工程研究
3.3 两类环境问题与环境岩土工 程
两类环境问题
环境岩土工程问题
污染与生态破坏
Pollution & Ecological hazards 环境岩土工程问题
•
C = F (L , P , T , E )
•
C--- Land Engineering Capacity
•
L--- Factors of major themes
根据两类环境问题的概念，随着城市进程的 加快，城市环境岩土工程问题会越来越突出， 当其变异强度给人类生存和物质文明带来严重 危害时，即构成人为诱发地质灾害。自然演化 产生的地质灾害与此有所不同。
随着生态城市建设规划的提出，人们对本问 题重要性的认识也会深化。 主要问题是：
环境岩土工程研究
① 生态城市建设规划中的问题 ② 工程活动引起的地面变形（地面沉降、地 面塌陷、滑坡等地质灾害） ③ 悬河化引起的塌岸灾害 ④ 水资源短缺和环境恶化问题 ⑤ 废弃物污染问题 ⑥ 抗震、抗断和地裂等活动断层灾害
从历届环境岩土工程国际会议来 看，环境岩土工程也有如下分类， 与方先生分类相比应属狭义的，但 它们均包含了自然因素引起的环境 问题（国内常以地质灾害名之）。
环境岩土工程研究
环境岩土工程研究
1984年以来，本文作者积极支持建设部推行的
岩土工程体制，并从事城市环境岩土工程研究。 于2000年底出了一本《城市环境岩土工程》专著。 作者认为污染与生态破坏与环境岩土工程问题是 等价的两类环境问题。由于岩土工程活动产生的 环境问题，叫“环境岩土工程问题”，它为环境 岩土工程的主体。环境岩土工程问题如不加重视 和处理，会造成生命和财产的损失，就可能演化 为地质灾害。问题和灾害不同，灾害是问题所造 成的危害，问题和灾害都要加以重视和研究。这 就使相关学科名词术语沟通起来。《城市环境岩 土工程》一书从地学与力学的结合上论述了地学 对环境岩土工程的研究和认识，主要观点将在下 一节介绍。
地质环境是自然环境一部分，是“四圈”之一 的岩石圈的表层部分，与人类关系十分密切。
地质学以岩石圈为主要研究对象。 环境地质学则研究岩石、水、生物和大气四圈 的相互作用和影响，研究地质环境系统与自然环 境系统和社会环境系统相互间关系，地位应该十 分重要。 环境地质作为环科一重要分支从理论殿堂逐步 走向国民经济主战场，因而作用将越来越大。它 有三个层次，体现了它的独特之点和丰富内涵。
环境岩土工程研究
2020/11/23
环境岩土工程研究
主要内容
• 1 环境岩土工程的由来 • 2 环境岩土工程的内涵和特色 • 3 地学的环境岩土工程观 • 4 环境岩土工程与地质灾害 • 5 环境岩土工程的优势面研究观点和思路 • 6 我国环境岩土工程发展趋势与展望
环境岩土工程研究
环境岩土工程是一门跨学科的交叉科 学。它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。关于 环境岩土工程的基本概念、特色、初步 分类和内涵系统，本文作了探讨。方晓 阳教授作为这门学科的著名创始人之一 和对多次环境岩土工程学术会议组织工 作上的贡献，他的观点作了专门介绍。
当前，城市环境岩土工程是环境岩 土工程研究热点。对作为环境岩土工 程的主体的城市环境岩土工程中的两 类环境问题和两类悬河的概念、研究 技术途径和方法，以及城市环境岩土 工程在我国的发展趋势和前景，本文 也作了研讨。
1 环境岩土工程的由来
环境岩土工程（Environmental Geotechnology） 一词，源自1986年4月21日～23日在美国宾州里 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。会上，方先 生在其著名的“Introductory Remarks on Envi-ronmental Geotechnology”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。
环境问题为全球热点。国际上三时代（20世纪） ①50-60年代,公害显现(1972年瑞典“人类环境会议”) ②80年代全球三问题（臭氧气、气候变暖、生物多样化） ③90年代环发并提（1992年巴西“环发”首脑会议） 强调污染与生态破坏环境问题:大气;水;固体废弃物;噪声; 热岛效应
3.1.3 环境文明——人类和自然和 谐发展的可持续发展观念和思想
环境岩土工程容量虽大，但以解决 人类岩土工程活动所产生的环境问题 为主体，特别是城市环境岩土工程。 所以，岩土力学和工程地质的结合， 也自然会构成环境岩土工程发展的主 体。
2.3 学科分类的讨论
关于环境岩土工程，方晓阳先生认为 有两个主要分支[2]： （1）地质环境（岩土）工程：主要强 调有害有毒废料控制系统的管理和修正、 填料场的选择、填料的稳定性分析和土 污染技术。
环境岩土工程研究
EPIGENETIC TIME-DEPENDENT STRUCTURE
环境岩土工程研究
4.2.2结构控制论
ROCK-MASS STRUCTURE: STRUCTURE PLANE PREFERRED PLANE
中科院岩体结构控制论----工程地地质力学---典型人类工程活动与地质环境相互作用。
1992年从工业文明——环境文明时代
THE AGENDA OF THE 21 st CENTURY
这是按照“三种生产”的理论深刻反思的结论： 环境问题实质（人与自然不调谐）
改变发展观、生存模式 对策
发展环境科学、实现人与自然调谐
环境岩土工程研究
3.2 环境科学与环境地质
环境科学是发展中科学，具有多样性、综wenku.baidu.com性 和发展性。
南京大学优势面理论：在结构控制论基础上 抓住结构面和多学科交叉二个基点进行创新发展， 已形成较系统的分析理论和方法。主要是抓优势 结构面、宏微观结构、结构之非对称 性和学科 交叉的综合模型和方法，对环境岩土工程和地质 灾害进行研究和评价。
环境岩土工程研究
• THE HARMONY BETWEEN THE HUMAN and THE NATURE
环境岩土工程研究
2.2 学科特点
环境岩土工程是岩土工程新发展阶段， 是环境文明时代的新分支。研究环境岩 土工程问题的“环境岩土工程”，又应 属于环境学科。环境学科具有综合性、 多样性和发展性。环境岩土工程当然也 要用发展的眼光去看待和思考。它是变 化发展，不断丰富的。
环境岩土工程研究
环境科学由各学科的环境分支组成。 原学科的特色在其环境分支中也必然 有所体现。因此，从工程地质、岩土 力学和环境工程视角研究环境岩土工 程，也必然有各自特色。互相尊重， 取长补短，将促进环境岩土工程更快 发展。
环境岩土工程研究
（2）生态环境（岩土）工程：研究环境岩土工程 的敏感性生态和地质方面。有三类问题：①与地质、 气候有关的问题，如泥石流、沙漠、湿地；②与健 康有关的问题，如酸雨、核废料；③与文化有关的 问题，如考古。认为这三类问题对生态环境因素相 当敏感。对于如何解决他所关注的环境岩土工程问 题，方先生1989年提出了一个“粒子场理论”，评 价土—水—污染物相互作用，预测土的长期形状。 认为传统的机械能场理论只能决定问题的短期性状， 环境因素（如温度变化、干湿、胀缩、冻融循环、 污染等）将改变土粒子性质，从而影响土的性质， 且这种影响是长期的。方的这种认识与包承纲先生 的“要把土当真正的土”的认识是相通的。这种环 境土力学的研究观点，能够在土力学发展中发挥积 极作用。
3 地学的环境岩土工程观
• 3.1 环境问题与环境文明新时代 • 3.2 环境地质与环境岩土工程 • 3.3 两类环境与环境岩土工程问题
环境岩土工程研究
3.1 环境问题与环境文明
3.1环境——自然客体与人类客体相互联系的系统
自然环境
社会环境
3.1.2 环境问题——人类社会发展活动引发环境产
生的不利 于人类生存的变化
方教授指出，自1986年以来，“环 境岩土工程”得到了迅速发展，它不 仅复盖了传统岩土工程问题，而且， 现今已主要形成了两个分支：地质环 境岩土工程和生态环境工程。
环境岩土工程研究
• “岩土工程”一词容量已比较大，复盖了岩土工程 问题的“环境岩土工程”，显然其学科领域会更大。 由于“环境岩土工程”历史仅20年，虽开了多次国 际学术研讨会和个别专题研讨会（如2000年南京生 态敏感区环境岩土工程国际会议），由于会议内容 繁多，对环境岩土工程学科界定、内涵体系并未作 详细研讨。由于多学科参与，要对这些学科体系性 问题取得共识，尚有待时日。需要加强研究。
• 方组织第一届会议时，本文作者正好在里海大学访 问研究，后又多次参加国际环境岩土工程学术活动。 这里，想就环境岩土工程的研究和认识谈一点体会， 希指正。
2 环境岩土工程的内涵和特色
• 2.1 产生的背景 • 2.2 学科特点 • 2.3 学科分类的讨论
环境岩土工程研究
2.1 产生的背景
环境岩土工程是跨学科的边缘学科，其产生的 背景是八十年代以来环境问题的严重化。主要是 水系和水土污染、氡污染、水土流失、砂化、地 质生态环境变迁、滑坡、泥石流、固体废物和核 废料处理、干旱洪涝以及考古与古迹保护等等。 这些不是单一学科能解决的。环境岩土工程，作 为多学科的结合点应运而生。参与者主要是岩土 力学、工程地质和环境工程人员。相关学科联合 攻关，在学科交叉中共同发展和深化。环境岩土 工程也就在总体目标认同下，带有各学科特点的 环境岩土工程体系。
①地球系统科学Earth system science：认 识地球，研究地球过程。 注意放射热，太阳辐射和第三驱动力,“全球变 化计划”可作为代表.以研究周期的自然变化为 特色，这是全球大系统的基础理论性研究。
②环境地球科学 Env.Geosciences：预测人 类生存环境之变化。识别和预测自然地质灾害， 并注意人的诱发作用——人为地质灾害。
问题多而复杂，可从基本理论和学科交叉来 创新解决问题。
环境岩土工程研究
4.2 基本理论
4.2.1成因控制论
GENETIC TYPE OF SOILS
环境岩土工程研究
土承载力的指标值例
• 人工土60-100kPa • 一般土100-150kPa • 洪积土150-200kPa • 残积土200-250kPa • 强风化r 350-400kPa
•
P--Attributes (属性)
•
T---Technique level
•
E---Economy
环境岩土工程研究
5 优势面理论研究观点和思路
从基本理论（结构控制论）和多学 科交叉两个基点创新，形成一个环境岩 土工程优势面理论，用以解决工程稳定 性 问 题 。 它 体 现 了 认 知 （ Cognition ） 理 论 的 认 识 过 程 （ Data 数 据 →Information信息→Knowledge知识）， 逐步形成理念Philosophy，经大量工程 实践不断验证，逐步形成较系统理论 Theory。这一理论要点有三：
环境岩土工程研究
Two types suspended river problems: Permanent and Flooding
Env. geotechnology problem of the three gorges
环境岩土工程研究
4 城市环境岩土工程与地质灾害
4.1城市主要环境岩土工程问题及其提升水平的二基点
Env. Geotechnology
区域性的.：悬河及三峡工程问题
Regional Env. Geotech 大城市不稳定性
城市的.：
Instability in large cities 环境水利
Urban Env. Geotech Env. water conservancy 环境污染Env. Pollution
③环境岩土工程Env.Geotechnology：以研究 人类岩土工程活动产生的环境问题为主体，特 别是城市环境岩土工程。应按“人地调谐原则” 解决问题，不使之演化成人为地质灾害。
环境岩土工程研究
3.3 两类环境问题与环境岩土工 程
两类环境问题
环境岩土工程问题
污染与生态破坏
Pollution & Ecological hazards 环境岩土工程问题